创新能力培养与实验教学改革探讨

张小惠

摘要：为培养学生实践和创新能力，本文分析了当前我国高校实验教学存在的问题，并提出了通过整合实验室、优化实验内容和改革教学模式等改革实验教学的方法。这些方法对充分利用学校实验资源，对于提高学生实验素质、培养创新能力具有一定意义。

关键词：实验教学；创新能力；改革设想

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0271-02

具有创新意识的创新型人才是推动国家创新发展的必要条件，是一个国家发展的最重要的动力。创新性人才培养模式已成为当前世界各国，高等教育主要人才培养模式。该模式坚持以人为本的教育理念，尊重学生的主体地位、体现学生的个性发展，将学生的知识、能力、素质等方面的培养有机融合，激发学生创新精神，并达到对学生创新能力培养。

近年来，伴随着高等学校创新教育改革的深入，围绕创新，许多高等学校进行了基于创新模式的教育教学改革尝试，并进行了许多积极有效的探索。实验教学的地位和作用越来越突现。在创新性人才培养方面，有学者从实验开放出发，探索新的实验模式，也有学者通过创新实验教学环节探讨创新人才培养，更多则是从实验学科的不同方面进行创新性探讨。但是在以实验教学为突破口，充分利用学校的实验室、精贵实验仪器等现有资源，以及通过诸如项目驱动、学生实验内容等方面教学改革仍有大量工作可以改进，本文从培养学生的实验操作能力、解决实际问题的能力和创造能力的角度出发，探讨学生创新能力的培养及进行相关教学改革。

一、高校实验教学现状及存在的问题

目前虽有部分院校在实验教学的方式、内容等方面进行了一些改革，但大多数学校的实验教学还沿用过去的老教学方法，往往是在理论课讲授到一定程度或讲授结束后才进行实验教学，实验又多为对付某课程各章节的单向验证实验，单向实验之间，仪器设备相互独立，没有任何联系，实验又单独进行，割断了各项实验之间本来存在的有机联系。这种单向实验有以下弊端：①多为验证型实验，教师先讲，学生后做，学生对教师依赖性强；②每次试验原理简单，做起来容易，造成部分学生有应付实验的现象；③每次实验前，学生要提前预习，老师要进行必要的讲解，占用时间较长，学生经过多次预习后，对后来的预习常常忽视；④有些实验的教学时数往往不是整学时数，为使教学顺利进行，教师在讲解实验时往往讲解与实验无关的知识偏多，失去了实验教学本身的魅力和独特的韵味，使实验进行得不够紧凑。这些弊端的存在，既不利于学生动手能力、分析问题、解决问题能力和创新能力的培养，也不利于提高教学效果和实验条件的利用率。因此加强学生创新能力培养，提高办学效益，继续深化实验教学改革已势在必行。

在部分高校中，实验仪器尤其是大型贵重仪器共享性较差，实验室重复建设的情况普遍存在，实验室利用率较低，专业、学科交融性不高。

为了充分利用学校的现有资源，在有限学时内既要完成教学内容，又能达到培养学生的动手能力，创新实践能力，就需要对实践教学进行改革。

二、实验教学改革的设想

大学教育是个系统工程，实验教学也不例外。在教育教学理念转变的前提下，实验教学改革，不仅要从实验教学内容上，也应从教学资源的配置上，体现培养目标，既学习知识、也达到培养能力的目的。

