递进自学式专业实验教学模式探讨

　　专业实验是学生深入理解专业知识的重要环节，其教学效果直接影响学生对本专业知识的掌握和运用。但现有的集中式专业实验教学模式存在着很多无法克服的矛盾：高校学生大量扩招，实验设备和场地面积增长比例相对较小，难以做到一人一组实验；实验内容固定，学生没有选择；学生跟着教师的指挥棒转，自主性差；实验时间固定，许多实验仪器设备只有在学生做实验时使用，全年大部分时间闲置，造成很大浪费；实验指导书直观性差，学生预习与复习困难。面对这种情况，许多学校进行了专业实验教学模式改革的探索[1-5]。在已有研究成果和经验的基础上，根据我校材料科学与工程专业实验教学现状，我们提出了递进自学式实验教学模式，并进行了初步实验，效果良好。

　　1 递进自学式实验教学模式简介

　　递进自学式实验教学模式是利用先进的信息网络技术实现的。首先，建立实验室网站，将实验室实验设备情况、实验室安全卫生制度、实验设备操作方法等发布在网上，同时提供主要课程的课程实验立体指导书，包括文字指导书、实验视频录像、虚拟实验等。其次，建立网络互动平台，学生的实验报告可以通过网络提交，教师可以通过网络批改，同时师生间可以通过网络进行问题交流。递进式学习体现在学生实验教学指导方面：学生可以使用电子版或纸质的实验指导书初步了解实验原理、仪器操作和数据处理方法，接着可以通过实验录像直观地了解仪器操作方法，同时通过虚拟实验理解实验原理，不懂的地方可以向教师请教，通过真实实验操作达到掌握实验的目的，并可以不断观看实验录像和虚拟实验操作进行复习。

　　这种实验教学模式为学生提供了充分的资源，学生可以自助式地在网络上学习和复习实验原理及操作，并根据需要申请实际实验操作。在这个模式中，学生真正成为学习的主体，教师和实验室根据学生的需要为学生提供服务。

　　2 递进自学式实验教学模式实例

　　笔者以材料科学与工程专业实验教学为例进行介绍，其基本思路如图1所示。材料科学与工程专业要求学生完成40个专业实验，其中必做的基本实验有10个，提供10套实验指导书、录像、虚拟实验模拟，要求学生人人必选，全部掌握；选作实验28个，提供50套实验指导书、录像、虚拟实验模拟，要求学生从中选28个，学习掌握；自主设计实验2个，要求学生在已有实验基本技能基础上，根据所学专业知识，结合实验室现有的实验设备自主设计2个实验，提交给专业教师审阅，通过后进行现场实验。这40个专业实验，学生可以从大学二年级开始选做，相关专业课程结束前完成。

　　学生选定某个实验，通过多种手段预习后可以向实验室人员提交实验申请。实验室人员根据实验设备情况积极准备实验原料，并反馈给学生实验时间，在学生实验过程中给予现场指导。学生完成实验后要提交实验报告，专业教师根据实验报告情况计算实验成绩，计入相关专业课程成绩。

　　每学期开始，实验室人员就实验室规章制度、安全卫生规范对本专业学生进行集中培训，并进行考核。考核合格者方可进入实验室做实验，不合格者需要进一步学习，达到要求后才可进入实验室实验。学生也可以通过网络预先了解实验室的相关规章制度。

　　3 递进自学式实验教学模式的优点

　　递进自学式实验教学模式是一种自主学习型、素质培养型的实验教学模式，具有很多优点：

　　（1）强调学生自主学习，学生是本教学模式中的主体。教学目标确定后，学生可以根据目标自主选择实验，学生的个性得到充分尊重。专业课教师与实验室人员从原来的主导地位转换为辅助地位，根据学生需要为他们释疑解惑，提供的辅导更有针对性。原有的教学模式是教师确定实验项目，讲解实验过程、仪器操作步骤与数据处理方法，无论学生是否已经掌握实验方法，都必须听讲，不作任何区分。

　　（2）学生学习效果更好。学生学习模式如图2所示。教师给学生提供了形式多样的实验预习、复习手段。学生实验从文字资料、直观录像资料、形象模拟资料预习开始到动手实验，实验后还可以使用以上资料进行复习，最终根据自己所掌握的实验技能进行实验设计，达到升华。这是一个理论―实践―理论―实践的过程，符合认识规律。学生通过这种学习过程，实验技能普遍有所提高。

　　（3）有利于培养学生综合素质。实验以学生自学为主，有利于培养学生的自学能力；在指导性实验的基础上，要求学生根据所学专业知识，设计出综合多门课程实验的综合性实验，具有较大的挑战性，有利于激发和培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。有些学生设计出了综合性较强的实验，有些学生改进了原有实验的测试方法，有些学生改装了实验设备，收到了很好的成效。

　　（4）解决了学生多，设备少，学生不能动手实验的问题，同时改善了大量设备短期使用，长期闲置的现状。在本模式下，学生从大学二年级开始到大学四年级第一学期末完成规定的实验。我们为学生提供了大量实验，供他们选作。实验室人员可以根据实际情况安排实验时间，达到既能使学生人人动手实验，又能使设备得到充分利用的状态。

　　4 递进自学式实验教学模式实践中存在的问题

　　作为一种新的实验教学模式，在初步试点中出现了一些问题：

　　（1）实验人员短缺问题。由于新的模式需要实验室长时间开放，接纳学生进行实验，但是材料科学与工程实验室专职实验人员少，很难保证实验新模式的正常运行。目前，我们采取的办法是让研究生协管实验室，暂时弥补实验室人员短缺的问题。要真正解决这个问题，还需要学校从人员配备、报酬计算等方面进行综合考虑。

　　（2）网络平台的建设问题。完成的实验指导资料需要运用现代化的网络平台发布，以便学生自主学习。这就需要在实验楼大厅安装较多触摸式显示系统，目

　　前此问题有待解决。

　　（3）专业课教师实验工作量计算问题。在本教学模式中，专业课教师主要起到辅导答疑作用，与原有教学模式相比，工作量减少，影响了专业课教师的积极性。

　　5 结束语

　　递进自学式实验教学模式，让学生享有充分的自主权，无论从实验内容上还是从实验时间安排上都由学生自主决定；充分利用现代网络技术，为学生提供大量的自主实验学习资源。这种实验教学模式能够提高学生的实验能力，培养学生的科研素质。它解决了学生多，实验设备不足的难题，但同时也存在着很多需要进一步研究的问题。

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