实验教学组织与管理优化策略

在高等学府里,实验教学环节在整个教学中占有很重要的地位。实验教学质量的提高对整个教学质量的提高有着不可分割的密切联系。因此,组织好和管理好实验教学对完成人才培养的任务,具有较大的实际意义。

1.实验教学与实验教学体系

(1)部分高校实验教学现状。实验教学体系应该是和课堂理论教学体系互相平行而又互相联系,互相补充的一个独立的体系。

从目前一部分高等学校的实验教学现状来看,尚未建立一个完整的、科学的体系。在实验教学中还存在许多弊端,与培养现代化人才的要求很不适应,主要表现在以下几个方面。

实验教学依附于各课程的理论教学,理论教学与实验教学缺乏统筹安排,两者的目标和分工也不明确,既有重复,也有脱节、遗失的现象。以致学生从入学到毕业没有使其在知识与能力方面得到系统的全面培养与锻炼。

有的实验内容过于简单、粗糙,验证性实验的比重偏多,忽视了对学生能力的培养。有的学校尚未开设综合性、设计性,研究性的实验。验证性实验过多,一般来说难以培养学生观察、思考能力,以及分析问题和解决问题的能力。

实验方法一般都以“灌输式”为主。每次实验都有统一而详细的实验指导书,统一的操作方法,统一的读取数据办法和要求,写出统一的实验报告。这种照方抓药,机械的操作和模仿,使学生处于被动地位,对做过的实验,印象也不深,实验的收效甚微,难以提高学生的能力。

在教学计划、教学大纲等指导性文件中,对实验教学部分如何培养能力没有明确具体的要求和培养措施,专业教学计划中也没有充分反映出来,学生能力的培养也未能落实到教学计划、教学大纲和整个教学过程中去。

实验教学学时偏少,加上实验条件差等客观原因,难以保证学生人手一套仪器,而是多人一组,这样很难达到培养学生动手能力。

(2)实验教学体系模式

实验教学体系与理论教学体系并行,可以保证实验教学相对独立性,保持实验教学的系统性,是符合人的认识规律的。学生在大学四年学习时间里,分成若干阶段进行能力培养和训练,由浅入深,由简单到复杂,由具体到抽象,由单因素到多因素。在同一阶段,又可对不同接受能力的学生,分成不同层次,做到因材施教,使学生在实际能力方面得到系统地培养和训练。

(3)建立实验教学体系的原则。建立实验教学体系应遵循下列一些原则。

1)适应性原则。实验教学要有明确的目的性,它要适应学校的总目标。学校教育的目标是培养理论和实践全面发展的人才,实验教学就是为培养这样的人才服务的。要根据各专业的特点,分析其专业所需知识结构和能力结构,确立其实验教学体系的结构模式。

2)系统性原则。实验教学体系的系统性,就是指整个实验教学过程要形成一个系统。任何复杂系统都有一定的层次性,要从三个方面考虑,即要有梯度、有层次、有阶段性。实验教学内容必须是有序的,要符合从简单到复杂、从低级到高级,逐步积累和深化,循序渐进的认识规律。要对整个实验教学计划进行统筹安排,体现出各阶段的培养计划。使不同时期,不同特点的实验教学内容能一环套一环,有序地向纵深发展,组成一个前后衔接、层次分明、分工明确的实验教学体系。

3)协调性原则。实验教学的协调性,就是指实验教学与理论教学之间要有密切联系。除保证具有相对独立性和与理论教学平行性外,还应体现两者之间的相关性,体现它们之间相互依赖、相互促进、相互补充。使实验教学与理论教学协调地向前发展。

4)“少而精”与“因材施教”原则。“少而精”原则,要求在实验教学过程中处理好实验数量与质量的关系。是指在有限的实验学时内,精选实验内容,控制实验项目的数量,提高实验教学质量。

“因材施教”是各类教育所共有的教学原则。高等教育是专业教育,要特别强调这一原则。学生的志趣、素质、特长本来就有很大差别,学生进入大学阶段,除先天性差异外,知识积累的多寡也出现较大差别。因此,在建立实验教学体系时要有层次,有高、中、低之分,实验项目要有必修、选修和加选三级。实验室对个别“优等生”应采取特殊的鼓励政策,为他们进行自拟实验或专题科研实验创造必要条件。

