朱紅慧

(南京森林警察學(xué)院,江蘇·南京 210023)

痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

朱紅慧

(南京森林警察學(xué)院,江蘇·南京 210023)

為了提高痕跡檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和研究能力,針對痕跡檢驗(yàn)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的不足,提出了增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的觀點(diǎn)。在對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和理論基礎(chǔ)論述的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐。初步實(shí)踐證明,痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞终{(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,有利于對學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和邏輯思維能力的提高和培養(yǎng),為更高層次的探索性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

痕跡檢驗(yàn);設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué);研究

痕跡檢驗(yàn)是公安本科院校刑事技術(shù)專業(yè)的主要專業(yè)課程之一,也是其他專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是痕跡檢驗(yàn)課程的重要組成部分,對于提高學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)創(chuàng)新精神與實(shí)踐動手能力具有特殊的作用,是培養(yǎng)公安技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)。目前公安本科院校的痕跡檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用的是驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)地位,實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)操作步驟都是老師精心設(shè)計(jì)好,沒有讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié),缺乏讓學(xué)生獨(dú)立思考、探索的空間,限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。通過這兩個(gè)層次實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,學(xué)生只掌握處理公安常規(guī)案件的技能,不具備對實(shí)驗(yàn)研究思路、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等解決新問題的思維方法和研究能力,使得學(xué)生走上工作崗位后難以應(yīng)對不斷出現(xiàn)的高智能、高科技的新型技術(shù)案件。事實(shí)證明,現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在不足,在人才培養(yǎng)上已經(jīng)跟不上時(shí)代發(fā)展的要求,應(yīng)該對其進(jìn)行改革,增設(shè)具有培養(yǎng)創(chuàng)新思維和研究能力的痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。①朱紅慧.刑事技術(shù)探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索[J］.湖北警官學(xué)院學(xué)報(bào)2014(11):177-183.

一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的專業(yè)知識水平設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目(有待研究的問題),學(xué)生依據(jù)所掌握的專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)技能,通過研究、閱讀相關(guān)文獻(xiàn),根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件,在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),通過實(shí)際實(shí)施對實(shí)驗(yàn)方案的各個(gè)要素進(jìn)行驗(yàn)證,對產(chǎn)生和影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行分析,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)。在此類實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生是主體,老師處于主導(dǎo)地位。通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué),除了使學(xué)生深入理解和學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識外,更重要的是使他們的邏輯思維得到鍛煉,以此提高獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的能力,利用所學(xué)專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力。因此,通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、探索創(chuàng)新的精神。②熊宏齊,戴玉蓉,鄭家茂.教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型及其/開放內(nèi)稟性[J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理2008(11):5-6.③吳海榮.“液壓與氣壓傳動”課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2014(11):201-204.

二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)

有史以來,人們一直持續(xù)不斷地對教育的科學(xué)性進(jìn)行探索,形成了諸多理論,這些理論學(xué)說可以指導(dǎo)我們順利地進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索。其中杜威的教育理論是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教育學(xué)基礎(chǔ)、布魯納提出的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論和皮亞杰開創(chuàng)的建構(gòu)主義學(xué)說是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的心理學(xué)基礎(chǔ)。

杜威認(rèn)為,每個(gè)人在生活中都會遇到各類不同的問題,對于這些問題人們都能找到解決的辦法,并會把這些方法轉(zhuǎn)換成具體的經(jīng)驗(yàn)儲存并添加到自己已有的經(jīng)驗(yàn)體系中。“經(jīng)驗(yàn)”在杜威教育理論中屬于非常重要的概念,在他的教育理論中“經(jīng)驗(yàn)”被指代為是環(huán)境和主體之間的交互作用,是解決問題的能力。由此杜威又進(jìn)一步提出,既然解決問題的能力是生命依賴存在的基礎(chǔ),教育就應(yīng)當(dāng)成為培養(yǎng)解決問題的技能和方法的過程。因此得到啟發(fā),我們進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)則是培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,使學(xué)生通過解決問題過程的體驗(yàn)構(gòu)建其自身的經(jīng)驗(yàn)體系。杜威認(rèn)為,教學(xué)和學(xué)習(xí)都與解決問題有關(guān)。教育是使學(xué)生通過解決問題的過程,發(fā)生自身經(jīng)驗(yàn)體系中的單元元素改組或改造,使經(jīng)驗(yàn)體系得到更新;學(xué)習(xí)是尋找解決問題方法時(shí),在一個(gè)積極主動的思維活動過程中自然而然的發(fā)生的。在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中,教師要做的是引導(dǎo)學(xué)生尋找解決問題的方法和途徑,糾正學(xué)生思維的方向,讓學(xué)生在成功與失敗的經(jīng)歷交替中領(lǐng)悟與獲得問題解決的經(jīng)驗(yàn)。這就是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生是主體,老師必須起主導(dǎo)作用的深層次原理。

