开放实验室活动推动教学模式改革的研究与实践

以开放实验室活动为平台推动教学模式改革

王宏军　张咏军　潘晶莹　余平生　杨思俊

编者按　教育部［2006］16号文中提出:“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点，带动专业调整与建设，引导课程设置、教学内容和教学方法改革”。“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性，实验、实训、实习是三个关键环节”。西安航空职业技术学院开放实验室研究和实践活动，通过充分利用实验教学资源，以培养学生职业素质、职业能力和创新精神为价值取向，在实验室开放运行机制方面做出了有益的探索，取得一定成效。

随着国家在政策、资金方面支持力度的加大，高职院校在人才培养模式、课程体系、实践教学条件、教学团队建设方面取得了快速发展，教学条件和教学质量得到了大幅提升。但是如何办出特色，如何不断提高教育质量，培养出符合社会需要的高技能人才，还需要在人才培养过程中切实地解决一些突出的问题:第一，对学生的主体地位还重视的不够，抑制了学生在教学活动中的主动性、积极性和创造性的发挥;第二，重知识、轻能力，目前的教学活动，仍未彻底摆脱应试教育的影响;第三，实践环节仍显薄弱，学生被动接受书本知识的灌输，缺乏对实践能力的训练;第四，缺少让学生实现创新想法的实验平台，不能使学生的兴趣爱好得到充分发挥;第五，对学生在服从管理、团队合作等职业素质方面的培养力度不够。

为探索解决这些问题的办法，实现教学过程的实践性、开放性和职业性，西航职院电气工程系组织课题组在电类专业的学生里分阶段组织开放实验室的试点活动。我们本着边实践、边探索、边推广的发展策略，针对人才培养过程中存在的主要问题，在教育理念上先进行反思，在运行机制上进行系列规划，以期探索出有特色、有实效的培养模式和运行机制，对校内的教学改革起到引领和示范作用，同时对国内高等职业教育改革产生一定的辐射作用。

一、开放教学资源，培养学生职业素质，发挥学生主体作用

(一)开放实验室活动试点工作的三个阶段

第一阶段，以校内课题立项的形式，在小范围内进行试验，并重点研究开放活动与学生实践动手能力提高与培养创新能力、创新精神的关系。

第二阶段，在示范院校建设项目中作为专业建设项目的子项目立项，学生参与面进一步扩大，重点研究如何更好地培养学生职业素质、职业能力和创新精神，以及实验实训室硬件资源的充分应用，实现校内实训基地的科学管理，促进实践教学质量的提升。

第三阶段，申请省级职教课题立项，把学生参与面扩大到全院学生，重点研究通过开放实验室活动如何更有效地推动教师教学模式的创新和学生学习方式的良好转变，不断提高人才培养的质量。课题组对开放实验室的试点工作制订了明确的工作目标，包括:改变学生被动的学习习惯，培养学生自主学习能力，形成主动学习习惯;培养学生与他人共同完成学习任务的协作意识、团队合作精神;增加学生实践动手机会，提高实验室硬件设备的利用率;培养学生创新意识和创新能力，促进拔尖人才的成长。

(二)开放实验室活动实施的主要环节

为达到预期目标，课题组确定了“宣传报名、选拔测试、任务分解、过程考核、总结反馈”的五个工作环节保证开放活动的实施，见图1所示。

图1　开放活动工作流程图

1．宣传报名环节。通过各种形式在校内进行开放实验室活动的宣传，让学生了解清楚组织开放实验室活动的目的、内容以及参与该项活动的具体要求。学生根据自己的兴趣爱好、学习需要选择不同的训练方向，自愿申请参加开放实验室的活动。

2．选拔测试环节。在规定时间内，根据提交申请的学生人数多少，组织选拔测试。选拔测试主要是考察学生对专业基本知识和基本技能的掌握程度，以及学生对知识的灵活运用能力。根据测试结果，将申请参与开放实验室活动的学生分成基础训练、综合制作、项目创新三个不同学习层次的学习团队，每个团队再将学生组成若干个2到5人的学习小组，共同完成开放实验室活动中安排的各项工作任务。在分配各团队成员时，根据对受试学习的综合评判，将他们分为三个级别，即初级、中级、高级成员。初级成员定位在基本功一般，对知识不能完全理解，实际操作能力较弱的学生;中级成员定位在基本功扎实，对所学知识能够理解，能够按要求进行实际操作的学生;高级成员定位在对电子专业学习有较浓厚的学习兴趣，基本功扎实，能够独立完成课内各项学习任务的学生。另一方面，在实践活动中对所有成员进行动态调整，对于在开放活动中不能完成学习任务要求的成员，将进行降组处理或根据个人意愿退出，而表现优异、水平明显提高的成员则升组。学习小组的组成要征求学生意见，以学生自由组合为主，辅以适当的人员调整。

