1、实验教学模式创新的研究与实践东南大学 熊宏齐2011年12月18日深圳,报 告 提 纲,对实验教学的“开放”和“创新”的认识突出学生主体的实验教学核心要素研究开放实验教学体系案例：东南大学实验教学体系教学模式改革案例：新生引导性实验实践课程,对实验教学的“开放”和“创新”的认识,实验教学的概念,实验教学是指学生利用仪器设备，在人为控制条件下，引起实验对象或现象的变化，通过观察、测定、分析、综合、设计等获得知识、发展能力、养成素质的教学活动。 启始阶段，学生在教师指导下，通过基本操作训练，掌握基本知识、基本方法和基本技能。随着教学进程的不断深入，学生主动实验的意识逐步增强，自主实验的要求不断提高
2、，实验教学活动逐渐转变到学生自己设计实验方案，自己控制实验过程，自主分析实验结果，系统撰写实验报告的高级阶段。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,欧美学生中小学时期的实践教学从小学开始修读木工课、缝纫课、烹饪课、自然科学相关实验课，主动建构知识与技能。中国学生中学时期的实验教学课堂观看老师做演示实验；通过统一安排，到实验室自己验证课本知识，创新实践少。中欧大学生学习成绩差异欧洲学生的实验课成绩、主动建构知识的能力、实践技能普遍优于中国留学生；中国留学生的理论课成绩普遍优于欧洲学生。,中外学生实验实践教学差异,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,应变革教学方法，引导学生养成自主学习
3、的习惯。让学生自主营造营造以学生为中心的大学教学文化，引导学生的学习模式尽早从中学向大学转变。让学生自主体验体验以问题为切入点、以实验为解决问题的途径。让学生自主建构建构知识、增长技能、发展能力。,中国得大学实验教学应该如何变革？,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,引导学生适应大学的开放环境。学生自主来实验室做实验、参与课题。进而学生自主提出问题、自主设计课题、自主解决问题。学生习得促进自我发展的学习方法，通过主动建构知识、养成素质，促进自我和谐发展和科学发展。,中国得大学实验教学应该如何变革？,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,关于创新,对学生而言，大部分的创新只是发现了自己
4、过去不知道的事实。因此，实验教学固然要帮助学生将来成就伟大的创新，但主要任务是要使学生体验到创新的快乐和自信，激发学生的创新欲望，并创造条件使这种可贵的品质保持下去，鼓励学生持续性地把发现的“新”深究下去，培养他们创新的能力，这才是创新性实验教学的本真目的。 创新能力的培养融入大学实验教学的每个环节、每个实验（包括基本实验）。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,实验教学与创新人才培养激发学生的创新意识学生创新意识，是在基本技能训练基础上，随着实验过程中新现象的不断出现，学习兴趣的不断浓厚、求知欲的不断提高和好奇心的不断强化而被激发的。实验教学既
5、对理论教育中较为抽象的、难以被学生理解的知识点进行检验和印证，解决了理论教育的不足，更为重要的是由此激发了学生的兴趣和求知欲，是培养学生在承传与创新、规范与突破、发展与改革、理论联系实际、独立思考与交流借鉴相结合的过程中激发和强化创新意识的有效途径，是开启学生健全心智的“金钥匙”。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,实验教学与创新人才培养拓展学生的创新思维学生在实验活动中，手、耳、眼、脑都得到充分利用，触、视、听、嗅等多种功能共同参与，通过使用仪器、记录、测试数据、撰写实验报告等环节，亲身体验实验的全过程。实验的过程，不仅需要动手操作、感官观察，还需要学生充分调动自己的思维去想象、思考
6、、推测结论。引导学生从实验中发现问题、分析问题，并利用所积累的理论和实践知识解决问题，为创新思维的拓展提供了必要的条件。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,实验教学与创新人才培养增长学生的创新技能实验教学相对理论教学，更具有直观性、实践性、综合性、探索性和启发性，是培养学生掌握科学实验方法与技能、提高学生综合素质、动手能力与创新能力的主要手段。学生在实验过程中，能验证和巩固在课堂上学到的理论知识，掌握严谨、扎实的实验技能和一套完整的实验方法。学生的观察能力、操作能力、思维能力都会逐步提高。同时学生在实验中要选择、安装和调试实验仪器、设计实验方案、测量和记录数据、排除实验故障，这些操作过
7、程可以使学生的创新技能得到充分发展。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,实验教学与创新人才培养涵养学生的创新品格学生在设计实验方案、实施实验步骤、分析实验结果的过程中，会遇到各种各样的困难，这就要求学生开阔思路，反复修改实验方案和屡次尝试新的实验方法，直至得到正确的实验结果。科学实验的过程是不断积累经验、不断探索的过程。无论是探索性实验还是验证性实验，都不会一帆风顺，只有不断地重复，甚至是失误，付出大量时间和劳动，才能得到期望的结果。这无疑锻炼和培养了学生不畏艰难、坚韧不拔的勇气和毅力，积极探索、勇于创新的精神。而这又恰是创新人才所必备的品格。实验中训练出的自信、自律和责任感，则是推动