布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為,提供必要的信息,可以使學(xué)生學(xué)得好,理解并掌握這一個(gè)個(gè)信息單元不應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo),而是要以這些信息為基礎(chǔ),將這一個(gè)個(gè)信息單元內(nèi)化并超越這些信息。布魯納還認(rèn)為,人的心智發(fā)展各不相同,每個(gè)人都遵循自己的特有的認(rèn)知程序,但心智發(fā)展的速度會隨著認(rèn)知的改變而發(fā)生變化的,因此通過教學(xué)可以幫助學(xué)生的認(rèn)知和智慧水平提高和成長。由此布魯納提出了“強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程和內(nèi)在動機(jī)”的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)方法。這種學(xué)習(xí)方法的主要精神是,在整個(gè)教學(xué)過程中,學(xué)生是一個(gè)問題的積極探索者,老師是問題的創(chuàng)設(shè)者,老師將教學(xué)內(nèi)容隱含在問題之中,通過問題的情境提供給學(xué)生進(jìn)行尋找探索,讓學(xué)生通過問題的研究過程,探索發(fā)現(xiàn)問題解決的方法從而學(xué)習(xí)和掌握知識;將學(xué)生存在于同學(xué)之間的相互竟?fàn)幜D(zhuǎn)化成學(xué)生自身內(nèi)部的驅(qū)動,使學(xué)生產(chǎn)生自我挑戰(zhàn),尋求才能的內(nèi)驅(qū)力。布魯納的理論告誡我們,進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇要與學(xué)生的心智發(fā)展相適應(yīng),要與學(xué)生實(shí)際掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識相吻合,要讓學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的情境中探索知識的奧秘,而不是宣讀教材,只有在這一前題下開展的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)才能起到激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力的作用。

皮亞杰提出的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)模式認(rèn)為,人的自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)之所以得以發(fā)展和轉(zhuǎn)換,是因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)過程中,通過學(xué)習(xí)與外部環(huán)境發(fā)生相互作用而實(shí)現(xiàn)順應(yīng)和同化造成的,這種發(fā)展和轉(zhuǎn)換會逐漸建構(gòu)成個(gè)人外部知識的內(nèi)部圖式。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)模式對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要之處在于,通過模式可將實(shí)驗(yàn)大體分為建構(gòu)、沖突和應(yīng)用三個(gè)階段。在沖突階段,學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)因受到教師設(shè)計(jì)問題情境的激發(fā)而發(fā)生沖突,積極地對自己現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行搜索,期望從中尋找解決問題的方法,這一階段是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程,給認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換打下基礎(chǔ)。在建構(gòu)階段,學(xué)生因教師提出的問題的激發(fā),產(chǎn)生了探索新問題的欲望,學(xué)生在對新問題的研究過程中,所采用的科學(xué)方法和手段(學(xué)習(xí)新知識、學(xué)會新思維的方法)使得知識結(jié)構(gòu)沖突得以解決,并在原有的基礎(chǔ)上發(fā)生轉(zhuǎn)換。①劉喜斌.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)的研究[J］.湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2010(12):83-88.②周川.高等教育學(xué)[M］.南京:南京師范大學(xué)出版社,2006.

