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文檔簡介
對實驗教學工作的認識與思考西北工業(yè)大學萬小朋2014年11月對實驗教學工作的認識與思考西北工業(yè)大學萬小朋4實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用和地位1235我國高校實驗教學的一些現(xiàn)狀實驗教學分類與目標設定對開放式、研究性實驗教學的認識青年教師是實驗教學師資隊伍建設的關鍵4實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用和地位1235我國高校實驗教學的大學四大職能核心是人才培養(yǎng)中外教育大家的人才培養(yǎng)觀念一、實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用和地位大學四大職能核心是人才培養(yǎng)中外教育大家的人才培養(yǎng)觀念一、實驗法國思想先驅盧梭指出:“教育的問題不在于教他各種學問,而在于培養(yǎng)他愛好學問的興趣,而且在這種興趣充分增長起來的時候,教他以研究學問的方法?!泵绹鴶?shù)學家波利亞指出:“學習任何知識的最佳途徑是由自己去發(fā)現(xiàn),因為這種發(fā)現(xiàn)理解最深、也最容易掌握其中的規(guī)律、性質和聯(lián)系。”哈弗大學校長內爾·魯汀斯特指出:“最佳教育不僅有助于我們在專業(yè)領域更加有創(chuàng)造力,他還應該有助于使我們更加深思熟慮,更有追求真理的想象和洞察力,成為更完善更成熟的個人”法國思想先驅盧梭指出:“教育的問題不在于教他各種學問,而在于中國近代教育改革家蔡元培早在20世紀初就大聲呼吁教育要“崇尚自然”、“展現(xiàn)個性”,堅決反對舊式機械化的教學美籍華人楊振寧“中國留學生學習成績往往比美國學生學得好,然而,10年以后,科研成果卻比人家少得多,原因就在于美國學生思維活躍,動手能力和創(chuàng)造精神強?!敝麑W者郭沫若“教學的目的是培養(yǎng)學生自己學習,自己研究,用自己的頭腦來想,用自己的研究看,用自己的手來做這種精神?!敝袊逃母锛也淘嘣缭?0世紀初就大聲呼吁教育要“崇尚“中國人長期受到孔孟之道的影響‘勞心者治人,勞力者治于人’的觀點影響。只講學習理論,沒有講過學習實驗,我希望中國人從此重視實驗。”通過上述中外教育大家對人才培養(yǎng)觀點的認識,我們不難看出,高校人才培養(yǎng)中,實驗教學應該與理論教學具有同等重要的地位,特別是實驗教學具有直觀性、實踐性、探究性,是區(qū)別于理論教學的特有屬性,在人才培養(yǎng)中必然發(fā)揮不可替代的作用美籍華人物理諾貝爾獎獲得者丁肇中“中國人長期受到孔孟之道的影響‘勞心者治人,勞力者治于人’的1從近年來國家教學成果獎看我國高校實驗教學研究及成果3中美高校實驗教學比較需要突破的主要問題42生均實驗教學儀器設備情況二、我國高校實驗教學的一些現(xiàn)狀1從近年來國家教學成果獎看我國高校實驗教學研究及成果3中美高序號成果名稱完成單位1工程碩士專業(yè)學位教育機制的創(chuàng)新與實踐清華大學西安交通大學
上海交通大學2大學生電子設計競賽的開展與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)北京理工大學北京大學
北京信息工程學院3開拓創(chuàng)新,建設一流的物理演示與探索實驗室北京交通大學2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果特等獎(3項)實踐、實驗教學2項(66.7%)1.從近年來國家教學成果獎看我國高校實驗教學研究及成果實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1工程碩士專業(yè)學位教育機制的創(chuàng)新與實踐清序號成果名稱完成單位1優(yōu)化理論課程,強化實踐環(huán)節(jié)——電力系統(tǒng)本科專業(yè)課改革清華大學2生物學本科實驗教學體系改革與實踐廈門大學3高職院校實踐教學體系構建與實踐教學基地建設的理論研究與實踐探索深圳職業(yè)技術學院2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎(59項)實踐、實驗教學3項(5%)實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1優(yōu)化理論課程,強化實踐環(huán)節(jié)——電力系統(tǒng)2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎(537項)
實踐、實驗教學42項(7.8%)選表序號成果名稱完成單位1構建培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的物理實驗教學體系上海交通大學2實驗教學實施體系的建構與管理天津大學3電子信息類專業(yè)基礎實驗教學模式的改革與實踐電子科技大學4現(xiàn)代電子技術實驗教學模式研究與實踐西安電子科技大學5高等職業(yè)教育電子與通信技術實踐教學基地建設的探索與實踐西北工業(yè)大學6建設高水平光電實驗基地、多模式培養(yǎng)實踐創(chuàng)新人才的研究和實踐北京理工大學7先進計算機網(wǎng)絡技術實驗基地的建設北京航空航天大學8軟件工程專業(yè)工程化實踐教學體系的構建與實施南京大學9行為引導教學法在高職實踐課教學中的實踐應用與研究天津中德職業(yè)技術學院10創(chuàng)建“三優(yōu)化”實驗教學模式的研究與實踐黑龍江中醫(yī)藥大學實驗教學國家級教學成果獎分析2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎序2009年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎(64項)實踐、實驗教學12項(18.7%)序號成果名稱完成單位1創(chuàng)新性實踐教育——基于高水平學科建設的創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路清華大學2中醫(yī)學實踐教學模式的構建與實踐天津中醫(yī)藥大學3以構建運動心理學實踐教學平臺為途徑增強體育專業(yè)學生綜合實踐能力天津體育學院4基于生產(chǎn)過程開發(fā)全玻璃化工仿真實訓教學技術的研究與實踐天津職業(yè)大學5生物實驗教學示范中心可持續(xù)發(fā)展的研究與實踐吉林大學6以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和研究能力為核心的物理實驗教學體系的構建南京大學7構建立體開放的實驗教學體系,打造“做、學、研”相結合的創(chuàng)新實踐平臺東南大學8物理實驗課程“多重交互”教學新模式的創(chuàng)建與實踐東南大學9化工技術類專業(yè)實訓基地建設模式的探索與實踐常州工程職業(yè)技術學院10系統(tǒng)構建實踐教學平臺,探索多元化實踐育人模式華中農(nóng)業(yè)大學11中華民族非物質文化遺產(chǎn)教育傳承體系在當代高校的構建與實踐重慶文理學院12課程項目化,實驗實戰(zhàn)化,作品產(chǎn)品化——動畫專業(yè)實驗教學新體系的構建與實踐四川美術學院實驗教學國家級教學成果獎分析2009年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎序序號成果名稱完成單位1電子信息類實踐教學創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)模式的研究與實踐北京郵電大學2基于下一代網(wǎng)絡的創(chuàng)新型實踐教學平臺的研究與實踐北京郵電大學3數(shù)控技術專業(yè)生產(chǎn)性實訓基地建設研究與實踐長春職業(yè)技術學院4構建國家級電工電子實驗教學示范中心的研究與實踐哈爾濱工程大學5大學生計算機實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)改革與實踐同濟大學,華東理工大學,上海交通大學6以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標,加強電子實驗教學中心建設與實踐教學改革西北工業(yè)大學7電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)方案創(chuàng)新中的實踐教學體系構建和實施西安理工大學8深化實踐教學改革
提升學生創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新能力—經(jīng)管綜合實踐中心的建設與實踐哈爾濱商業(yè)大學9創(chuàng)新實驗教學體系,打造應用型人才培養(yǎng)基地貴州財經(jīng)學院10創(chuàng)建地方工科院校管理類專業(yè)實踐教學平臺提高本科生的實踐能力與創(chuàng)新精神西安理工大學2009年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎(585項)實踐、實驗教學50項(8.5%)實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1電子信息類實踐教學創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)模序號成果名稱完成單位1創(chuàng)新課程體系,突出自主研學的電工電子實踐課程改革與成效東南大學、南京航空航天大學2工科大學生數(shù)學創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的探索與踐行西北工業(yè)大學3創(chuàng)建“即時共享協(xié)同融合學訓一體”同步實踐教學模式,培養(yǎng)卓越法律人才中國政法大學4大學生自主實踐的“夢工廠”——工程坊的建設與實踐西安交通大學5北京大學創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐與探索北京大學6突破傳統(tǒng)觀念創(chuàng)新運行機制實驗教學從后臺走向前臺哈爾濱工程大學2014年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎(50項)實踐、實驗教學6項(12%)實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1創(chuàng)新課程體系,突出自主研學的電工電子實2014年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎(400項)實踐、實驗教學27項(6.75%)序號成果名稱完成單位1計算機系統(tǒng)核心課程群及其實驗體系的研究與實踐北京航空航天大學2創(chuàng)建工程訓練競賽新模式提升大學生創(chuàng)新實踐能力大連理工大學、清華大學、哈爾濱工程大學、合肥工業(yè)大學、山東大學、四川大學3高校工程實踐教學改革的探究與實踐山東大學、清華大學4構建漸進性階梯式工程實踐教學體系,造就實用型軟件工程創(chuàng)新人才重慶大學5優(yōu)化知識體系、創(chuàng)建實踐環(huán)節(jié),深化"決策支持系統(tǒng)導論"課程的建設與實踐東華大學6實驗室科研探究課:轉化科研優(yōu)勢,創(chuàng)新跨學科通識教學模式清華大學7基于創(chuàng)新能力型人才培養(yǎng)的實踐教學體系構建北京理工大學8創(chuàng)建“四位一體”創(chuàng)新實踐教育機制,培養(yǎng)高質量人才北京郵電大學9學科綜合與研究環(huán)境下本科生實踐能力培養(yǎng)機制的探索與實踐吉林大學10建設有中原文化特色的國家大學生文化素質教育基地創(chuàng)新實驗區(qū)的研究與實踐鄭州大學實驗教學國家級教學成果獎分析2014年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎序200520092014占本獎項比占本獎項比占本獎項比特等獎266.6%(共3項)--一等獎35%(共59項)1218.7%(共64項)612%(共50項)二等獎427.8%(共537項)508.5%(共585項)276.75%(共400項)匯總477.8%(共599項)629.5%(共651項)337.3%(共452項)實驗、實踐教學國家級教學成果獎匯總分析實驗教學國家級教學成果獎分析200520092014占本獎項比占本獎項比占本獎項比特等獎實驗、實踐教2014年國家教學成果獎申報參評項目(946項)(實驗實踐教學項目83項8.8%)按學科分類序號科目數(shù)量1經(jīng)濟學12歷史學13農(nóng)學24藝術學35法學36教育學3序號科目數(shù)量7文學38管理學59醫(yī)學811理學13(15.6%)12工學28(33.7%)13其他13合計83實驗教學國家級教學成果獎分析實驗、實踐教2014年國家教學成果獎申報參評項目序號科目數(shù)量從最新統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),東、中、西部地區(qū)不同大學實驗教學資源擁有量差距明顯
僅以儀器設備為例,大學儀器設備主要分布在北京、江蘇、山東、上海等沿海經(jīng)濟發(fā)達省市。
