摘 要:实验教学是提高学生实践和创新能力的重要途径,也是素质教育的重要内容。提高学生创新意识,改革旧的实验教学模式,实行多层次、开放式实验教学,是教学改革中的重要环节。为此,分析了传统实验教学模式中存在的问题,提出建立多层次、开放式实验教学模式的具体实施措施,介绍该模式实施的实践效果。
关键词:多层次 开放性 实验 教学改革
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-9795(2012)07(a)-0188-01
当今社会的高速发展对高校人才培养提出了更新、更高的要求,提高大学生的实践能力、创新精神和综合素质是高等院校面向21世纪培养目标的重要内容。实验教学既是理论教学的继续和延伸,又作为理论联系实际的重要环节,对大学生创新能力和实践能力的培养具有非常重要的作用。改变传统实验教学模式,实行多层次、开放式的实验教学模式是实验教学改革的重要内容。
1 传统实验教学模式存在的主要问题
1.1 缺乏系统性和连贯性
由于传统的教学观念过分强调理论对实践的指导作用,把实践教学仅仅看作是完成理论教学的辅助手段,实验的设置主要是根据理论课程内容,针对独立的知识点开设,缺乏连贯性和系统性。
1.2 以验证性实验为主
传统的实验教学以验证型实验较多,而具有创新型的综合性、设计性实验较少,且大多数的实验从试件的设计、制作、吊装到仪器、设备的调试都由教师完成,学生仅仅是在老师指导下操作仪器、设备、记录数据,实验方法、内容单调[1],学生积极性不高。
1.3 封闭式管理的实验场所
根据现有的实践教学管理模式设置的实验室与实习基地,大多实行封闭式管理,实验设备固定组合,实验材料也只有指定的几种,学生基本没有选择余地,实验内容单调乏味,难以激发学生的创新思维。
2 多层次、开放式实验教学模式
2.1 实验课程的设置
三层次教学具体要求如下:
第一层次:基础性实验,要求学生掌握基本的实验操作方法和操作技能,培养严谨的科研态度和良好的实验习惯,实验内容应紧密围绕课程安排。
第二层次:综合设计性实验,要求学生综合运用所学知识完成实验,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,以及处理实验过程中所遇到问题的能力。
第三层次:研究创新性实验,吸纳学生参加教师的科研项目和工程项目,鼓励学生参加大学生科研立项并开展实验,以及参加学科竞赛等,使优秀学生脱颖而出,培养具有创新精神的人才。
对综合设计性实验,应注重实验内容的系统性和连贯性,通过整合并优化实验内容,将几门课程的实验综合在一起,将几个独立的验证性实验变成为综合设计性实验[2]。如在大学三年级单独设立《土木工程综合实验》课程,学生自己设计构件,进行结构计算,选择建筑材料并测试其相关性能,完成包括模板的拼装、钢筋的下料、布置与绑扎、混凝土的搅拌、浇筑和养护在内的施工,最后进行建筑构件结构实验,包括吊装试件、安装和调试加载设备和测试仪器以及进行加载、记录、裂缝观测等结构实验。
创新试验项目的实现途径主要有:参加各级各类学科竞赛,如结构设计、力学、混凝土配比设计、测绘之星等竞赛;学生参加教师科研或工程实践项目;大学生科研立项等。这一层次的实验应重视实验教学与科研、工程和社会应用实践结合,可从以下几个方面考虑:
(1)结合教师科研课题,设计出与土木工程专业实验内容密切相关的实验项目,如“加固钢筋混凝土梁的抗弯性能实验”,“再生混凝土的受力性能实验”。这些实验项目的共同特点是结合相关本科生课程,既与本科生课程有关联,又超出了本科生的课程内容,能够在学生学习相关内容的同时进行实验,激发学生学习兴趣。(2)结合横向科研课题和企业实际,开发出新的设计性实验项目,如“桥的沉降观测”、“新建高层建筑的桩基检测”等。(3)加强与地方政府、企业合作、结合地方政府相关政策制定、标准的编制,组织学生开展调研和相关数据整理,拓展实验项目与内容。如:组织学生开展“建筑物裂缝调查”、“抗震普查”、“既有节能建筑调查”等相关实践活动,收集到资料,为政府的进一步研究提供了帮助。
2.2 开放实验室建设
建立多层次、开放式的实验教学模式,并非敞开实验室大门这么简单,如果让学生随意进入,由于有的学生没有掌握基本实验操作技能,容易引起安全事故。因此,要求学生掌握了基本的实验操作技能后,才能进入开放性实验室进行高层次的实验。根据地方院校的实际情况,对三个层次的实验采用不同开放形式,实验室对基础型实验采取半开放,即从时间和空间上开放,让学生自由选择做实验的时间和场地,以解决实验课时少,设备少的问题,而对综合设计型实验及创新型实验完全开放,即时间、空间,人员和实验内容都开放。
在实验室的管理体制方面,首先改革原有的实验室管理模式,将原有的结构实验室、建材实验室、风洞实验室、土力学实验室合并成土木建筑工程系实验室,对实验室的关键岗位实行了竞聘上岗,制定了岗位责任制,由实验室主任直接对系里负责,使得管理更加集中、高效。其次,建立了一套操作性强的管理制度,如《土木工程设计性、综合性创新实验中心开放制度》、《实验教师岗位责任制》、《实验技术人员岗位责任制》、《学生实验守则》等,使工作和职责更明确、更具体、更有针对性,保障了实验中心的建设与管理有章可循。
3 开放式实验教学实践效果
3.1 激发了学生学习的积极性
学生能独立完成一项较完整、接近实际工程的工作,能在一个发挥自身特长的教学环境成长,按照自己的学习规律调整学习内容和时间,变被动为主动,激发了学生学习的积极性和主动性。
3.2 能够培养和锻炼学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力
在综合设计性实验中,要求学生应用力学、结构设计、施工及实验技术等方面的知识完成实验,并通过查阅资料解决课本上没有的知识,解决实验过程中遇到的问题。提高了学生分析和解决问题的能力,增加了学生胜任未来工作的自信心。
3.3 能够培养和锻炼学生的科研能力和创新能力
通过创新性实验,通过参与科研工作,学生不仅进一步掌握了所学的知识,开阔了视野,锻炼了能力,而且也提高了创新能力和素质,能更好地适应市场竞争[3]。
4 结语
通过对多层次、开放式实验教学模式的改革研究,针对传统实验教学模式存在的主要问题,调整实验教学内容,增加综合设计性实验和创新实验,改革实验室管理体制和制度建设,建设开放实验室,在提高学生的创新能力和实践能力上成效明显。
参考文献
[1] 冯晓彤,王艳.土木工程专业综合实验教学改革探讨[J].中国科教创新导刊,2011,10(1):47.
[2] 支正东.建筑结构综合试验课程教学的改革与实践[J].科技信息,2002(33):247,385.
[3] 袁朝庆,才英俊.深化建筑结构试验课程改革,提高学生综合能力[J].高等建筑教育,2000,14(6):50～51.