縱觀三位學(xué)者的學(xué)說,無論是杜威的經(jīng)驗(yàn)主義理論、布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論還是皮亞杰提出的建構(gòu)主義學(xué)說,其中的共同點(diǎn)是:重視教學(xué)的過程,讓學(xué)生在解決問題的過程中鍛煉思維、獲取知識。重視學(xué)習(xí)方法,將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成問題的情境,將知識隱含在問題之中代替書本。強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體、教師主導(dǎo)作用,尊重學(xué)生的認(rèn)知水平。因此,上述的理論可作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究的指南和方法指導(dǎo)。

三、痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

相對于其他實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有其自身的特殊性。因此,在開展這一層次的實(shí)驗(yàn)時(shí)要依據(jù)教學(xué)理論對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。首先,對開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)所適用的內(nèi)容進(jìn)行研究和挑選,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)合適的探索問題的情境。第二,加強(qiáng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、研究編寫實(shí)驗(yàn)范例,有針對性訓(xùn)練學(xué)生的思維和提供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必需的“信息”。第三,要進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì),開放實(shí)驗(yàn)室為痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展,創(chuàng)設(shè)一個(gè)與之相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。第四,對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行研究,制定實(shí)驗(yàn)成績評定標(biāo)準(zhǔn)。因此,一個(gè)完整的痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué),要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)范例的編寫、開放相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室、研究實(shí)驗(yàn)成績評定標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告幾個(gè)主要過程。

(一)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的“實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析訓(xùn)練”

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ),在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之間缺少對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練的橋梁。從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的“實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析訓(xùn)練”入手,加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間聯(lián)系的認(rèn)識,使他們在科學(xué)思維方面得到初步的訓(xùn)練。

從本校2012級刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)6個(gè)班級中任意確定3個(gè)班作為實(shí)驗(yàn)的對象。選擇2-3篇往屆畢業(yè)學(xué)生的研究性畢業(yè)論文(研究內(nèi)容是學(xué)生所了解的)作為訓(xùn)練的范文。指導(dǎo)老師首先對范文中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析方法剖析講解,從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)干擾因素等多個(gè)方面對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋,對范文實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的合理性和科學(xué)性進(jìn)行評判。之后,選擇有代表性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后針對實(shí)驗(yàn)結(jié)果(包括成功和失敗的結(jié)果)進(jìn)行分析。如痕跡檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中“現(xiàn)場手印的顯現(xiàn)”一直是以手印清析度作為評分標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)會想辦法達(dá)到要求。實(shí)際上承載不同手印的客體是存在差異的,并不是所有客體上的手印都能達(dá)到同一清晰的標(biāo)準(zhǔn),在這一問題上要求學(xué)生分析清晰與否的原因應(yīng)該比單一要求清楚樣本更能鍛煉學(xué)生的能力。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)踐,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)研究的思路有了基礎(chǔ)性的認(rèn)識,為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展提供了保障。①田運(yùn)生,劉維華,王景春.綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)的探索與實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理2012(5):126-129.②錢潔,房建民,陳志宏.生物技術(shù)專業(yè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2014(1):207-210.③邢鳳蘭,王麗艷,劉紅霞.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思路[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2010(7):264-266.

(二)編寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)范例

在進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之前,老師要作必要的前期準(zhǔn)備工作,即進(jìn)行“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)范例”的編寫。教授不同專業(yè)課程的指導(dǎo)老師,根據(jù)自己從事專業(yè)課的特點(diǎn),將本課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的研究方法按照一般的研究思路編寫成實(shí)驗(yàn)范例(包括題目的解讀、文獻(xiàn)的研究方法、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納總結(jié)等),用以幫助和引導(dǎo)學(xué)生了解問題研究的思路和方法。

(三)研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

遵循學(xué)生特有的認(rèn)知水平確定合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要問題。確定合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,是搞好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容科學(xué)與否關(guān)系著培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此,選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)一定要按照教學(xué)規(guī)律,結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有知識層次科學(xué)地組織。結(jié)合本校的實(shí)際情況我們采取轉(zhuǎn)換綜合性實(shí)驗(yàn)、公安實(shí)際案例、公安技術(shù)研究成果和有關(guān)科技論文的內(nèi)容等幾個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),①田運(yùn)生,劉維華,王景春.綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)的探索與實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理2012(5):126-129.②錢潔,房建民,陳志宏.生物技術(shù)專業(yè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2014(1):207-210.③邢鳳蘭,王麗艷,劉紅霞.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思路[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2010(7):264-266.為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)立探究問題的情境。