5)“学为主体,教为主导”的原则。实验是学生在教师指导下的实践活动。因此,发挥学生的主动性、积极性和创造性就显得特别重要。“导”是方向性,方向存在问题,主动性也就得不到正常发挥。

(4)阶段分工培养计划。根据工科高等院校的培养目标,学生在校时应完成工程师的基本训练,使学生掌握科学实验的基本方法,同时具有一定的实际操作技能和独立解决实际工程问题的能力。根据这些要求,在四年的实验教学环节中,着眼点要放在能力的培养上。根据各学科、各专业的实际要求制订好实验教学阶段分工培养计划。在计划中要根据各个课程的实验内容和教学进度,安排适当的实践性训练项目,分工培养学生操作技术和测试技能,而且从低年级到高年级的训练培养要有连贯性、系统性。把基础课、专业基础课,专业课中各门实验课程对学生能力的培养连贯起来,建立一个由浅入深,有机的,系统的整体。通过统筹安排,实现实验技能训练四年连贯成整体的要求。

实验教学阶段分工培养计划,大致可以分成四个阶段。这四个阶段的指导思想如下:

1)对学生进行实验的基本理论、基本操作方法、基本实验方法的教育。使学生进一步养成课前能认真复习实验指导书的习惯。明确每次实验的目的。要求和实验步骤;逐步养成遵守实验室规章制度、实验操作制度的习惯;逐步养成认真、准确地记录实验数据、分析实验结果、完成实验报告的习惯等。

2)从简单实验开始,逐步培养学生能独立地正确地使用各种通用实验仪器和设备,并能有目的地、概括地综合地运用所学的理论,来分析所观察到的实验现象和进行数据处理。

3)培养学生具备全面组织实验的能力,能根据已定的实验课题要求,查阅有关文献资料,拟定实验方案,正确选择实验设备和元器件。(www.xing528.com)

4)培养学生具有创造性实验的能力,学生可根据所学的理论自拟实验课题,或通过社会实践所获得的课程,在实验技术人员或教师的指导下,拟定实验方案,选择测试设备,筹备元器件,自己动手安装、调试,直至得出实验成果。使学生初步具备工程师的基本技能。

从以上四个阶段可以看出,通过实验教学对学生培养能力是有序的,逐步深化的。

(5)在进行实验教学计划和方案可行性论证时,推荐采用5W2H1R和3S法则。例如,要考虑开设一门实验课,实际上选什么类型的实验无关紧要,关键是开设这个实验目的是什么,能否达到要求,是否符合系统性要求和该阶段的目标等问题。因此,开设和更新实验,都要填写一份申报单。

由上例可看出,在进行计划或方案的可行性论证时,采用5W2H1R法,比较科学和全面,能够使人一目了然。

3S(或三化)法则可用来改进和提高实验教学和效率。其3S为:标准化(Standardization),即统一要求学生严格按照操作标准的要求准确无误地操作;简单化(Simplification),即经过充分分析研究,剔除操作技能训练中的一切不必要的动作,尽量使操作简单化;专业化(Specialization),即根据专业要求不同,将实验内容和技能训练分类,形成符合各自专业特点要求的实验教学体系。

(6)实验大纲的管理。目前,全国各大高校的基础课和部分技术基础课均已制订了实验大纲。实验大纲是改革实验室体制、编制实验室规划和投资方案,审定实验室设备计划的基础,也是计算工作量,统计实验项目开出率的主要依据。实验大纲的主要内容有:实验目的、实验项目、学时三个部分。

实验大纲应由主管院长组织有关人员审定,随着教育改革的深入和科学技术水平的发展,应进行修订,不断完善。实验大纲制订后,一般不得随意更改。需要变动更改必须由实验室主任会同教研室主任提出报告,经主管都门批准。以维护实验大纲的严肃性。

根据各专业培养目标和各课程实验教学大纲,实验室管理部门,会同各教学单位,研究确定各课程应开出的基本实验项目,并统一汇编成册。内容包括实验名称、实验内容和要求使用的仪器设备、开出组数、需要课时数。汇编中的实验项目,既要注意保留一些目前仍有意义的传统实验,又要注意增加一些能反映科学技术发展的新实验,尽量使实验项目具有一定的先进性,且又切实可行。通过实验项目的编制既可了解各课程实验项目数量和内容,同时又可摸清各实验室现有的实验能力,有利于加强实验室建设的计划性,有利于做好统筹安排,有利于提高实验数学质量。