3．任务分解环节。选拔和分组工作结束后，指导教师要根据基础训练、综合制作、项目创新三个团队的成员人数制订不同的学习计划。

基础训练团队的学习任务主要是以学习小组为单位，独立完成课程内规定的具体实验实训项目，给学生增加实践操作机会，提高实际操作能力。

综合制作团队的学习任务是以学习小组为单位，独立完成与课程教学内容相关的实验实训项目，且项目具有一定的综合性，培养学生独立思考问题的能力，提高实际操作的熟练程度。

项目创新团队的学习任务是以学习小组为单位，独立完成指导教师分解的课题任务，培养学生分析问题、解决问题的能力，培养创新意识和创新能力。

根据对不同学习团队的学习目标和要求，由指导老师分别设计不同的学习任务。在设计学习任务中，充分考虑学生实际，强调组织开放活动的丰富性、灵活性和可操作性。如允许学生根据个人意愿选择学习任务的内容以及各类学习任务在数量和质量上的要求。学习任务和内容确定后，由指导教师下达任务单，学生以小组为单位接受任务单，进行前期准备工作。(任务单形式见表1、表2、表3)。

表1　“模拟超声波测距电路”学习任务单

表2　“制作音乐盒”学习任务单

表3　“基础焊接”学习任务单

4．过程考核环节。在开放活动过程中，通过建立各种规章制度，强化对参与学生的养成教育和全过程管理，保障活动顺利进行和教育目标的实现(见表4)。

表4　开放活动规章制度汇总表

在小组完成学习任务后，由指导老师进行验收或考核测试，对该组学生的任务完成情况综合评价打分。

图2　分组项目训练

图3　学生完成的部分作品

5．总结反馈环节。当开放活动各项学习任务完成后，组织学生进行专题讨论，畅谈参与活动期间的想法和做法，交流学习心得，听取学生的意见和建议。指导教师汇总各种资料，进行分类、整理存档。对于开放活动中存在的问题，经指导教师集体讨论后提交整改意见书，对下一期活动进行调整。

通过这五环节的规范管理，使得开放实验室的各项活动能够得到有效管理，实现了预期目标。

二、开放活动效果

开展实验室开放活动，不但提高了学生专业实践能力，还启发、推动了其他方面的教改工作，开放的环境促进了专业建设内涵发展、发挥出了示范作用。(www.xing528.com)

(一)使学生形成了良好的学习态度和习惯，增强了团队合作意识，职业素质得到了明显提高

开放实验活动的自愿参加原则和选拔测试激发了参与学生的学习主动性和积极性;通过活动实施过程中的严格管理，提高了学生的学习效率，使他们养成了在学习中思考问题的习惯，增强了学生解决实际问题的能力;对不同层次学生安排不同的学习任务，实现了因材施教，充分发挥了学生各自的长处，提升了学生学习兴趣;组建学习小组的安排，增进了学生之间的交流与合作，使他们体验了共同完成任务的喜悦，培养了学生的团队精神与合作意识。

在学生上交的工作日记中，有人写到:“开放实验室为我们提供了一个很好的实践平台、自由发挥的场所，提高了我们的动手能力和团队合作能力，让我们学会了在失败中成长、在失败中提高自己，同时也获得了成功的喜悦。”

(二)使学生动手能力得到极大增强，促进了创新型人才的培养

1．学生参与这种开放活动，完成了不同层次的学习任务，使学生在自学能力、应变能力、动手能力等方面得到了提高。2008年底，我们开展了“应用能力测试”活动，抽取了参加和未参加开放活动的学生进行比赛，通过对测评结果的分析，参与开放实验室活动的学生组在实操方面整体水平高于未参与的学生组，在操作完成时间和完成质量上都有较大差距。(比赛统计结果见表5)。

表5　比赛测评结果统计表

2．参与开放实验室活动的学生积极参加各类国家、省级竞赛，并取得了很好的成绩。2007年，在全国大学生电子设计竞赛中荣获省级二等奖2项、三等奖1项;2008年，在陕西大学生TI杯电子设计竞赛中荣获三等奖1项;2009年，在全国大学生电子设计大赛中，获得国家二等奖1项、省级一等奖2项、省级三等奖1项。

3．带动了学生社团(如电子俱乐部)的活动深层次开展。由于参与开放实验室活动的学生学习兴趣的提高，使得他们愿意更多的参与到学生社团的活动中。目前，学生社团开展有科普知识讲座、家电产品便民维修、电子制作比赛、编辑专业小报等丰富多彩的活动(见图4)。