(四)開放實(shí)驗(yàn)室

本?，F(xiàn)行的痕跡檢驗(yàn)計(jì)劃實(shí)驗(yàn)課時(shí),按傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式是很難完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的。因?yàn)閷W(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)試、實(shí)驗(yàn)藥品配制、預(yù)備實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等都需要時(shí)間,因此實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放是開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的必要條件。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放應(yīng)該注意的是,開放實(shí)驗(yàn)室不僅是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將實(shí)驗(yàn)室的門打開,實(shí)驗(yàn)室開放的內(nèi)涵是將實(shí)驗(yàn)室的資源全部進(jìn)行開放。開放實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師要做許多準(zhǔn)備工作,需要根據(jù)學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器設(shè)備、必要的實(shí)驗(yàn)器材和藥品,檢查實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好,同時(shí)需將較為復(fù)雜的儀器操作方法、工作原理、操作注意事項(xiàng)等內(nèi)容編印成冊擺放在儀器旁邊,供學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)使用。另外,還需建立與之相配套的開放實(shí)驗(yàn)室管理制度(包括儀器設(shè)備管理制度、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約制度、藥品管理制度等)。

(五)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

1.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與論證

經(jīng)過現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系訓(xùn)練的學(xué)生,其“經(jīng)驗(yàn)體系”中還缺少關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識,需要教師提供必要的關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知識的“信息”,作為學(xué)生解決問題的基礎(chǔ),使學(xué)生通過問題解決的過程體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“經(jīng)驗(yàn)”,并添加到他們已有的經(jīng)驗(yàn)體系中,使“經(jīng)驗(yàn)”發(fā)生“改組”達(dá)到提升能力的目的。因此,在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)初期,教師要對學(xué)生進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法輔導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)開始,教師將設(shè)定的題目向?qū)W生公布,學(xué)生根據(jù)自己的興趣和條件(學(xué)習(xí)基礎(chǔ))選擇實(shí)驗(yàn)題目,并自由組成4-5人的實(shí)驗(yàn)小組。指導(dǎo)老師發(fā)放設(shè)計(jì)性實(shí)范例并要求學(xué)生閱讀,使學(xué)生通過閱讀范例對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行初步的了解,在此基礎(chǔ)上對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般方法進(jìn)行指導(dǎo),用以引導(dǎo)學(xué)生順利地進(jìn)入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段。

選擇三篇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)較好的研究文獻(xiàn)(最好是指導(dǎo)老師自己的研究論文,內(nèi)容是學(xué)生能夠理解的)作為示例進(jìn)行講解。從研究的題目、實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)三個(gè)方面對文獻(xiàn)進(jìn)行剖析,以此對問題研究的思路和方法進(jìn)行指導(dǎo)。第一篇由老師進(jìn)行分析,從題目字面含義分析題目研究的內(nèi)容和涉及的知識領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上,分析開展研究的總體思路和進(jìn)行研究所需的條件。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要素和原則分三個(gè)步驟,對范文的實(shí)驗(yàn)研究方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行剖析。第一步分析確定研究的受試對象,第二步依據(jù)“隨機(jī)抽樣”“重復(fù)”和“對照”的原則,分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)的方法,第三步根據(jù)“均衡原則”分析制作實(shí)驗(yàn)樣本方法。④王琪,胡良平.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念與基礎(chǔ)[J］.藥學(xué)服務(wù)與研究2010(10):126-129.緊接著,由學(xué)生和老師共同對第二篇范文進(jìn)行分析,通過對范文題目的解讀,討論研究內(nèi)容的具體設(shè)計(jì)方案,老師將討論的方案與文獻(xiàn)中的方案進(jìn)行對照點(diǎn)評。第三篇由學(xué)生根據(jù)范文的題目討論設(shè)計(jì)方案,之后與文章的方案進(jìn)行比較,老師對討論的方案進(jìn)行點(diǎn)評。最后,老師總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般方法和思路。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)范例和設(shè)計(jì)方法指導(dǎo),填補(bǔ)了學(xué)生關(guān)于實(shí)驗(yàn)研究方法認(rèn)知的空白。