按照实验大纲规定的实验学时,加强实验学时的管理,实验学时是保证实验教学质量和促进实验教学方法改革的一个环节。实验学时管理的主要内容是审查各课程每学期上报的实验教学的计划,各实验室每学期初(或上一学期末)应将本学期开设的教学计划表和教学统计表报主管部门。主管部门对上报的实验学时按照教学计划和实验大纲的规定进行审查外,平时还应经常检查实验教学计划的执行情况。

(7)实验教材的管理。实验教材、实验讲义、实验指导书的编写和选定是实验教学管理的内容之一,随着实验理论的加深和实验教学体系的逐步建立,对实验教材的管理已经成为实验教学管理中不可缺少的一个组成部分。

实验教材管理的主要任务是抓好实验教材建设,并对实验教材如何编写才能适应培养能力的要求进行研究,首先要了解本校所有实验教材、实验讲义和实验指导书编写的情况,使用的情况。推广本校实验教材建设方面的好经验,促进整个学校实验教材建设的工作。其次要了解一些实验教材会议和兄弟院校实验教材建设的动向和信息,收集兄弟院校的实验教材,进行交流和研究。

实验教材的内容,自始至终应贯彻以培养学生基本操作技能为目的,使学生在基本操作技能方面获得全面的训练。专业课实验教材内容还要根据科学技术发展,结合生产实践的需要,把最新实验技术纳入教材。实验教材的编写,不仅要考虑与理论的紧密结合,而且各个实验内容之间也尽力相衔接,使教材成为一个完整的统一体。

(8)实验教学效果的调查。实验教学效果的调查与研究包括两个方面,实验考核和实验教学效果调查。

1)实验考核。考核是任何一门独立课程不可缺少的教学环节。实验考核的目的如下:提高学生学习的积极性和自觉性;系统强化已学过的知识;巩固扩大已有的独立工作的能力;检查教学工作的质量,促进教学工作的改进和提高。

学生通过各种教学实验而获得实验能力的培养,学生在实验过程中既要掌握仪器的安装、调试和使用,实验的操作和测定,实验数据的处理和分析;又要能独立操作而获得正确的实验结果,而后者更为重要。因此,教学实验的考核应当与理论课的考核有所区别。在教学实验课中,要对学生实行全面考核,做到平时成绩和期末考核相结合。平时成绩可占60%,期未考核可占40%。在平时成绩中可以包括:实验操作占平时成绩的35%,实验报告占40%,预习占15%,实验纪律和卫生(包括对仪器设备的爱护)占10%。这样做一方面能较好地反映学生平时的实验情况,另一方面对培养学生的实验能力也能起到一定的作用。期末考核可以以笔试为主,包括:对实验内容的理解,实验的依据,对一些重要实验现象的分析。教学实验考核的总成绩可以用百分制,也可以按优秀、良好、及格等级别分别评定。

2)实验教学效果的调查。为总结经验提高实验教学质量、使高校培养的毕业生能适应人才市场的需要,对实验教学效果应进行调查和研究,调研工作的重点,应着重对学生实验能力培养的调查。调研工作方法很多,可采用调查表,召开学生座谈会,征求用人单位意见,对学生进行实验考核等。

现重点介绍利用实验教学情况调查表的调查方法。为调查实验教学效果可采用一种简便而科学的方法,这种方法能够使学生对实验教学工作的意见得到充分的反映,并能得出定量的分析结果,全面地评价教师的实验教学情况,能够使实验教师在改进实验教学时有较准确的依据;并能使实验教学管理工作的改进建立在可靠的基础上。可以说,这是调查实验教学情况的一种好方法。

首先,依据调查的内容和目的,恰当地拟定实验教学情况调查表,项目力求简明、扼要,判断等级可根据需要确定,便于学生填写。

填表前,要向学生讲清目的及意义,要求学生认真填写,每次调查。每个学生独立填写一份,填写时只写实验教师的姓名,不写填表人姓名。

调查结束后,按项目及判断等级先进行人次统计,然后将人次换算成百分比,再做出综合统计。

最后,进行综合分析。先分析每个实验教师的教学情况,继而对每门课的教学情况做出分析;在此基础上再对全院的实验教学情况做出综合分析。