8、学生继续创新的强大的情感力量。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,关于开放：主体与基本要素,实验室开放的主体学生想做的实验都在实验室来完成。实验室有条件保证学生完成各类实验。实验室开放的基本要素内容、时间、空间、仪器设备、指导模式等。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,关于开放：实施载体,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,实验项目类型及其“开放内禀性”实验室的开放关键是实验教学内容的开放。不同的实验项目类型具有不同的“开放内禀性”。实验室开放的重要评判标准：各类实验项目的比例。各类实验项目的利用率。,关于开放：评判标准,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,基础练习
9、型实验承担的认知任务是“了解”和“理解”。是检验课程中某单一理论或者原理的验证性实验，或是练习基本实验方法、基本操作技能等的实验。其教学目的是培养学生的基本认知能力。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,综合设计型实验承担的认知任务是“应用”和“综合”。包括综合性实验和设计性实验。综合性实验利用多门课程或多个原理及概念，通过一种或多种实验方法实现给定的实验目的。通过实验内容、方法、手段的综合，培养综合考虑问题的思维方式，运用综合的方法、手段分析问题、解决问题，达到能力、素质的综合培养。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,综合设计型实验承担的认知任务是“应用”和“综合”。包括综合性
10、实验和设计性实验。设计性实验在教师的指导下，根据实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，自己完成并对实验结果进行分析处理的实验，实验结果具有定向性。培养学生自主学习、自主研究、综合运用知识的能力和组织能力。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,研究探索型实验承担的认知任务是“研究”包括对新理论的研究，对实验方法、技术的改进和创新。自主立项，或直接参与教师的科研项目。学生在教师的指导下独立自主地完成实验。实验结果具有非定向性。是综合设计型实验的范畴。激发学生创新欲望、培养学生研究兴趣和创新能力。,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,关于开放
11、：实验项目对开放的要求,一、对实验教学的“开放”和“创新”的认识,突出学生主体的实验教学核心要素,二、突出学生主体的实验教学核心要素,一级要素 4 、二级要素 12 、建设点 27,实验教学要素之1：教学理念,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验教学要素之2：课程体系,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验教学要素之2：课程体系,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验教学要素之3：教学内容,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验教学要素之4：教学研究,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验教学要素之5：教学效果,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验队伍要素之1：队伍结构,二、突
12、出学生主体的实验教学核心要素,实验队伍要素之2：融合模式,二、突出学生主体的实验教学核心要素,管理模式之2：学科管理,二、突出学生主体的实验教学核心要素,管理模式之2：信息平台,二、突出学生主体的实验教学核心要素,设备环境之1：仪器设备,二、突出学生主体的实验教学核心要素,设备环境之2：政策机制,二、突出学生主体的实验教学核心要素,设备环境之3：环境安全,二、突出学生主体的实验教学核心要素,实验室布局方式：以人为本,“人员设备环境”三者最佳的匹配、提高工作效率,二、突出学生主体的实验教学核心要素,开放实验教学体系案例： 东南大学实验教学体系,（2009年获国家教学成果一等奖）,教学模式改革案例
13、： 新生引导性实验实践课程,（2010年获国家精品课程称号）,新生引导性实验实践课程教学安排,四、教学模式改革案例：新生引导性实验实践课程,预备性物理实验的管理模式,网络教学与管理过程课程与学习方法介绍学生中学物理实验基础的网络测评网络选课课前网络预习课堂网络辅导教学、数据网络处理与评判成绩网络管理课后网络复习课外网上交流,实施效果每年计划建议400人选修4个实验其余可以选修0-3个实验实际选修情况1999年：1355人2000年：1654人2001年：1988人2002年：1850人2003年：2500人2004年：2300人2005-2010年：约2600人年（占理工学生的90%左右）,四、教学模式改革案例：新生引导性实验实践课程,学生选修预备性物理实验的情况,四、教学模式改革案例：新生引导性实验实践课程,预备性物理实验教学启示,教学效果提高了物理实验课程的教学起点引入基于问题的教学模式，带动后续课程的学习突出早，开创工科大学新生进入物理实验室自主学习之先河有助于物理理论课与实验课的结合引导大学新生的学习模式从中学到大学转变成功原因先进的网络辅助教学与管理模式（与中学模式的区别）课程开设时间选择：早（新生入学第一学期）引发问题：后续实验课程的改革怎么办？,四、教学模式改革案例：新生引导性实验实践课程,敬请批评指正！,