東部地區(qū)大學的儀器設備值占全國大學的52.74%,超過中、西部地區(qū)大學儀器設備值之和,且增長率高于中、西部地區(qū)大學。東部地區(qū)大學生均儀器設備值是中、西部地區(qū)大學的1.6倍2.生均實驗教學儀器設備情況從最新統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),東、中、西部地區(qū)不同大學實驗教學資源實驗教學資源的嚴重不均衡?!?85工程”、“211工程”高校和一般高校生均儀器設備值之比約為3.6:1.8:1,充分說明了這個問題實驗教學資源的嚴重不均衡?!?85工程”、“211工對實驗教學的重視不斷增強不斷學習國外的經(jīng)驗做法積極嘗試和實施新舉措高校都意識到實驗教學應該與理論教學擺在同等重要的地位;在加強實驗室建設,增加經(jīng)費投入,健全人事考核評價制度,強化師資隊伍建設的同時,對實驗內容、教學手段、教學方法等進行改革與嘗試逐步改變以驗證性為主的模式,正在由驗證性向開放式、研究性轉變;創(chuàng)立了一系列符合辦學實際、有利于拔尖創(chuàng)新人才成長的新模式。許多項目還榮獲國家級教學成果獎,以成果獎反哺人才培養(yǎng),形成良性互動高校通過選派干部培訓、教師進修、學術論壇、涉外合作項目等形式,不斷學習掌握國外高校的實驗教學上的好的經(jīng)驗與做法對實驗教學的重視不斷增強不斷學習國外的經(jīng)驗做法積極嘗試和美國中國理念注重教育觀念的更新,教師主要是提出問題、啟發(fā)思路和引導爭論;追求新穎、現(xiàn)代、有特色;“授人以魚不如授人以漁”基于采用“三基”教學理念,即基礎理論、基礎知識和基本技能;追求完整、系統(tǒng)、規(guī)范化;認為實驗也就是“依樣畫葫蘆”3.中美高校實驗教學比較中美高校物理實驗教學比較美國中國注重教育觀念的更新,基于采用“三基”教學理念,3.中美國中國內容新(反映學科前沿、教材為自編講義或者由教師從市場上選擇推薦給學生);深(知識層次,實驗有一定難度,需要查閱大量資料);特(結合自身特色和優(yōu)勢);多(實驗題目多、選題廣,基本上涵蓋了物理學的每一個領域)有固定教材(規(guī)劃教材、面向21世紀課程教材等);傳統(tǒng)、經(jīng)典的實驗內容多,體現(xiàn)現(xiàn)代科學技術最新實驗項目少;規(guī)定了內容、儀器和實驗方法,甚至要達到的實驗結論中美高校物理實驗教學比較在內容上:麻省理工學院的高級實驗課程中的實驗項目,一個實驗學生要做
2~3周,每周
6小時。對于一些較復雜的實驗,實驗報告要求也很嚴格。斯坦福大學三年級學生做的光學實驗,要求學生按發(fā)表論文的格式寫實驗報告中美高校物理實驗教學比較美國中國新(反映學科前沿、教材為自編講義或者由教師從市場上選美國中國方法理論教學與實驗教學一般都是整合在大學物理課程之中;對計算機和網(wǎng)絡技術的使用程度高;多采用探究式教學和工作室物理實驗教學;分組實驗,時間可以自己掌握教學和實驗各自有各自的教學計劃,二者不一致;計算機普及率不高,設備自動化程度低;學生多按照既定步驟和要求完成操作;一次性實驗任務較多,多以班為單位在方法上:如麻省理工學院的普通物理學課程中,完全是在實驗室里完成的,按照學生每組
7人進行分組,以學生自學為主,教師講解理論與指導實驗同步進行中美高校物理實驗教學比較美國中國理論教學與實驗教學一般都是整合在大學物理課程之中;教美國中國評價一般按課程總評成績
100%=期末考試成績
30%-40%+平時測驗成績20%-30%+課后作業(yè)成績20%+實驗成績10%+考勤、課堂表現(xiàn)成績10%-20%來評價一般按課程總評成績100%=平時成績60%+期末成績40%來評價在評價上:如麻省理工學院,是按“課程總評成績(100%)=四次單獨口頭考察(40%)+期末公開口頭表達(10%)+實驗記錄(15%)+預備問題分析(10%)+考勤及表現(xiàn)(10%)+四頁書面總結(15%)”的方式來評價,其中“四次單獨口頭考察”占的比重最大,其目的就是要培養(yǎng)學生做報告的能力中美高校物理實驗教學比較美國中國一般按課程總評成績100%=期末考試成績30%-實驗教學隊伍考核評價機制及實驗室管理機制需進一步完善實驗教學隊伍人員年齡老化,優(yōu)秀的實驗師資嚴重匱乏需要進一步改善實驗教學條件,加大投入力度;科學制定實驗條件建設規(guī)劃,力求設備共享,充分發(fā)揮作用132隊伍建設急需加強,體制機制有待完善4.需要突破的主要問題實驗教學隊伍考核評價機制及實驗室管理機制需進一步完善實驗教學實驗教學的體系內容評價標準未能體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念重理論、輕實驗的思想根深蒂固實驗課程往往被視為次要課程和理論課程的附屬品132實驗教學理念有待更新實驗教學的體系內容評價標準未能體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念對科學思維和方法的訓練不足,學生鮮有自主的探索和思考實驗內容較少向生產(chǎn)和工程應用延伸,學生走向社會時,缺乏靈活運用所學知識處理社會問題的能力演示性、驗證性實驗內容過多,而綜合性、設計性實驗偏少;簡單重復性實驗內容過多,反映學科新知識、新成果的內容少,與當今迅速發(fā)展的學科前沿新理論、新技術脫節(jié)實驗教學內容有待完善132對科學思維和方法的訓練不足,學生鮮有自主的探索和思考實驗內容實驗教材鮮有實驗思想、設計思路、實驗背景等教育內容過于強調結果而忽略了實驗思想設計性實驗只給出固定的設計模式,沒有真正激發(fā)學生自主設計的積極性模式和評價體系有待改進以教師傳授知識和技能為主,內容和進度基本上依附于課堂教學1324實驗教材鮮有實驗思想、設計思路、實驗背景等教育內容過于強調結近十年來,高校實驗教學發(fā)生了深刻變化,實驗項目類型明顯增加。對部分省市的調查資料統(tǒng)計,目前我國高校實驗項目就有
13類之多,如右表實驗項目之所以出現(xiàn)如此眾多的類型主要由于我國東西部差距大,高等教育機構多,人們對實驗項目內涵的理解上的差異所致。這也在一定程度上說明,一個時期以來我國高校實驗教學的研究和改革實踐還是相當活躍的三、實驗教學分類與目標設定第一類驗證性實驗第二類演示性實驗第三類感知性實驗第四類虛擬性試驗第五類創(chuàng)新性實驗第六類自主性實驗第七類工程性試驗第八類提高性實驗第九類綜合性實驗第十類實踐性實驗第十一類設計性實驗第十二類研究性實驗第十三類個性化實驗實驗教學的分類近十年來,高校實驗教學發(fā)生了深刻變化,實驗項目類型明顯增加。為了使實驗教學更加符合學生的認知規(guī)律,更加貼近教學實際,也更加方便指導、交流和管理,從學生的認知規(guī)律與思維活動特點出發(fā),有學者提出將教學實驗項目歸為以下三種類型,五個層次。如下表所示基本類型認知任務學生思維活動基礎規(guī)范型實驗1層次:了解記憶事實、術語、概念、基本實驗方法2層次:理解利用實驗技術方法/認識概念和原理綜合設計型實驗3層次:應用利用概念和原理/解決問題4層次:綜合應用多課程知識和技術/解決問題研究探索型實驗5層次:研究應用所學知識探索/產(chǎn)生新知識為了使實驗教學更加符合學生的認知規(guī)律,更加貼近教學實際,也更德國教育家A·拉伊認為:“只有當一項實驗的主要目的是解決教學、教育問題時,這項實驗才是教育學的實驗……實驗教學資源應有實際的教育目標,帶有教育的特征,有其特有的規(guī)范。所以,這決定了不能簡單地以自然科學實驗來代替教學實驗。”實驗教學的目標設定德國教育家A·拉伊認為:“只有當一項實驗的主要目的是自上世紀90年代以來,人們在實驗課程體系、教學內容、教學方法、教學模式等方面進行了大量研究和有益探索,但現(xiàn)有研究忽視了實驗教學目標。這是導致實驗教學效果與開展實驗教學改革的預期存在很大落差的主要原因教學目標是實驗教學的出發(fā)點,合適的實驗教學目標支配著實驗教學的全過程自上世紀90年代以來,人們在實驗課程體系、教學內容、教學方法關于實驗教學目標的設定,西方學者們在上世紀七八十年代進行了認真探討.其中以克洛普弗的研究最為典型。1971年,克洛普弗提出理工科大學實驗教學要把重點放在以下五個方面:(1)知識和理解能力;(2)訓練動手能力;(3)實踐科學的探索過程;(4)了解科學家的工作方法;(5)培養(yǎng)對科學的興趣和科學態(tài)度。