要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用課后的時(shí)間運(yùn)用所學(xué)的痕跡檢驗(yàn)知識,結(jié)合國內(nèi)目前公安實(shí)際案件的現(xiàn)狀,查閱與實(shí)驗(yàn)題目相關(guān)的文獻(xiàn)資料,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),要求實(shí)驗(yàn)方案包括進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)所采用的方法和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備等。實(shí)驗(yàn)小組的每個(gè)同學(xué)分別設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,通過PPT在小組進(jìn)行匯報(bào)交流,在組間討論,經(jīng)同學(xué)互評、教師點(diǎn)評、結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件和方案的可行性、創(chuàng)新性推選最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案作為實(shí)驗(yàn)實(shí)施的方案。①王芳,葉寶興,賈澤峰.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膶?shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2009(5):104-106.②丁雪鷹,魯瑩,等.藥劑學(xué)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2011(6):304-315.③黃玥,陸文蔚,等.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在食品安全與衛(wèi)生學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2013(12):180-183.

以筆者指導(dǎo)的“木材宏觀特征在盜伐林木案件中利用價(jià)值的研究”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例,小組在進(jìn)行第一次交流匯報(bào)中,每一位學(xué)生都輪流發(fā)言,同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)題目涉及的知識領(lǐng)域有了較深的認(rèn)識,基本了解樹木的宏觀特征,對樹木宏觀特征的實(shí)驗(yàn)觀察方法也有一定的了解,每個(gè)人都設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。但抄襲文獻(xiàn)方案的痕跡很明顯,少數(shù)同學(xué)直接于沿用文獻(xiàn)的方案,當(dāng)筆者針對同學(xué)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行提問時(shí),大部分學(xué)生不能給予正確的回答。學(xué)生的這一表現(xiàn)說明學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法還沒有充分的認(rèn)知,需要進(jìn)一步激發(fā)潛在的求知欲。于是敦促同學(xué)進(jìn)一步閱讀文獻(xiàn)、研讀實(shí)驗(yàn)范例,對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和優(yōu)化,指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須兼顧科學(xué)性、可行性和實(shí)用性,對實(shí)驗(yàn)涉及的相關(guān)知識進(jìn)行深入了解。再一次交流匯報(bào)中,同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究的知識點(diǎn)掌握得更為充分,能夠提出一些自己的想法,也懂得了對課程所學(xué)知識的擴(kuò)展,能對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析。最后,在總結(jié)各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上結(jié)合各位同學(xué)意見和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件確定了最終的實(shí)驗(yàn)方案。通過這一過程,使學(xué)生學(xué)會實(shí)驗(yàn)研究方案的設(shè)計(jì)方法,其認(rèn)知結(jié)構(gòu)因此得到了成功的轉(zhuǎn)換,同時(shí)思維能力也得到了鍛煉和提升。④王芳,葉寶興,賈澤峰.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膶?shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2009(5):104-106.⑤丁雪鷹,魯瑩,等.藥劑學(xué)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2011(6):304-315.⑥黃玥,陸文蔚,等.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在食品安全與衛(wèi)生學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2013(12):180-183.

