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摘要 简单介绍了针对土木工程专业实施的研究型实验教学的目的、特点、内容、实施以及教学评价。大量的教学实践表明研究型实验教学在培养学生实践能力和创新精神、提高学生综合素质方面卓有成效,并且能促进实验教学与科学研究的融合、全面提升实验教学质量,对实验教学改革具有一定的示范作用。
关键词 研究型实验教学;实验教学改革;土木工程
中图分类号G4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0130-02
实验教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神和实践能力具有重要作用。很多高校本科教学的实验教学环节,仍然采用传统的实验教学内容和模式,在学生的能力培养上存在诸多局限。随着社会的发展、科技的进步,对应用型人才的能力特别是创新精神和实践能力提出了更高的要求。为进一步发挥实验教学环节在人才培养中的作用,培养学生多方面的能力,我们针对土木工程专业的学生,开展了研究型实验教学的探索和实践。在研究型实验教学中,我们注重更新实验教学内容,提倡实验教学与科学研究相结合,创造条件使学生较早地参与科学研究和实践创新活动。
1研究型实验教学的目的
我们开展研究型实验教学的主要目的是通过实验教学,培养学生的创新精神、实践能力和研究能力,提高学生综合素质。研究型实验教学过程中,特别注重学生多方面能力的培养,比如联系实践提出问题的能力、結合理论运用知识的能力,解决问题的独立研究能力、团队协同合作的能力。研究型实验教学的另一目的是通过开展研究型实验教学,形成科学研究与实验教学的良性互动,理论教学与实验教学的优势互补,全面提升教学质量,提高育人水平,充分发挥实验教学在应用型人才培养中的重要作用。
2研究型实验教学的特点
2.1“三结合”的研究型实验教学
在研究型实验教学中,我们注重实验教学的“三结合”,即与理论教学相结合、与科学研究相结合、与工程实践相结合。
理论教学是学习知识,实验教学则是运用知识,基础知识和基本理论是实验教学的基础,实验教学反过来又能促进理论知识的学习。正是认识到理论教学与实验教学的辨证关系,在研究型实验教学中,我们特别强调实验教学与理论教学的结合。只有掌握了理论知识,才有能力进行实验研究,才能保障实验研究的顺利完成;同时,通过研究型实验教学,对理论知识的学习进行巩固和拓展,还可以不断开拓学生的知识面。
研究型实验教学的内容部分来源于教师的科学研究,有些直接取自教师的科研课题,因此我们注重研究型实验教学与科学研究的结合。通过加强科学研究,促进研究型实验教学;通过开展研究型实验教学,奠定科学研究的基础。在二者融合的基础上,达到提高学生能力水平、综合素质和提高教师学术水平、教学水平的双赢。
知识来源于实践,任何认知活动都不能脱离实践。研究型实验教学作为一种认知活动,必然、必须与工程实践相结合。1)工程实践可以为实验教学提供有价值、有意义的研究内容;2)通过实验研究,可以解决工程实践中出现的问题。
2.2开放性和自主性的研究型实验教学
研究型实验教学具有开放性和自主性的特点。研究型实验教学的开放性体现在整个实验教学体系包括实验内容、实验方法、实验运行、实验评价等多方位的开放,特别是实验内容,不再是传统实验教学中课本上的实验内容,而是根据工程实践、学科发展、科学研究、教研课题等来确定,甚至学生自己也可以提出实验内容而加以实施,并且实验内容可以根据需要废止、更新。研究型实验教学的自主性则体现在实验教学过程中,突出了学生的主体地位。在研究型实验教学中,学生是主体,学生根据自己的兴趣爱好选择甚至自主确定实验研究内容,自主组建研究团队,自主设计研究方案,自主实施研究过程,而指导教师的作用只是引导和启发。这种自主性的学习充分调动了学生学习的积极性,充分发挥了学生的主观能动性,最大限度发掘学生潜力。
3研究型实验教学的内容
实验内容是实验教学体系的核心,实验内容的好坏直接决定着实验教学质量的好坏。遵循科学性、实践性、可行性的原则,我们确立了若干实验项目(部分实验项目见图1)作为研究型实验教学的内容。我们在确定这些实验项目时,要求项目内容与相关学科前沿发展紧密相关,具有一定的科学性,还必须考虑到工程实践的实际需求,具有一定的实践性,同时适合本科生的知识结构范围,能够在实验室开展研究,具有一定的可行性。
这些实验项目主要来源于四个方面:1)结合教师的科研课题而确定的研究内容,2)考虑到工程实践的需要而进行的模拟研究,3)学生基于学习的兴趣而自主确定的内容,4)对理论知识的深化探讨而进行的研究。