顯然,這些目標在今天仍然是廣大高等教育工作者所追求的關于實驗教學目標的設定,西方學者們在上世紀七八十年代進行了科學態(tài)度實驗能力(最根本的目標)實驗方法(應有的起點)實驗動手能力自己根據(jù)已經(jīng)提出的問題和任務去設計和完成一個實驗的能力自己提出問題,自己去實驗以獲得新知的能力掌握方法規(guī)范選擇實驗方法評價實驗方法學會實驗方法的目標、實驗能力的目標圍繞人才培養(yǎng)目標的變化,我們可以把現(xiàn)代大學本科實驗教學目標分為實驗方法、科學態(tài)度、實驗能力三個維度科學態(tài)度實驗能力實驗方法實驗動手能力掌握方法學會實驗方法的目本科實驗教學目標的層次是通過不同類型的實驗來實現(xiàn)的以金屬塊密度實驗為例:基礎型實驗:如果給學生完成的操作程序并要求他們嚴格遵循,根據(jù)確定的值計算出其密度。它可以訓練學生規(guī)范地操作,培養(yǎng)其操作技能本科實驗教學目標的層次是通過不同類型的實驗來實現(xiàn)的以設計型實驗:如果要求學生用不同的測量方法得出結果,或者向學生提供幾種測量體積的方法,讓他們比較不同的測量方法得出的種種結果。它可以讓學生在同一個實驗項目下設計不同的實驗方案,由學生實施自己的方案,分析數(shù)據(jù),得出結論,發(fā)揮其主觀能動性設計型實驗:如果要求學生用不同的測量方法得出結果,或者向學生探究型實驗:如果在鋁塊外面涂上一層漆,使其原色被掩蓋,然后問學生怎樣進行測量才能確定材料的物理屬性。這樣更能啟迪學生的思維,培養(yǎng)學生提出問題的能力,增強他們的好奇心,激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能,提升實驗能力探究型實驗:如果在鋁塊外面涂上一層漆,使其原色被掩蓋,然后問四、對開放式、研究性實驗教學的認識有學者提出,隨著我國高校實驗教學地位發(fā)生的較大變化,可以歸納為以下3個轉變:依附性到相對獨立性這是從實驗課與理論課的關系而言,有必要改變實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念,形成理論教學與實驗教學統(tǒng)籌協(xié)調的觀念被動性到相對主動性這是從實驗所起的作用而言,顯然實驗教學與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的結合更為緊密單一性到相對多樣性這是從實驗的模式而言,從原來的演示、驗證模式拓展為基礎規(guī)范型、綜合設計型、研究探索型等多種模式
因此,當前,各高校特別關注并積極探索開展開放式、研究性的實驗教學四、對開放式、研究性實驗教學的認識有學者提出,隨著我所謂“開放性”實驗教學主要是指整個教學體系的開放,它不僅體現(xiàn)在課內開放、課外開放、時間開放、地點開放、實驗元器件開放,還涉及理念的開放、內容的開放、方法的開放、評價的開放、管理的開放等等,是不同教育理論的兼容并包。(億方、藍金輝,近10年國內外大學實驗教學發(fā)展狀況探討,北京科技大學學報(社會科學版),2014.3)開放性所謂“開放性”實驗教學主要是指整個教學體系的開放,它不僅體現(xiàn)研究性“研究性”實驗項目多由實驗室提供。對于本科生而言,他們參與研究性實驗重在研究過程,通過研究、思考達到思維能力、動手能力及科研能力的強化訓練,在研究過程中獲得知識的鞏固與更新。在研究性實驗教學中,我們不要求學生必須實驗成功,只要他們通過實驗,學會思考有所收獲,奠定他們將來繼續(xù)研究或工作的基礎。(陸國棟,實驗教學改革的思考與實驗分類研究,中國大學教學,2010.9)研究性“研究性”實驗項目多由實驗室提供。對于本科生而言,他們“探究性”實驗教學在“研究性”實驗教學基礎上延伸出來的一種新的模式。它是由學生自己提出一個要探究的問題,這類實驗的活動幾乎全部都由學生完成。由于要獨立地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,會促使學生用高度的責任心和熱情,以及認真和實事求是的科學態(tài)度來解決問題,其科學素養(yǎng)可以全面地得到鍛煉和提高。(趙建華,高校實驗教學目標的探析,高教探索,2012.4)探究性“探究性”實驗教學在“研究性”實驗教學基礎上延伸出來的一種新同學們選擇一些與日常生活相關的小課題,如地溝油檢測、塑化劑檢測等等,在實驗老師的指導下,自己查文獻、制定方案、解決問題生活相關小課題01最前沿學術問題開放式、自主設計將諾貝爾獎工作、本學科最新進展、本校代表性工作等及時轉化為實驗內容。結合諾貝爾物理獎,開設了氧化型石墨烯材料的制備實驗例如在“儀器分析實驗”教學中,1/3課時用于設計性實驗,學生自行組合、自由選題,通過查閱文獻、取樣、樣品前處理、選擇分析儀器,完成實驗項目0203中國科學技術大學:吸引本科生早日走進實驗室國內高校案例同學們選擇一些與日常生活相關的小課題,如地溝油檢測、塑化劑檢提出申請導師指導融入課題總結報告舉行答辯在中國科大化學院,只要學生提出來都能進實驗室,參與老師的課題,或者自己獨立做,學院想方設法滿足他們的科研實踐需求中國科學技術大學:吸引本科生早日走進實驗室國內高校案例提出申請導師指導融入課題總結報告舉行答辯在中國科大該課程涵蓋理、工、文、醫(yī)等領域,主講教師中既有院士、國家級教學名師和高水平教授,也有實踐經(jīng)驗豐富的工程師。全校共有32個院系的80多個實驗室參與開課,100多位教師傾情參與。學生每學期可以從所有單元中自主選擇8個不同院系的教學單元,計1學分;各學期可續(xù)選探究課,最多可計4學分,跨學科觀摩32個項目2003年的新生研討課逐步演化為2007年的實驗室科研探究課課程構成清華大學:實驗室科研探究課培養(yǎng)學生思維國內高校案例該課程涵蓋理、工、文、醫(yī)等領域,主講教師中既有院士、國家級教在全校范圍內,以實驗室為依托,篩選一批典型科研成果,組織學生輪流到相關教學單元實驗室,由高水平教師進行現(xiàn)場教學,以科普語言和各種直觀形式,如實驗現(xiàn)場、圖板、音像資料、報告文檔、啟發(fā)式提問等,全方位展示科研過程。所有教學單元均在實驗室現(xiàn)場進行,所講授的內容均有活生生的具體事物作為旁證,學生還可以親自動手實踐操作具體做法清華大學:實驗室科研探究課培養(yǎng)學生思維國內高校案例在全校范圍內,以實驗室為依托,篩選一批典型科研成果,組織學生
英語系三年級學生黃學永從小喜愛電子,卻陰差陽錯地走進了文科的大門。學校開設實驗室科研探究課后,黃學永選修了其中的8個教學單元。他考慮的是盡可能涵蓋汽車、電子、計算機、機械等主流學科,因為它們之間具有很強的聯(lián)系,比較容易在大腦中形成知識鏈,構架知識系統(tǒng)清華大學:實驗室科研探究課培養(yǎng)學生思維國內高校案例英語系三年級學生黃學永從小喜愛電子,卻陰差陽錯地走進用實驗倒逼課程用學生倒逼老師用第二課堂倒逼第一課堂每年600萬元分到各院系,由院系自主支配。物理系有30位教授,按傳統(tǒng)的做法,教授只上班級的課,不管實驗的課,但這個做法近年被打破了。全系30位教授的照片、研究平臺和方向的介紹都詳細地放在網(wǎng)上。學生就可以通過這個網(wǎng)頁和教授聯(lián)系,尋找自己的“加餐”。每名學生要完成一項探究性實驗,課題可以找系里30位教授商量,實驗可以進入教授本人的實驗室去做
