馬文彥 左廣霞 許 鵬 張全虎

引 言

在高等院校的教育教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種知識(shí)與能力、理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。它的目的不僅僅是在驗(yàn)證理論，或強(qiáng)化理論學(xué)習(xí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)員應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是依附于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，不能增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用綜合實(shí)驗(yàn)技能去分析和解決問(wèn)題的能力。筆者結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)談?wù)勗O(shè)想以及教學(xué)改革的方法。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與教學(xué)方法的改革

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般理解就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證某理論的正確性。過(guò)去的教學(xué)方法就是學(xué)員按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟，在教員的指導(dǎo)下進(jìn)行，給出驗(yàn)證的結(jié)果。此類實(shí)驗(yàn)雖然可以提高學(xué)員對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的感知能力，但步驟程式化，缺乏自主性。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以理論作指導(dǎo)、實(shí)踐為基礎(chǔ)，而能力培養(yǎng)是教學(xué)重點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先要調(diào)動(dòng)學(xué)員的積極性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。因此，改革的方法是：當(dāng)學(xué)員剛剛接觸實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器操作不熟悉時(shí)，可按上述的做法實(shí)施。當(dāng)學(xué)員對(duì)本專業(yè)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和基本操作達(dá)到一定熟練程度后，可以讓學(xué)員自擬實(shí)驗(yàn)[1]，學(xué)員依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，可自行設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)某一理論采取不同的驗(yàn)證方法。經(jīng)與教員充分溝通和反復(fù)討論后，獨(dú)立地去完成實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。其中包括自行組合儀器并進(jìn)行調(diào)試，連接線路，完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算、分析和討論，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告?？梢约ぐl(fā)學(xué)員的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)員獨(dú)立思考和獨(dú)立動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。

綜合性實(shí)驗(yàn)與教學(xué)方法的改革

綜合性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識(shí)或與本課程相關(guān)課程多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)。主要教學(xué)目的是加強(qiáng)能力培養(yǎng)。

由于綜合性實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)面寬，較驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而言，難度加大，往往在很短的時(shí)間內(nèi)很難很好地完成，大部分學(xué)員只能按部就班，完成規(guī)定的內(nèi)容。這樣就束縛了學(xué)員的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，不利于培養(yǎng)學(xué)員分析和解決問(wèn)題的能力。譬如，“α和γ能譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)”，自上世紀(jì)90年代初就形成了相對(duì)穩(wěn)定的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容是測(cè)出某種放射源的y能譜，作出能量刻度曲線，再測(cè)出某一未知放射源的能量[2]。教學(xué)方法則非常注重實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，教員準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)“儀器”是“散件”如探頭、高壓電源、線性脈沖放大器等，將需要的插件裝入機(jī)箱、接線等完全由學(xué)員自己完成。測(cè)量系統(tǒng)搭建完成后，教員檢查，調(diào)試并完成測(cè)量。學(xué)員完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間需要4小時(shí)。盡管如此，要在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，必須事先到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)習(xí)，認(rèn)真完成預(yù)習(xí)報(bào)告，學(xué)員要非常努力，否則很難完成。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也收獲頗豐。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與教學(xué)方法的改革

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)員自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的是根據(jù)一定的條件和要求，運(yùn)用有關(guān)的原理和實(shí)驗(yàn)技能提高學(xué)員實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和科學(xué)研究能力，進(jìn)行創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心是設(shè)計(jì)、選擇實(shí)驗(yàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)時(shí)一般包括下列幾個(gè)方面：教員提出實(shí)驗(yàn)課題或研究項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室提供條件。學(xué)員自行推證有關(guān)理論，自行確定實(shí)驗(yàn)方法，自行選擇和組合配套儀器設(shè)備，自行擬訂實(shí)驗(yàn)程序和注意事項(xiàng)等。做出具有一定精度的、定量的測(cè)試結(jié)果。在完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程中，充分反映學(xué)員的實(shí)際水平和能力，力求有創(chuàng)新。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)有較大區(qū)別，更注重其創(chuàng)造性。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中沒(méi)有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和要求，只給出要達(dá)到的性能指標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)走出傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式，學(xué)員經(jīng)過(guò)綜合型實(shí)驗(yàn)鍛煉，掌握了一定的實(shí)驗(yàn)方法和技能，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和完成一個(gè)能滿足一定性能指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)。其目的是鍛煉學(xué)員對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和提高分析、解決問(wèn)題的能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果分析及體會(huì)

改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，要經(jīng)歷反復(fù)摸索、反復(fù)實(shí)踐的一個(gè)過(guò)程。它的實(shí)施需要經(jīng)費(fèi)的支撐，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)的不足也制約著它的發(fā)展。改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念，實(shí)現(xiàn)新的教學(xué)方法，效果顯著，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）變被動(dòng)為主動(dòng)。通過(guò)改革教學(xué)方法，促使學(xué)員由單純地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從而激發(fā)了他們強(qiáng)烈的求知欲望和好奇心。

（2）提高了學(xué)員的實(shí)驗(yàn)操作技能。采用“彈性工作時(shí)間”延長(zhǎng)了學(xué)員實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，能從所測(cè)得的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，理解其物理內(nèi)涵。

（3）通過(guò)互動(dòng)，增進(jìn)師生感情。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，依據(jù)該學(xué)科的發(fā)展方向，師生共同討論，制訂實(shí)驗(yàn)方案，討論實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)一步增進(jìn)了師生間的感情。

[1]馬文彥，左廣霞，黎素芬.核輻射探測(cè)實(shí)驗(yàn)（二）[Z].第二炮兵工程學(xué)院，2011,11.

[2]劉小琴.提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量培養(yǎng)創(chuàng)新型人[Z].Equipment Manufactring Technology No.1，2010.

[3]蔡國(guó)民.推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革培養(yǎng)高素質(zhì)人才,科技信息專題論述[Z].吉首大學(xué)信息管理與工程學(xué)院.