高校实验教学模式改革刍议.doc

高校实验教学模式改革刍议 (安徽工业大学教务处 安徽 马鞍山 243002) 摘要：针对目前高校实验教学中实验内容、实验室管理存在的诸多问题，本文从实验室体制、实验内容、实验室开放等方面论述了如何加强实验教学管理，提高实验教学水平，从而提高对学生的实验能力的培养。另外，本文还特别强调了实验室信息化建设在实验室管理中的重要地位，并详细论述了实验室信息化管理的基本思想。关键词：实验教学;改革;信息化;实验室开放中文分类号：G64 文献标识码：BDiscussion of university experimental teaching model reformXu Hong Sun Yong Mei(Academic Affairs Division, Anhui University of Technology，Anhui.Maanshan 243002, China) Abstract: There are many problems in the experiment content, laboratory management of experimental teaching, This paper proposes how to improve the management of experimental teaching and the standard of teaching experiments, then enhance the ability of students to experiment form of training. In addition, the paper also placed particular emphasis on information technology laboratory in the important position of laboratory management, and discussed in detail the basic idea of laboratory information management. Key words: experiment; reform; information; open lab1、前言 高校实验室是进行教学科研的重要基地，是办好高等教育的基础条件。实验教学动手能力和创新思维能力的重要教学手段，也是学校总体办学条件的一项重要内容。为了培养新世纪创新型、实践型人才，各高校近几年加大了对人才培养模式改革力度的研究与投入，强调了对实验教学模式的改革与创新。因此，新形势下，高校实验室规模的在不断扩大，实验教学形式在不断变化，实验内容在不断的丰富，同时随着选课制、学分制的推行，传统的实验室管理模式与实验教学方式已不能适应目前实验室建设与运行的需要，建立一套适合本学校的实验室管理体制与实验教学模式，推进实验室信息化建设，对促进学校实验室建设、优化实验教学资源、促进实验教学水平、满足人才培养的需要有着十分重要的意义。2、高校实验教学存在的问题2.1 实验室建制问题目前，大部分高校实验室都是挂靠学院的一个二级单位，实验教学基本是为本学院理论课程的实验环节配套开出的。因此，实验室的管理隶属与学院，这给全校公共性实验项目开出、综合性设计性实验项目的开出带来了一定的困难；同时，这也使得实验室设备的投入合理性、设备资源共享带来很多困难。2.2 实验项目问题实验项目是实验教学的关键。近几年来我校重视实验教学的投入，实验室硬件条件大大提高。但是，在教学内容和方法上, 开出的实验项目必做的多, 可供学生选择的少, 学生几乎没有深入做实验和探讨问题的机会; 部分实验内容陈旧, 实验技术落后, 操作模式化，学生做实验兴趣不浓，从而严重影响的实验教学的质量和效果，束缚了学生的创新意识和创造力。虽然目前各高校提出了各种设计性、综合性实验项目，但是由于实验室开放不够，在实际操作中存在很多问题，验证性的实验项目在实验开出中还占很大的比例。还有一些实验项目比较陈旧，已不能满足现在教学内容的需要。2.3 实验教学方式问题随着高校学分制的推行，以及实验教学资源的有限，很难保证每个学生有充足的时间，有足够的教学资源去独基金项目：2008年安徽省教学研究项目（项目编号：2008jyxm316） 作者简介：徐宏（1979.11），男，安徽省潜山县人，讲师，硕士研究生，实践教学科副科长，主要从事教学管理工作。研究方向有无线传感器网络、教学信息化建设等。E-mail：立的完成所有的实验项目。