2013年,有7篇以浙江大學物理系本科生為第一作者的論文發(fā)表在國際頂尖學術刊物上。探究性實驗平臺的建立,一方面讓學生走進了教授的實驗室;另一方面,教授們也通過這一機制更早更多地接觸到具有創(chuàng)新潛質的“好苗子”浙江大學:本科生實驗課從“驗證”走向“探究”國內高校案例用實驗倒逼課程用學生倒逼老師用第二課堂倒逼第一課堂每年600氣體動力學是一門理論性強、物理概念抽象、內容涉及大量高等數(shù)學問題的專業(yè)基礎課程(有時候一節(jié)課的PPT,20多頁基本都是公式),該課程在航空、航天航海等領域均有廣泛用途在傳統(tǒng)實驗教學中,實驗大多具有驗證性和單一性的特點,實驗內容選擇、儀器設備、實驗的準備等都由老師完成,學生則被動地接受知識和技能效仿,限制了學生的學習積極性和主動性如何讓學生掌握這樣一門既難學又十分重要的課程,在目前互聯(lián)網(wǎng)信息時代,平鋪直述、灌輸式的教學方式已經(jīng)不能適應現(xiàn)代教書育人的需求背景氣體動力學基礎課程開放式實驗
基于伯努利方程原理試驗器設計及原理驗證西北工業(yè)大學國內高校案例氣體動力學是一門理論性強、物理概念抽象、內容涉及大量高等數(shù)學Step1:針對課堂的理論教學中所講述的伯努利方程基本原理,啟發(fā)性的講述若干個有關伯努利方程在工程實際中的應用;Step2:在征求全體同學意見的基礎上,自愿報名參加開放實驗環(huán)節(jié);Step3:成立開放式實驗興趣小組,任命大組長、各小組組長,并由學生根據(jù)個人專長和興趣進行分工;Step4:成立開放實驗教師指導小組(王掩剛、施永強、楊青真、黃秀全、余曉晶、鄭光華),并對指導教師的工作進行分工;Step5:對學生設計的方案進行評審,并給予合理化建議,撥付使用經(jīng)費,由學生小組進行詳細設計、加工和調試;Step6:現(xiàn)場驗收、總結具體做法西北工業(yè)大學國內高校案例Step1:針對課堂的理論教學中所講述的伯努利方程基本原理目標:構建一個全方位、立體化、多樣性的創(chuàng)新型開放實驗教學體系措施:針對流體力學、氣體動力學課程,設計若干系列設計型開放實驗建立多渠道的開放實驗激勵機制,內外動力雙管齊下,激發(fā)學生實踐創(chuàng)新熱情建立和完善開放實驗室管理體制,從以往保姆式管理轉變?yōu)閷W校統(tǒng)籌、院系組織、教師指導、學生主體的四級管理模式實行開放實驗公共選修課制度后續(xù)設想視頻鏈接西北工業(yè)大學國內高校案例目標:構建一個全方位、立體化、多樣性的創(chuàng)新型開放實驗教學體系青年教師是實驗教學師資隊伍的主體,是骨干力量,是教師隊伍中最具活力、最具創(chuàng)造力的一支生力軍,是一所大學的未來和希望。青年教師唯有靜下心來教學,潛下心來育人,把實驗教學放到教學工作的突出位置,才能在人才培養(yǎng)工作中留下精彩一頁。在這里,有一句話與大家共勉:一個人只要努力過,或許并不會立刻看到回報,但在未來的日子里,一定會有一個時刻你會因它受益。最后希望我們的青年教師能在實驗教學工作上有新的啟發(fā),在人才培養(yǎng)工作中有新的思考。五、青年教師是實驗教學師資隊伍建設的關鍵青年教師是實驗教學師資隊伍的主體,是骨干力量,是教師隊伍中最謝謝歡迎批評指正謝謝對實驗教學工作的認識與思考西北工業(yè)大學萬小朋2014年11月對實驗教學工作的認識與思考西北工業(yè)大學萬小朋4實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用和地位1235我國高校實驗教學的一些現(xiàn)狀實驗教學分類與目標設定對開放式、研究性實驗教學的認識青年教師是實驗教學師資隊伍建設的關鍵4實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用和地位1235我國高校實驗教學的大學四大職能核心是人才培養(yǎng)中外教育大家的人才培養(yǎng)觀念一、實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用和地位大學四大職能核心是人才培養(yǎng)中外教育大家的人才培養(yǎng)觀念一、實驗法國思想先驅盧梭指出:“教育的問題不在于教他各種學問,而在于培養(yǎng)他愛好學問的興趣,而且在這種興趣充分增長起來的時候,教他以研究學問的方法?!泵绹鴶?shù)學家波利亞指出:“學習任何知識的最佳途徑是由自己去發(fā)現(xiàn),因為這種發(fā)現(xiàn)理解最深、也最容易掌握其中的規(guī)律、性質和聯(lián)系。”哈弗大學校長內爾·魯汀斯特指出:“最佳教育不僅有助于我們在專業(yè)領域更加有創(chuàng)造力,他還應該有助于使我們更加深思熟慮,更有追求真理的想象和洞察力,成為更完善更成熟的個人”法國思想先驅盧梭指出:“教育的問題不在于教他各種學問,而在于中國近代教育改革家蔡元培早在20世紀初就大聲呼吁教育要“崇尚自然”、“展現(xiàn)個性”,堅決反對舊式機械化的教學美籍華人楊振寧“中國留學生學習成績往往比美國學生學得好,然而,10年以后,科研成果卻比人家少得多,原因就在于美國學生思維活躍,動手能力和創(chuàng)造精神強?!敝麑W者郭沫若“教學的目的是培養(yǎng)學生自己學習,自己研究,用自己的頭腦來想,用自己的研究看,用自己的手來做這種精神。”中國近代教育改革家蔡元培早在20世紀初就大聲呼吁教育要“崇尚“中國人長期受到孔孟之道的影響‘勞心者治人,勞力者治于人’的觀點影響。只講學習理論,沒有講過學習實驗,我希望中國人從此重視實驗。”通過上述中外教育大家對人才培養(yǎng)觀點的認識,我們不難看出,高校人才培養(yǎng)中,實驗教學應該與理論教學具有同等重要的地位,特別是實驗教學具有直觀性、實踐性、探究性,是區(qū)別于理論教學的特有屬性,在人才培養(yǎng)中必然發(fā)揮不可替代的作用美籍華人物理諾貝爾獎獲得者丁肇中“中國人長期受到孔孟之道的影響‘勞心者治人,勞力者治于人’的1從近年來國家教學成果獎看我國高校實驗教學研究及成果3中美高校實驗教學比較需要突破的主要問題42生均實驗教學儀器設備情況二、我國高校實驗教學的一些現(xiàn)狀1從近年來國家教學成果獎看我國高校實驗教學研究及成果3中美高序號成果名稱完成單位1工程碩士專業(yè)學位教育機制的創(chuàng)新與實踐清華大學西安交通大學
上海交通大學2大學生電子設計競賽的開展與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)北京理工大學北京大學
北京信息工程學院3開拓創(chuàng)新,建設一流的物理演示與探索實驗室北京交通大學2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果特等獎(3項)實踐、實驗教學2項(66.7%)1.從近年來國家教學成果獎看我國高校實驗教學研究及成果實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1工程碩士專業(yè)學位教育機制的創(chuàng)新與實踐清序號成果名稱完成單位1優(yōu)化理論課程,強化實踐環(huán)節(jié)——電力系統(tǒng)本科專業(yè)課改革清華大學2生物學本科實驗教學體系改革與實踐廈門大學3高職院校實踐教學體系構建與實踐教學基地建設的理論研究與實踐探索深圳職業(yè)技術學院2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎(59項)實踐、實驗教學3項(5%)實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1優(yōu)化理論課程,強化實踐環(huán)節(jié)——電力系統(tǒng)2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎(537項)