图4　学生社团开展便民义务维修活动

(三)试点过程中建立的各种规章制度，对实验实训室的科学管理提供可借鉴的依据

1．开放实验室试点活动中实施的五环节，建立的开放实验室管理、工作日志登记等相关制度，对活动予以保证，并使得参与学生能够积极配合完成各项教学任务，养成了良好的学习习惯，使实验实训室的使用效率大大提高。

2．除正常的活动组织外，开放实验室非常重视有特长学生的培养。建立了学生助教制度:选拔责任心强、踏实肯干、基本功扎实的学生协助指导教师参与开放活动的日常管理、设备维护、平时辅导等。建立竞赛选拔制度:为那些创新意识强、动手能力强、肯钻研的学生提供参与各类电子大赛的机会，通过强化培训，代表学院参加比赛。

3．开放实验室还建立了资料收集制度，规范整个试点工作中的各种资料的收集，安排专人进行档案的整理和分类，保存了大量第一手资料，为不断完善改进后续工作提供依据。

以上组织工作和做法，对于充分发挥其他实验实训室的作用，提高设备使用率，加强学生实践能力训练，促进人才培养质量提高等方面都有很好的借鉴意义。

(四)促进教师团队实施教学改革的进程，提高教师团队的业务能力

1．指导教师在组织开放实验室活动过程中，突破了传统教学模式的束缚。整个活动过程以学生为中心，以学生的自主活动为基础，使学生通过亲自实践和自主学习，体会自己努力探索的成功感，从而调动起了学习的积极性和主动参与实践，加强自我培养的意识。

2．指导教师对教学内容进行重新设计，增加了“设计性”的实训项目，并按照项目实施的进程对学生提出具体的要求。学生通过项目分析、方案设计、验证仿真、硬件调试、提交报告等环节，将所学的知识进行综合运用，完成各项任务指标，提高对知识的掌握程度和技能的熟练程度，使学生对完成一项工作的具体过程有了更充分的体验。

3．指导教师通过对活动的反思和总结，对实践教学做出了许多有益的调整和改进。例如，在实践指导教材的编写中，删除了繁琐枯燥的步骤说明，加入了实训日记模块;在教学组织中更多地采取分组实训、软硬件交叉应用方式，按照“基础－综合－设计”链条组织教学，有效提升了学生的知识应用能力和综合实践水平;在实践教学方法上更多引入信息技术，根据学生需要重新组织教学内容。

2008年，由指导教师完成的课件《电路分析实践学习包》(见图5－6)获“第八届全国多媒体课件大赛”三等奖(见图7);2009年，在吸取前期开发课件的经验基础上，又开发了《电动机正反转项目控制设计》课件(见图8);课题组在开放实验室试点活动的基础上，申报学院2008－2009年度科研立项，目前已进入结题阶段。

三、开放实验室活动的启示

社会的快速发展对人才培养质量的要求越来越高，高职教育必须适应这种变化才可能发展下去。因此，作为高职教育工作者，我们的关注点应从关注教学资源与条件建设向更多关注学生学习过程和学习效果转变。在尊重教师主导作用的同时，深刻认识学生在教学中的主体地位，将学生的学习状态和学习效果作为评价教学质量的核心要素。

图5　《电路分析实践》考核题库

图6　《电路分析实践》硬件操作录像

图7　教学课件获奖证书

图8　电动机项目中的动画演示

(一)必须建立以人为本的教育理念

教育不仅仅只是书本知识的传递，还应当发现、发掘学生的潜力，启迪学生的创新思维，培养学生的创新精神，实现其个体价值，进而促进社会的发展。

(二)形成开放的运行机制

配置优质教学资源，聘用高水平教师，营造优越的学习环境，吸引和选拔高素质学生，共同参与实践探索。在指导教师的引导下，学生选择与自己兴趣相同的课题并组成团队，进行自主的探索和发现，进行方案的设计和实验操作，对结果加以分析并做出结论，对自己的知识、能力和素质进行主动建构，成为学习的主体，使知识内化为素质、外化为能力，形成创造性思维，实现全面发展。

(三)建立全面的实践教学评价体系

评价要重视过程、重视能力、重视综合素质。教师的工作量不按学时来衡量，而是按照实际的效果来衡量。设立具有实验设备的一体化教室，理论教学、小组讨论、实验教学以及课程设计在同一教室实施，以方便对学习过程进行考核。考核方式要重视对实践过程的考核，如对实验方案的制定、有关知识的预习、实验操作情况、工作态度表现、最终报告的水平等进行全面考核，还要将发现问题、提出问题、解决问题的能力作为考核的标准，团队合作精神、科学素养等也应是实践教学评价体系的重要组成部分。