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基于创新实践能力培养的研究性实验教学改革探索
编辑:朱 纯 陈 健 发布日期:2013-04-14 来源:江南大学物理实验教学中心

(江南大学理学院,江苏无锡 214122)

摘 要 论述了创新实践能力和研究性实验教学的内涵,从创新人才培养角度分析了当前大学实验教学中存在的问题,介绍了基于创新实践能力培养的研究性实验教学改革的做法和体会。

关键词 实践能力;研究性教学,实验教学,科学探究

On The Experimental Teaching Reform Based on the Cultivation of Innovative Practice Ability

Zhu Chun Chen Jian

(College of Science, Jiangnan University, Jiangsu Wuxi 214122)

Abstract: The connotations of the innovative practice ability and the Research-oriented experimental teaching are discussed. The problems in current university experimental teachings are analysed. The practice of the experimental teaching reform based on the cultivation of innovation practice ability are introduced.

Keywords: Practical ability; Research-oriented teaching; Experimental Teaching; Scientific exploring

一 创新实践能力与研究性实验教学

1 创新实践能力

创新实践能力是人在工作和生活中解决实际问题时所显现的综合性能力,包括观察能力、理解能力、分析能力、判断能力、设计能力、操作能力、组织能力等。创新实践能力以创造性地解决现实问题为核心特征,它的形成离不开实践活动。

2 研究性实验教学

研究性教学是教师“研究性教”和学生“研究性学”两个方面的有机结合。研究性教学中,教师不是单纯的知识传授者,而是学生学习的研究者、引导者与合作者;学生不是被动的知识接受者,而是以研究者的角色开展自主研究和学习。

在研究性实验教学中,学生不是单纯的实验操作者,而是实验构思和设计的主导者以及实验过程的控制者。研究性实验教学强调学生在实验过程中自我探索、自我发现、自我研究的作用,强调学生的独立性、主动性和学习积极性,强调学生在探索和研究实验的过程发现问题和解决问题,并由此培养问题意识,发展学生的独立性、自主性和学习积极性。就如英语格言所云:“只是告诉我,我会忘记;要是演示给我,我就会记住;如果还让我参与其中,我就会明白(Tell me and I forget,show me and I remember,involve me and I understand)。”教学过程中,学习主体的身心投入是非常重要的。研究性实验教学正是要让学生参与其中,从而使学生的研究、探索的需要都得到满足,并最终实现“学会学习”(learn to learn)。

二、基于创新实践能力培养的研究性实验教学改革探索

大学实验课程是对学生进行科学实验基本训练、培养学生创新素质和实践能力的重要课程。在当前高等教育大众化的背景下,在大学实验课程中开展研究性教学、全面实施素质教育,对于提高大学生创新素质、实践能力和科学道德修养,促进大学生全面、可持续发展有着十分重要的意义。

1 存在问题

当前,大学实验课程教学在培养学生创新实践能力方面至少还存在以下亟待解决的问题:

(1)教学理念上:目前我国在大学本科实验课程教学中,普遍较重视知识、技能的传授,而对实验课程拓展素质教育、培养学生创新实践能力的重视程度和研究实践不够,“重理论、轻实验;重课堂教学、轻实验教学”的传统教育观念仍然根深蒂固, 实验课程往往被看作是次要课程和理论课程的附属品,在人才培养中的地位和作用缺乏共识;实验课程对学生创新实践能力的培养缺乏总体目标和要求,对学生创新精神和实践能力培养的作用未得到充分体现。

(2)教学内容上:在我们查阅的大量国内大学实验教材中,普遍过分注重对实验仪器、实验内容、实验步骤的细节性描述,很少有实验思想、设计思路、实验学史、实验研究等素质教育的内容。一些教材虽然列有研究性、设计性实验项目,但往往只是换了个时髦名称而已,实际操作中缺乏符合研究性实验特征的内容。