實踐、實驗教學42項(7.8%)選表序號成果名稱完成單位1構建培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的物理實驗教學體系上海交通大學2實驗教學實施體系的建構與管理天津大學3電子信息類專業(yè)基礎實驗教學模式的改革與實踐電子科技大學4現(xiàn)代電子技術實驗教學模式研究與實踐西安電子科技大學5高等職業(yè)教育電子與通信技術實踐教學基地建設的探索與實踐西北工業(yè)大學6建設高水平光電實驗基地、多模式培養(yǎng)實踐創(chuàng)新人才的研究和實踐北京理工大學7先進計算機網(wǎng)絡技術實驗基地的建設北京航空航天大學8軟件工程專業(yè)工程化實踐教學體系的構建與實施南京大學9行為引導教學法在高職實踐課教學中的實踐應用與研究天津中德職業(yè)技術學院10創(chuàng)建“三優(yōu)化”實驗教學模式的研究與實踐黑龍江中醫(yī)藥大學實驗教學國家級教學成果獎分析2005年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎序2009年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎(64項)實踐、實驗教學12項(18.7%)序號成果名稱完成單位1創(chuàng)新性實踐教育——基于高水平學科建設的創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路清華大學2中醫(yī)學實踐教學模式的構建與實踐天津中醫(yī)藥大學3以構建運動心理學實踐教學平臺為途徑增強體育專業(yè)學生綜合實踐能力天津體育學院4基于生產(chǎn)過程開發(fā)全玻璃化工仿真實訓教學技術的研究與實踐天津職業(yè)大學5生物實驗教學示范中心可持續(xù)發(fā)展的研究與實踐吉林大學6以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和研究能力為核心的物理實驗教學體系的構建南京大學7構建立體開放的實驗教學體系,打造“做、學、研”相結合的創(chuàng)新實踐平臺東南大學8物理實驗課程“多重交互”教學新模式的創(chuàng)建與實踐東南大學9化工技術類專業(yè)實訓基地建設模式的探索與實踐常州工程職業(yè)技術學院10系統(tǒng)構建實踐教學平臺,探索多元化實踐育人模式華中農(nóng)業(yè)大學11中華民族非物質文化遺產(chǎn)教育傳承體系在當代高校的構建與實踐重慶文理學院12課程項目化,實驗實戰(zhàn)化,作品產(chǎn)品化——動畫專業(yè)實驗教學新體系的構建與實踐四川美術學院實驗教學國家級教學成果獎分析2009年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎序序號成果名稱完成單位1電子信息類實踐教學創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)模式的研究與實踐北京郵電大學2基于下一代網(wǎng)絡的創(chuàng)新型實踐教學平臺的研究與實踐北京郵電大學3數(shù)控技術專業(yè)生產(chǎn)性實訓基地建設研究與實踐長春職業(yè)技術學院4構建國家級電工電子實驗教學示范中心的研究與實踐哈爾濱工程大學5大學生計算機實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)改革與實踐同濟大學,華東理工大學,上海交通大學6以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標,加強電子實驗教學中心建設與實踐教學改革西北工業(yè)大學7電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)方案創(chuàng)新中的實踐教學體系構建和實施西安理工大學8深化實踐教學改革
提升學生創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新能力—經(jīng)管綜合實踐中心的建設與實踐哈爾濱商業(yè)大學9創(chuàng)新實驗教學體系,打造應用型人才培養(yǎng)基地貴州財經(jīng)學院10創(chuàng)建地方工科院校管理類專業(yè)實踐教學平臺提高本科生的實踐能力與創(chuàng)新精神西安理工大學2009年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎(585項)實踐、實驗教學50項(8.5%)實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1電子信息類實踐教學創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)模序號成果名稱完成單位1創(chuàng)新課程體系,突出自主研學的電工電子實踐課程改革與成效東南大學、南京航空航天大學2工科大學生數(shù)學創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的探索與踐行西北工業(yè)大學3創(chuàng)建“即時共享協(xié)同融合學訓一體”同步實踐教學模式,培養(yǎng)卓越法律人才中國政法大學4大學生自主實踐的“夢工廠”——工程坊的建設與實踐西安交通大學5北京大學創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐與探索北京大學6突破傳統(tǒng)觀念創(chuàng)新運行機制實驗教學從后臺走向前臺哈爾濱工程大學2014年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果一等獎(50項)實踐、實驗教學6項(12%)實驗教學國家級教學成果獎分析序號成果名稱完成單位1創(chuàng)新課程體系,突出自主研學的電工電子實2014年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎(400項)實踐、實驗教學27項(6.75%)序號成果名稱完成單位1計算機系統(tǒng)核心課程群及其實驗體系的研究與實踐北京航空航天大學2創(chuàng)建工程訓練競賽新模式提升大學生創(chuàng)新實踐能力大連理工大學、清華大學、哈爾濱工程大學、合肥工業(yè)大學、山東大學、四川大學3高校工程實踐教學改革的探究與實踐山東大學、清華大學4構建漸進性階梯式工程實踐教學體系,造就實用型軟件工程創(chuàng)新人才重慶大學5優(yōu)化知識體系、創(chuàng)建實踐環(huán)節(jié),深化"決策支持系統(tǒng)導論"課程的建設與實踐東華大學6實驗室科研探究課:轉化科研優(yōu)勢,創(chuàng)新跨學科通識教學模式清華大學7基于創(chuàng)新能力型人才培養(yǎng)的實踐教學體系構建北京理工大學8創(chuàng)建“四位一體”創(chuàng)新實踐教育機制,培養(yǎng)高質量人才北京郵