随着选课制、学分制的推行，每个学生理论课的上课时间不同，以及选修的课程不同；同时有的学生选择了先修课程，对实验的需求自然也不同，对实验要求以及实验开出的内容需求各不相同，因此，这给实验项目的开出带来了很多的问题，实验教学过程中，对学生的考核很难操作，不能较好的保证实验教学的效果。2.4 实验室管理问题当前各实验室管理的管理普遍比较落后，对于实验室基本信息管理，如：实验设备、实验项目、实验开出等信息很多还是手工操作，尚未实现信息化管理。繁琐的手工管理，不可避免的在管理过程中容易出现疏忽和遗漏，如学生实验成绩的评定，实验项目的安排等等。另外，实验室基本信息不能有效公开也在一定程度上影响了学生对实验教学的了解与课前预习以及实验项目的开放。3、实验教学改革 针对目前高校实验教学的现状，以及新形势下高校培养创新型、实践性人才的需要，本文认为应该从以下几个方面加强和促进实验教学的改革与创新。3.1 实验室体制改革成立校级实验中心，为学校二级教学机构。校级实验中心摆脱了传统实验室二级管理的一些约束，实验中心可以直接对全校开放，全盘考虑一些基础性实验课程。对于量大面广和具有代表性的基础性实验课程整合到校级实验中心。如物理实验、电工电子、力学、无机化学、有机化学、计算语言等实验课程。校级实验中心管理的优点是有利于资源的优化配置，实现实验室资源的共享，避免实验室的重复建设，同时集中优势软、硬件力量加强对基础性实验课程的研究与融合，从而有效提高基础性课程实验教学的水平和质量，开发更多的综合性、设计性实验项目。 作为二级教学机构，实验中心可以独立开展人才培养、教学考核、实验中心建设等方面工作，有利于实验中心更好的发展。3.2 实验内容的改革 目前很多实验室实验项目更新很慢，有些实验室一直延续着70年代或80年代开出的实验项目，已经不能适应现代技术发展的需要。因此有必要对实验项目进行改革和提升。每门课程的实验项目应该包含两大块内容：基础性实验项目与综合性实验项目。基础性实验项目是不可替代的，对于经典型的基础性实验项目必须保留，但是要有所取舍，占实验总学时的比例不能太高。同时对于有些验证性的或认知性的实验项目可以通过软件模拟实现。而且有些实验设备不能达到人手一台，利用计算机技术及互联网技术，学生可以在课余时间通过网络模拟实验，可以反复模拟，不像在实验室里实验，有时间地点等因素的约束。这样不仅实现了每个人都有认知的条件，还可以节省课堂实验的时间。实验的重点应该放在综合性、设计性的实验项目上。通过基础性实验项目实现对本课程基本知识的掌握，通过综合性实验项目实现对本课程所有知识点的系统学习与提高。每门课程的综合性、设计性实验项目应该是该课程所有知识点的运用与综合，因此综合性、设计性实验项目内容需要进行认真论证，讨论制定完成。应该由理论课老师与实验课老师共同讨论完成制定。3.3 实验室开放管理高校实验室开放的提出是实验教学的一大进步，是实验教学发展的必然，实验室开放是新时期高校实验教学改革的必然要求1。实验室开放包含两层含义：一是时间和场地的开放；二是实验内容的开放。实验时间与场地的开放是最基础性的开放，要解决的问题是，实验工作人员的工作量计算与实验室安全管理、实验预约、实验安排、成绩评定等问题。通过时间和场地的开放，可以实现学生根据自己的需要和时间安排来实验室做实验，这为在选课制教学模式下实验环节提供了良好的支持。实验内容的开放是实验室开放的高级阶段和本质要求，有利于培养学生的实践能力和创新精神。根据实验内容和实验方式，我们把它分为认知开放、给定实验项目开放、自拟实验项目开放、学生科技活动开放、学生参与科研开放等形式，学生可以根据自身条件选择不同的开放形式1。这种形式的开发可以大大发挥学生自己的主观能动性，加强对学生创新能力、积极独立思考能力的培养。如果能够实现实验内容的开放，将是高校实验环节的一个超越性进步。使得高校实验室更好的发挥出实验教学的作用。实验室开放是近年来各高校实验教学讨论的热点，有些高校已经不同程度上开始了开放的模式，但是效果一般。因此对实验室的开放的可行性与效果存在着不同的声音，有人认为有些实验没法开放，有的则认为开放带来了很多管理问题，还有开放涉及的教师工作量等问题。确实，开放不是一句话、一个观念的问题，要做好实验室开放工作，先进的管理是保证实验室开放运行的保障，优良的实验教师团队是开出高质量实验项目的关键。 3.4 实验室信息化建设 前面提到开放实验室管理存在一些问题，主要体现在：（1）实验室基本信息发布。即该实验室有哪些设备，能开出哪些实验，实验仪器台套数多少、设备使用说明、实验流程、实验室空闲时间等等基本信息；（2）学生如何预约实验。开放时学生想做实验，如何预约？如果预约采用手工操作，其工作量和效率是可想而知。做完实验如何考核，如何登记等等一系列管理问题；（3）指导教师工作量如何考核，既然开放如何真是高效统计指导教师的工作量。