2.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

實(shí)驗(yàn)操作在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是重要的環(huán)節(jié),但在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于同學(xué)們都完成了相關(guān)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),指導(dǎo)老師不需要像以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)哪樣進(jìn)行基本的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn),而是要關(guān)注學(xué)生的實(shí)際操作及如何解決所遇到的問題。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)操作中,學(xué)生完全自主調(diào)試、操作所需要的儀器設(shè)備,按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并及時(shí)記錄。

以筆者指導(dǎo)的“木材宏觀特征在盜伐林木案件中利用價(jià)值的研究”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例,實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備主要是生物顯微鏡、比較顯微鏡、制片刀具、載玻片,學(xué)生要自行校準(zhǔn)顯微鏡、自行制作木材實(shí)驗(yàn)樣本以確保木材特征的準(zhǔn)確觀察和比較鑒別。在對木材樣本截面進(jìn)行觀察過程中,發(fā)生木射線和導(dǎo)管無法顯現(xiàn)的現(xiàn)象,此時(shí),筆者并不急于用親自操作的方法進(jìn)行輔導(dǎo),而是引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料了解木射線和導(dǎo)管在木材解剖結(jié)構(gòu)中的排列規(guī)律,弄清楚顯微鏡下觀察物體的條件等可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)受阻的原因,這些原因用什么方法去解決,而后讓學(xué)生償試自己動手去解決這些問題,并做好相應(yīng)的原始記錄。⑦王芳,葉寶興,賈澤峰.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膶?shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2009(5):104-106.⑧丁雪鷹,魯瑩,等.藥劑學(xué)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2011(6):304-315.⑨黃玥,陸文蔚,等.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在食品安全與衛(wèi)生學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2013(12):180-183.

3.撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)完成后,指導(dǎo)老師針對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和實(shí)施過程中存在問題提出思考題。通過思考題引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,重點(diǎn)分析方案的可行性和科學(xué)性,并思考對有瑕疵的方案和實(shí)驗(yàn)操作如何改進(jìn),使學(xué)生通過思考題的回答對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納。要求每組提交一份研究論文格式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,其中實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析要有自己的觀點(diǎn)。筆者指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組對其實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了如下的見解,他們認(rèn)為痕跡檢驗(yàn)關(guān)于“同一認(rèn)定的原理”同樣適用木材的宏觀特征的檢驗(yàn)。木材的宏觀特征雖然不屬于人為痕跡特征,但它是在樹木生長過程中形成的痕跡,通過這些痕跡能區(qū)分不同的樹木,因此可作為種類特征使用。另外,在木材的宏觀特征中有一些特征是受環(huán)境影響產(chǎn)生的,通過這些特征可區(qū)別同種樹木的不同個(gè)體,具備個(gè)別特征的條件。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的環(huán)節(jié),使學(xué)生完成了對“木材宏觀特征在盜伐林木案件中利用價(jià)值的研究”這一問題的認(rèn)知思維活動的主動建構(gòu)過程,同時(shí)也完成了實(shí)驗(yàn)研究知識的建構(gòu)過程,通過這一過程使學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性得到發(fā)揮。①王芳,葉寶興,賈澤峰.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膶?shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2009(5):104-106.②丁雪鷹,魯瑩,等.藥劑學(xué)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2011(6):304-315.③黃玥,陸文蔚,等.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在食品安全與衛(wèi)生學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐[J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索2013(12):180-183.

(五)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績評定

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系一部分,著重于學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究能力的培養(yǎng),這類實(shí)驗(yàn)著重于實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的過程,目的是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)訓(xùn)練使多方面的能力得到鍛煉。實(shí)驗(yàn)成績評定影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,會起到導(dǎo)向的作用。因此,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績評定著重于文獻(xiàn)閱讀及分析、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)記錄(用于考核實(shí)驗(yàn)操作過程)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四個(gè)方面。

四、結(jié)語

開展痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要以教育理論為依據(jù),并進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)并不是要拋棄驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而另辟途徑,加強(qiáng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練是順利進(jìn)入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段的首要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練所采用的手段和方式要與學(xué)生的現(xiàn)有知識水平相適應(yīng)。初步的實(shí)踐證明,通過痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程能夠使學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力得到提高,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)符合教學(xué)規(guī)律,可為更高層次的探索性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

(責(zé)任編輯 蔣凌燕)

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1672—6057(2015)06-98-06

2015-11-12

南京森林警察學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目“痕跡檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的研究”。

朱紅慧,女,南京森林警察學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)系實(shí)驗(yàn)師,研究方向?yàn)楹圹E檢驗(yàn)。