1.实验室整合。在满足人才培养要求的前提下，根据不同学科专业要求制定出本专业的实验培养方案，并根据知识、能力培养要求形成适合本专业的实验课程体系。新时期要求培养创新、应用型人才，这就要对旧有的实验课程体系进行调整和改革，打通现有专业的壁垒，形成系统、完备的实验课程体系，改变现有实验教学完全依附于理论教学的现状。在实验室建设上，可通过归类、合并现有的实验室、实验中心，建立跨学科、跨专业，文理兼容的实验基地或实验中心，形成规模教学，实现实验室资源共享，提高实验仪器利用率。在实验资源的利用方面，可以通过开放实验室，改变学生以往定时、被动式实验方式，调动学生利用实验室资源，在实验教学环节中进行主动探索。与此同时，也提高了仪器设备的利用率。开放采用方式可为：时间开放，即学生可以自由选择时间来完成实验；内容开放，包括课内内容和课外内容开放，即将实验课内容分为基础必做内容和选做内容，学生在做完实验课中所必须做的基础部分之后，可以根据自己的能力、专业爱好等选择其他实验，从扩展学术视野，提高操作技能两个方面提高能力，为创新奠定基础；三是实验室仪器开放，即让实验能力较强的学生，能够在实验室教师指导下，接触使用一些大型精贵仪器，拓展学生实验领域，为学有余力的学生搭建探索新知和专业前沿平台。积极性新科技创新提高其实验兴趣。

2.优化实验教学内容。实验教学的改革，应根据专业培养目标、专业特点，按照技能型、应用型人才的培养规格要求，从教学内容、教学方法上，优化课程内容，编排内容顺序，通过验证性、设计性、综合性等实验类型，通过实验训练，使学生具有扎实的专业知识、达到能用所学知识和技能解决本专业实际问题的能力，并增强学生探索和创新精神。实验内容是实验教学的重要方面，其目的是要保证实验教学的先进性、代表性和方向性，跟上科学技术的发展。就实验内容，可把实验分为：认知性和验证性实验，这部分实验是为初学者而设的，内容、实验步骤及方法学生可依照实验教材中提供的内容完成，并撰写出实验报告。其目的可使学生掌握仪器设备的使用、实验的基本原理和基本方法；综合性实验，这部分内容以认知实验为基础，综合一些简单的具有设计技巧的内容形成新的实验，可培养学生综合实验能力；设计性实验，通过这些实验优化一些具有针对性、实用性的内容，给出学生实验目的、要求，要求学生利用相关知识，完成实验目的实验理论、选配实验仪器，设计实验过程、步骤、完成实验；选择性实验，是一些具有研究价值的实验，是上述实验的延伸，它具有一定的实用性，专业性和研究性，是供学生进行选修的实验课，具有一定的实验难度。所以，在教学内容设置上，我们以为可增加创新型内容，增加设计型、综合性实验的比重，适当降低验证性、认知性实验的内容，引入一定数量的选择性实验，并可介绍相关科技的新发展，也可鼓励、支持学生主持大创项目或参与教师实验项目，也引入一些实验项目，让学生以团队的形式，寻找理论、设计并完成实验，这也可以培养团队协作精神。

3.改革教學模式。在教学方法上，要体现以教师为主导以学生为中心的教学模式，即以学生为主体，教师引导，注重学生的充分表达、质疑、探究、讨论问题等个体与集体的融合、自主学习和团队的协作。在具体实施上，可适当采用项目驱动的实验教学方法，该方法以项目为情景，以问题为线索，教师主导、并通过师生之间或学生间的讨论、小组合作等方式推动项目的实施，完成教学任务，具体实施见框图1。

由于该方法紧紧围绕能力培养为主线，目的明确，采用循序渐进的项目教学，逐步强化学生的工程意识，可进一步培养学生系统思维的思想，增加学习的积极主动性，即学习内容，也培养能力。也可以行探究式教学模式，通过实验教师质疑，学生思考，师生探究交流，以学生独立自主实验和合作讨论为前提，运用自己所学知识解决实际问题。

三、结语

实验教学是理论教学的补充扩展和深化，是培养学生素质，开发潜能，发展个性的教学活动，是培养创新型人才的一个有效途径，对学生认识客观世界，掌握客观规律有着极其重要的作用。本文针对高校实验教学存在的问题，提出了通过整合实验室、优化实验内容和改革教学模式的改革实验教学方法。这些方法可以充分利用学校现有资源，在有效时间内完成教学目标，进一步提高学生素质，培养学生分析问题、解决问题以及创新能力具有现实意义。

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