因此建立一套高效、全面的实验室信息化管理系统是保证实验室开放运行的基本条件。目前，很多人已经提出实验室信息化建设3,但是很多信息化管理都局限于实验设备、实验项目等基本信息管理，仅仅将原始的复杂手工管理采用计算机管理而已，并没有将这些有效信息关联起来。本文认为信息化管理一方面是要简化手工劳动，提高效率，另一方面要从这些管理数据中提取到有用的信息。利用信息化管理，我们可以及时了解实验开出情况，实验开出效果，那些实验比较受欢迎等反馈信息。实验室信息化建设大致分为以下几个部分：3.4.1 实验室基本信息信息化实验室基本信息包括实验室软硬件情况，如师资情况、开出实验项目情况、承接课题情况、获奖情况等等，硬件主要是实验室的仪器设备台套数以及性能等参数。通过对实验室基本信息的信息化管理，可以很方便就能查询该实验室的基本面貌，如果学生要选做实验，可以通过这些信息了解。这是实验室信息化管理的基础，也是最原始的实验室信息化内容。3.4.2 实验内容信息化我们都知道现在大多数实验是通过操作或观察实验设备实物进行实验，但是有时候由于时间、空间以及设备台套数的限制，很多同学不能碰到设备，或者是还没明白怎么回事，已经下课了。那么对于那些验证性、认知性的实验，我们可以做成模拟软件，在网上模拟，学生就没有必要集中时间如实验室做了，只要上网模拟即可知道实验的全部原理。这样的实验大多为认知实验仪器，简单的验证性等实验。通过这种方式，不仅可以提高实验效果，还节省了学习时间。由于建设经费、建设场地以及其他条件的约束，有些实验项目是无法开出的，因此可以借助网络虚拟实验室来完成。同时，实验室开出的所有实验大纲、实验要求、以及众多的实验仪器等相关材料都可以放到网上，让学生上网自行预习与复习。3.4.3 实验教学管理信息化实验教学是指学生预约实验、然后进入实验室做实验，实验过程的管理、实验结果的提交、实验成绩的考核等等教学环节。建立一套实验教学信息化管理是能够切实提高实验教学质量，而且是开放实验室管理的支撑。由于在选课制下，学生上课作息时间都不相同，如何安排实验是实验室老师头痛的一个问题，实行网上预约可以有效的解决这个问题，学生被告知本学期要做哪些实验，学生本人根据理论课安排来选择空余时间选择实验课程，实验室的老师根据预约结果进行安排，从而有效地解决了实验课与理论课的冲突问题。学生在预约成功后，进入实验室时要登录系统进行登记，登记时，系统记下学生进入实验室的时间，实验结束学生要在网上录入自己的实验结果，同时记录实验过程。实验指导老师通过网络查看学生实验结果，并进行考核打分。这样就可实现网上教师评分工作，并将学生的实验过程记录在案。为考核学生提供了一个考核依据，同时，也为该实验以后如何更好的开出提供了的参考依据。3.4.4 实验室信息化管理基本框架根据开放实验室管理的需要，以及当前实验室信息化管理研究的现状45，归纳出当前高校实验室信息化管理的基本框架，其主要功能包括：实验室基本信息管理、实验课程与实验项目管理、实验室仪器设备管理、实验室科研项目管理、实验室经费管理、实验教学管理；其中实验教学管理又包括实验网上预约管理、实验成绩考核与管理等；另外，实验教学基本信息的查询与统计管理、实验基本数据的统计与分析，即实验教学投资效益分析。基本框架图如图1所示。实验教学模块实验室信息化管理系统实验室基本信息仪器设备管理实验项目管理实验网上预约管理实验成绩管理实验过程管理实验室投资效益分析实验教学质量分析基本信息模块其他辅助功能实验教学分析模块科研项目管理实验室信息发布经费管理 图1 实验室基本信息管理系统基本框架实验室基本信息管理主要管理实验室人员、实验室面积、实验场所、实验规章制度、开始实验能力等一些实验室基本信息；仪器设备管理不仅仅管理实验室仪器设备的库存拥有情况，而且还要管理设备的维修情况、使用率、损坏等情况；实验项目管理主要是管理本实验室能开出的所有实验课程与实验项目，以及实验大纲、实验开出基本要求等等；实验网上预约管理主要为了开放的需要，实现实验网上预约，方便开放管理；实验成绩管理包含实验平时成绩记录及实验最终成绩评定两个部分。指导老师根据实验项目的要求可以通过系统记录学生的操作成绩作为实验成绩评定的依据。由于开放管理，如何监督和学生参加实验过程，要求学生定时记录实验结果，因此要实现实验教学的过程管理。实验室信息发布也是实验室信息化建设的重要内容，因此，前面提到的管理功能，一些重要数据需要对学生和教师发布，才能让学生更好的了解实验室，更好的去完成实验。效益分析与实验教学质量分析是实验教学的一个重要内容，从而有效的实现实验教学的闭环管理，才能够更深的研究实验教学投资收益，从而更