電大學9學科綜合與研究環(huán)境下本科生實踐能力培養(yǎng)機制的探索與實踐吉林大學10建設有中原文化特色的國家大學生文化素質教育基地創(chuàng)新實驗區(qū)的研究與實踐鄭州大學實驗教學國家級教學成果獎分析2014年高等教育國家級教學成果獎評審委員會評審結果二等獎序200520092014占本獎項比占本獎項比占本獎項比特等獎266.6%(共3項)--一等獎35%(共59項)1218.7%(共64項)612%(共50項)二等獎427.8%(共537項)508.5%(共585項)276.75%(共400項)匯總477.8%(共599項)629.5%(共651項)337.3%(共452項)實驗、實踐教學國家級教學成果獎匯總分析實驗教學國家級教學成果獎分析200520092014占本獎項比占本獎項比占本獎項比特等獎實驗、實踐教2014年國家教學成果獎申報參評項目(946項)(實驗實踐教學項目83項8.8%)按學科分類序號科目數(shù)量1經(jīng)濟學12歷史學13農(nóng)學24藝術學35法學36教育學3序號科目數(shù)量7文學38管理學59醫(yī)學811理學13(15.6%)12工學28(33.7%)13其他13合計83實驗教學國家級教學成果獎分析實驗、實踐教2014年國家教學成果獎申報參評項目序號科目數(shù)量從最新統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),東、中、西部地區(qū)不同大學實驗教學資源擁有量差距明顯
僅以儀器設備為例,大學儀器設備主要分布在北京、江蘇、山東、上海等沿海經(jīng)濟發(fā)達省市。
東部地區(qū)大學的儀器設備值占全國大學的52.74%,超過中、西部地區(qū)大學儀器設備值之和,且增長率高于中、西部地區(qū)大學。東部地區(qū)大學生均儀器設備值是中、西部地區(qū)大學的1.6倍2.生均實驗教學儀器設備情況從最新統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),東、中、西部地區(qū)不同大學實驗教學資源實驗教學資源的嚴重不均衡?!?85工程”、“211工程”高校和一般高校生均儀器設備值之比約為3.6:1.8:1,充分說明了這個問題實驗教學資源的嚴重不均衡?!?85工程”、“211工對實驗教學的重視不斷增強不斷學習國外的經(jīng)驗做法積極嘗試和實施新舉措高校都意識到實驗教學應該與理論教學擺在同等重要的地位;在加強實驗室建設,增加經(jīng)費投入,健全人事考核評價制度,強化師資隊伍建設的同時,對實驗內容、教學手段、教學方法等進行改革與嘗試逐步改變以驗證性為主的模式,正在由驗證性向開放式、研究性轉變;創(chuàng)立了一系列符合辦學實際、有利于拔尖創(chuàng)新人才成長的新模式。許多項目還榮獲國家級教學成果獎,以成果獎反哺人才培養(yǎng),形成良性互動高校通過選派干部培訓、教師進修、學術論壇、涉外合作項目等形式,不斷學習掌握國外高校的實驗教學上的好的經(jīng)驗與做法對實驗教學的重視不斷增強不斷學習國外的經(jīng)驗做法積極嘗試和美國中國理念注重教育觀念的更新,教師主要是提出問題、啟發(fā)思路和引導爭論;追求新穎、現(xiàn)代、有特色;“授人以魚不如授人以漁”基于采用“三基”教學理念,即基礎理論、基礎知識和基本技能;追求完整、系統(tǒng)、規(guī)范化;認為實驗也就是“依樣畫葫蘆”3.中美高校實驗教學比較中美高校物理實驗教學比較美國中國注重教育觀念的更新,基于采用“三基”教學理念,3.中美國中國內容新(反映學科前沿、教材為自編講義或者由教師從市場上選擇推薦給學生);深(知識層次,實驗有一定難度,需要查閱大量資料);特(結合自身特色和優(yōu)勢);多(實驗題目多、選題廣,基本上涵蓋了物理學的每一個領域)有固定教材(規(guī)劃教材、面向21世紀課程教材等);傳統(tǒng)、經(jīng)典的實驗內容多,體現(xiàn)現(xiàn)代科學技術最新實驗項目少;規(guī)定了內容、儀器和實驗方法,甚至要達到的實驗結論中美高校物理實驗教學比較在內容上:麻省理工學院的高級實驗課程中的實驗項目,一個實驗學生要做
2~3周,每周
6小時。對于一些較復雜的實驗,實驗報告要求也很嚴格。斯坦福大學三年級學生做的光學實驗,要求學生按發(fā)表論文的格式寫實驗報告中美高校物理實驗教學比較美國中國新(反映學科前沿、教材為自編講義或者由教師從市場上選美國中國方法理論教學與實驗教學一般都是整合在大學物理課程之中;對計算機和網(wǎng)絡技術的使用程度高;多采用探究式教學和工作室物理實驗教學;分組實驗,時間可以自己掌握教學和實驗各自有各自的教學計劃,二者不一致;計算機普及率不高,設備自動化程度低;學生多按照既定步驟和要求完成操作;一次性實驗任務較多,多以班為單位在方法上:如麻省理工學院的普通物理學課程中,完全是在實驗室里完成的,按照學生每組
7人進行分組,以學生自學為主,教師講解理論與指導實驗同步進行中美高校物理實驗教學比較美國中國理論教學與實驗教學一般都是整合在大學物理課程之中;教美國中國評價一般按課程總評成績
100%=期末考試成績
30%-40%+平時測驗成績20%-30%+課后作業(yè)成績20%+實驗成績10%+考勤、課堂表現(xiàn)成績10%-20%來評價一般按課程總評成績100%=平時成績60%+期末成績40%來評價在評價上:如麻省理工學院,是按“課程總評成績(100%)=四次單獨口頭考察(40%)+期末公開口頭表達(10%)+實驗記錄(15%)+預備問題分析(10%)+考勤及表現(xiàn)(10%)+四頁書面總結(15%)”的方式來評價,其中“四次單獨口頭考察”占的比重最大,其目的就是要培養(yǎng)學生做報告的能力中美高校物理實驗教學比較美國中國一般按課程總評成績100%=期末考試成績30%-實驗教學隊伍考核評價機制及實驗室管理機制需進一步完善實驗教學隊伍人員年齡老化,優(yōu)秀的實驗師資嚴重匱乏需要進一步改善實驗教學條件,加大投入力度;科學制定實驗條件建設規(guī)劃,力求設備共享,充分發(fā)揮作用132隊伍建設急需加強,體制機制有待完善4.需要突破的主要問題實驗教學隊伍考核評價機制及實驗室管理機制需進一步完善實驗教學實驗教學的體系內容評價標準未能體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念重理論、輕實驗的思想根深蒂固實驗課程往往被視為次要課程和理論課程的附屬品132實驗教學理念有待更新實驗教學的體系內容評價標準未能體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念對科學思維和方法的訓練不足,學生鮮有自主的探索和思考實驗內容較少向生產(chǎn)和工程應用延伸,學生走向社會時,缺乏靈活運用所學知識處理社會問題的能力演示性、驗證性實驗內容過多,而綜合性、設計性實驗偏少;簡單重復性實驗內容過多,反映學科新知識、新成果的內容少,與當今迅速發(fā)展的學科前沿新理論、新技術脫節(jié)實驗教學內容有待完善132對科學思維和方法的訓練不足,學生鮮有自主的探索和思考實驗內容實驗教材鮮有實驗思想、設計思路、實驗背景等教育內容過于強調結果而忽略了實驗思想設計性實驗只給出固定的設計模式,沒有真正激發(fā)學生自主設計的積極性模式和評價體系有待改進以教師傳授知識和技能為主,內容和進度基本上依附于課堂教學1324實驗教材鮮有實驗思想、設計思路、實驗背景等教育內容過于強調結近十年來,高校實驗教學發(fā)生了深刻變化,實驗項目類型明顯增加。對部分省市的調查資料統(tǒng)計,目前我國高校實驗項目就有