(3)教学方法上:学生普遍在教师示范下(甚至手把手教)进行实验,根据实验教材中所述步骤按部就班做实验的现象较为普遍,学生实验过程中遇到问题时不善于独立思考解决,缺乏学习的主动性和探究精神,实验课程对学生创新实践能力培养的作用和效果不够明显。另外,大学实验教学中缺乏研究性教学的氛围,过分强调教学要求的统一性而忽略学生的个性发展, 制约了学生主动性的发挥和创新能力的提高,一些学生的创新设想无法通过实验来实现。

2 改革探索

针对当前实验教学中存在的不足,我们以大学普遍开设的物理实验课程为试点,重点从以下几方面开展了基于创新实践能力培养的研究性实验教学改革的探索与实践。

(1)突出科学实验思想、科学实验方法、科学实验精神的培养

整合实验教学资源,拓展实验课程的素质教育功能。将现代教育理念有机地贯穿于实验教学中,在实验教材中融入与实验相关的科学史料、科学家介绍和实验应用拓展介绍,丰富学生的实验知识和人文素质;在实验教学中突出介绍每个实验的设计思想、科学的实验方法,强化理论与实验、实验与实验的联系,着力培养学生基本的实验技能、严谨的实验态度、规范的实验操作,倡导科学的实验精神和实事求是的科学态度。

(2)强化独立实验能力和科学探究能力的培养

在实验教学中渗透研究性教学理念,设计研究性教学环节,充分发挥学生的学习主动性,引导学生开展自主、开放、探究、合作式的研究性学习,培养学生独立实验能力和科学探究能力,做到在教师引导下资料由学生查,仪器由学生看,实验由学生做,问题由学生提,思路由学生想,疑难由学生议,错误由学生析,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。具体做法如下:

创设问题情境,每个实验设有课前预习题,通过互动提问形式抽查学生预习情况;

每个实验设有探究性思考题,从理论性探究、实验性探究、改进性探究、拓展性探究、应用性探究等方面,引导学生开展实验探究;

每个实验配必要的仪器设备说明书,倡导学生自主学习,鼓励学生对实验故障进行自我诊断与排除,培养动手与动脑相结合的能力;

将一些内部封闭的实验仪器拆解展示,便于学生观察内部构造,了解工作原理,避免“暗箱操作”;

尊重学生兴趣和个体差异,设必做与选做实验,部分实验设必做与选做内容。其中必作为基本训练,选作为提高训练,做到难易结合。学生可自主选择,量力而行。

(3)鼓励和指导学生开展实验创新研究

鼓励学生在完成基本实验要求的同时,查找实验中存在的问题并分析原因,探究实验的优化设计和改进,鼓励学生提出解决实际问题的实验设想和创新设计。

为鼓励学生钻研实验,满足部分学生的实验兴趣,我们在确保正常实验教学的前提下,建立了实验室预约开放制度,指导学生开展课外实验研究,帮助学生完善实验设计。我们还建立了创新实验室,提供基本的实验设备和工具,为学生创新设想的实现提供条件。一年来,课题组结合实验教学,先后指导本科学生开展了一体型激光杨氏模量实验仪、角动量守恒定律演示仪、激光测距仪、等厚干涉法测量液体折射率装置、楼房异层节水装置等的开发研究,申请国家专利10多项,指导学生发表相关论文,并获江苏省高校第六届大学生物理及实验科技作品创新竞赛特等奖等奖项,取得了教学改革的初步成效。

以上是我们开展实验教学改革的一些尝试。全面实施素质教育是高等学校课程教学改革的必然趋势,它顺应了时代对高素质复合型人才培养的需求,直接关系着全民族素质的提高。基于创新实践能力培养的研究性实验教学改革探索,有利于突出实践性环节中的素质教育,提高实验课程的含金量,提升实验课程的整体品质,强化学生的综合素质和实践能力,有效推进课程改革,充分发挥学生的学习主动性,提高学生科学探究兴趣、有效推进实验课程教学改革,创新精神和创新实践能力,创造青少年创新型人才脱颖而出的条件,进一步提升大学实验课程的教学质量,提高实验课程的整体品质和素质教育价值。

参考文献

1陈健,朱纯,物理课程探究性实验,南京:东南大学出版社,2007年7月

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