13類之多,如右表實驗項目之所以出現(xiàn)如此眾多的類型主要由于我國東西部差距大,高等教育機構多,人們對實驗項目內涵的理解上的差異所致。這也在一定程度上說明,一個時期以來我國高校實驗教學的研究和改革實踐還是相當活躍的三、實驗教學分類與目標設定第一類驗證性實驗第二類演示性實驗第三類感知性實驗第四類虛擬性試驗第五類創(chuàng)新性實驗第六類自主性實驗第七類工程性試驗第八類提高性實驗第九類綜合性實驗第十類實踐性實驗第十一類設計性實驗第十二類研究性實驗第十三類個性化實驗實驗教學的分類近十年來,高校實驗教學發(fā)生了深刻變化,實驗項目類型明顯增加。為了使實驗教學更加符合學生的認知規(guī)律,更加貼近教學實際,也更加方便指導、交流和管理,從學生的認知規(guī)律與思維活動特點出發(fā),有學者提出將教學實驗項目歸為以下三種類型,五個層次。如下表所示基本類型認知任務學生思維活動基礎規(guī)范型實驗1層次:了解記憶事實、術語、概念、基本實驗方法2層次:理解利用實驗技術方法/認識概念和原理綜合設計型實驗3層次:應用利用概念和原理/解決問題4層次:綜合應用多課程知識和技術/解決問題研究探索型實驗5層次:研究應用所學知識探索/產(chǎn)生新知識為了使實驗教學更加符合學生的認知規(guī)律,更加貼近教學實際,也更德國教育家A·拉伊認為:“只有當一項實驗的主要目的是解決教學、教育問題時,這項實驗才是教育學的實驗……實驗教學資源應有實際的教育目標,帶有教育的特征,有其特有的規(guī)范。所以,這決定了不能簡單地以自然科學實驗來代替教學實驗?!睂嶒灲虒W的目標設定德國教育家A·拉伊認為:“只有當一項實驗的主要目的是自上世紀90年代以來,人們在實驗課程體系、教學內容、教學方法、教學模式等方面進行了大量研究和有益探索,但現(xiàn)有研究忽視了實驗教學目標。這是導致實驗教學效果與開展實驗教學改革的預期存在很大落差的主要原因教學目標是實驗教學的出發(fā)點,合適的實驗教學目標支配著實驗教學的全過程自上世紀90年代以來,人們在實驗課程體系、教學內容、教學方法關于實驗教學目標的設定,西方學者們在上世紀七八十年代進行了認真探討.其中以克洛普弗的研究最為典型。1971年,克洛普弗提出理工科大學實驗教學要把重點放在以下五個方面:(1)知識和理解能力;(2)訓練動手能力;(3)實踐科學的探索過程;(4)了解科學家的工作方法;(5)培養(yǎng)對科學的興趣和科學態(tài)度。顯然,這些目標在今天仍然是廣大高等教育工作者所追求的關于實驗教學目標的設定,西方學者們在上世紀七八十年代進行了科學態(tài)度實驗能力(最根本的目標)實驗方法(應有的起點)實驗動手能力自己根據(jù)已經(jīng)提出的問題和任務去設計和完成一個實驗的能力自己提出問題,自己去實驗以獲得新知的能力掌握方法規(guī)范選擇實驗方法評價實驗方法學會實驗方法的目標、實驗能力的目標圍繞人才培養(yǎng)目標的變化,我們可以把現(xiàn)代大學本科實驗教學目標分為實驗方法、科學態(tài)度、實驗能力三個維度科學態(tài)度實驗能力實驗方法實驗動手能力掌握方法學會實驗方法的目本科實驗教學目標的層次是通過不同類型的實驗來實現(xiàn)的以金屬塊密度實驗為例:基礎型實驗:如果給學生完成的操作程序并要求他們嚴格遵循,根據(jù)確定的值計算出其密度。它可以訓練學生規(guī)范地操作,培養(yǎng)其操作技能本科實驗教學目標的層次是通過不同類型的實驗來實現(xiàn)的以設計型實驗:如果要求學生用不同的測量方法得出結果,或者向學生提供幾種測量體積的方法,讓他們比較不同的測量方法得出的種種結果。它可以讓學生在同一個實驗項目下設計不同的實驗方案,由學生實施自己的方案,分析數(shù)據(jù),得出結論,發(fā)揮其主觀能動性設計型實驗:如果要求學生用不同的測量方法得出結果,或者向學生探究型實驗:如果在鋁塊外面涂上一層漆,使其原色被掩蓋,然后問學生怎樣進行測量才能確定材料的物理屬性。這樣更能啟迪學生的思維,培養(yǎng)學生提出問題的能力,增強他們的好奇心,激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能,提升實驗能力探究型實驗:如果在鋁塊外面涂上一層漆,使其原色被掩蓋,然后問四、對開放式、研究性實驗教學的認識有學者提出,隨著我國高校實驗教學地位發(fā)生的較大變化,可以歸納為以下3個轉變:依附性到相對獨立性這是從實驗課與理論課的關系而言,有必要改變實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念,形成理論教學與實驗教學統(tǒng)籌協(xié)調的觀念被動性到相對主動性這是從實驗所起的作用而言,顯然實驗教學與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的結合更為緊密單一性到相對多樣性這是從實驗的模式而言,從原來的演示、驗證模式拓展為基礎規(guī)范型、綜合設計型、研究探索型等多種模式
因此,當前,各高校特別關注并積極探索開展開放式、研究性的實驗教學四、對開放式、研究性實驗教學的認識有學者提出,隨著我所謂“開放性”實驗教學主要是指整個教學體系的開放,它不僅體現(xiàn)在課內開放、課外開放、時間開放、地點開放、實驗元器件開放,還涉及理念的開放、內容的開放、方法的開放、評價的開放、管理的開放等等,是不同教育理論的兼容并包。(億方、藍金輝,近10年國內外大學實驗教學發(fā)展狀況探討,北京科技大學學報(社會科學版),2014.3)開放性所謂“開放性”實驗教學主要是指整個教學體系的開放,它不僅體現(xiàn)研究性“研究性”實驗項目多由實驗室提供。對于本科生而言,他們參與研究性實驗重在研究過程,通過研究、思考達到思維能力、動手能力及科研能力的強化訓練,在研究過程中獲得知識的鞏固與更新。在研究性實驗教學中,我們不要求學生必須實驗成功,只要他們通過實驗,學會思考有所收獲,奠定他們將來繼續(xù)研究或工作的基礎。(陸國棟,實驗教學改革的思考與實驗分類研究,中國大學教學,2010.9)研究性“研究性”實驗項目多由實驗室提供。對于本科生而言,他們“探究性”實驗教學在“研究性”實驗教學基礎上延伸出來的一種新的模式。它是由學生自己提出一個要探究的問題,這類實驗的活動幾乎全部都由學生完成。由于要獨立地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,會促使學生用高度的責任心和熱情,以及認真和實事求是的科學態(tài)度來解決問題,其科學素養(yǎng)可以全面地得到鍛煉和提高。(趙建華,高校實驗教學目標的探析,高教探索,2012.4)探究性“探究性”實驗教學在“研究性”實驗教學基礎上延伸出來的一種新同學們選擇一些與日常生活相關的小課題,如地溝油檢測、塑化劑檢測等等,在實驗老師的指導下,自己查文獻、制定方案、解決問題生活相關小課題01最前沿學術問題開放式、自主設計將諾貝爾獎工作、本學科最新進展、本校代表性工作等及時轉化為實驗內容。結合諾貝爾物理獎,開設了氧化型石墨烯材料的制備實驗例如在“儀器分析實驗”教學中,1/3課時用于設計性
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