研究型实验教学的内容是一个开放的体系,我们会根据实际情况、结合教学实践对实验内容作出调整、更新,不断完善实验内容,以提高研究型实验教学的质量,使之更契合培养实践能力和创新精神的目标要求。此外,我们将研究型实验教学的部分实验内容与学校的SRT项目、浙江省的大学生科技创新项目和新苗人才计划项目等结合起来,在更高的平台上开展研究型实验教学。
图1研究型实验教学内容
4研究型实验教学的实施
4.1实施条件
研究型实验教学对实验教学队伍、实验室硬件条件、实验室开放管理等提出了更高的要求,并且需要相应的经费支持和必要的政策激励。首先,研究型实验教学需要一支高水平的实验教学队伍。为此,学院制定相应的政策,鼓励高水平教师投入研究型实验教学工作,建立一支教学与科研并重、理论教学和实验教学互通的学术水平高,教学科研能力强、热爱实验教学的实验教学队伍。同时,建立科学有效的实验教师培养培训制度,加强实验教师的业务培训与交流学习,培养一支实践经验丰富,熟悉实验技术,勇于创新的实验教学队伍。其次,研究型实验教学需要一些必备的仪器设备。在学校实验室建设资金的支持下,实验室购买了一些从事试验研究的设备,比如疲劳试验机、大吨位的压力试验机、动态应变采集系统、混凝土冻融试验机等,以满足研究型实验教学的需要。再次,研究型实验教学没有固定的时间和模式,对实验室的开放管理提出更高要求,学校制定了实验室的开放管理办法,保证研究型实验教学的正常实施。最后,研究型实验教学需要一定的经费支持和必要的政策激励。学院从专门的实践经费和实验运行费划出部分支持研究型实验教学,并且制定专门的政策鼓励教师从事研究型实验教学,给予工作量和科研分的奖励,激励学生积极参与实验教学,给予创新学分和非学业加分的奖励。
4.2实施过程
研究型实验教学的实施过程如下(图2):
图2研究型实验教学的实施过程
在研究型实验教学的实施过程中,我们特别强调学生在申请研究项目时,必须做充分的准备工作,要求学生在查阅相关文献资料的基础上,对研究的内容有基本的了解,同时具备必需的基本理论知识和专业知识。另外,对于研究方案不完善的必须完善方案后才能进入实施环节,对于试验数据不理想的必须补充试验,对于试验失败的允许重新设计研究方案再实施。试验结束后,我们鼓励学生在学术期刊上公开发表研究论文。
4.3研究型实验教学的运行管理
利用现代网络技术,结合校园网的便利,我们开发了研究型实验教学管理平台(图3)进行教学管理。同时,由于研究型实验教学的开放性和自主性,给实验教学的实施带来诸多不确定性,为保证实验教学的顺利实施,在实施过程中,我们逐步摸索、总结出一些运行管理方法。
图3 研究型实验教学管理平台
1)实验项目管理法。研究型实验教学以实验项目为单位进行,在进行的过程中,我们对实验项目进行管理。实验项目的申请、运行、结项、评价,都以实验项目为目标进行集中管理,不对项目组成员进行个别管理。而项目组内部的管理则由项目负责人负责,按照实验项目的目标和要求进行。
2)指导教师管理法。研究型实验教学的每一个实验项目都确定了相应的指导教师,一旦实验项目开始实施,指导教师管理责任就开始确立。由指导教师管理实验项目,更容易保证研究型实验教学的质量。
3)大型设备管理法。按照学校大型仪器设备的管理制度,每台大型仪器都配有专门的管理责任人和熟悉仪器性能、操作的技术团队,很多研究型实验教学的实施都需要用到大型仪器设备,比如电液伺服疲劳试验机、压力试验机、万能材料试验机等,所以我们结合大型仪器设备的管理和使用来进行研究型实验项目的管理。对每台大型仪器设备开设的实验项目集中管理,既能避免大型设备使用不当给实验项目实施带来的影响,又能充分提高大型设备的利用效率。
为保证研究型实验教学的质量,我们对实验教学的实施过程进行适当监控,要求每个实验项目做到前期准备充分、中期抽查完善、后期总结评价,以期建立“制度完善、责任明确、过程与目标并重”的运行与管理制度。
5研究型实验教学的评价
检验教学质量,教学评价必不可少。我们在进行研究型实验教学的教学评价时,否定“一次性”的评价方式,允许失败,鼓励学生从失败中汲取经验、教训,通过多次实验达到目标。同时,特别注意以下几点:
1)注重过程、强调创新、兼顾结果。过程决定结果,如果过程的质量难以保证,结果的质量可想而知,所以在实验教学评价中,我们注重过程评价,将实验教学的各个过程环节纳入到我们的评价范围,通过强化过程评价来保证过程质量,从未保证结果质量。研究型实验教学中,鼓励学生在自主选题到撰写研究报告的各个阶段,发现新的问题并提出解决的办法,让学生会操作、会分析、会改进、会创新,培养学生的创新精神,而学生所体现出来的创新精神成为我们评价实验教学质量的标准之一。研究型实验教学的结果形式之一是学生撰写的研究报告,这也是学生试验研究的成果和学生各种能力的综合体现。在实验教学评价中,我们也把学生的研究报告作为评价对象来衡量实验教学质量,但不会以研究报告作为唯一标准。
2)注重主观和客观的结合。教学过程是学生学习、提高的过程,也是主客观因素相结合的过程,其中必定会体现出学生一些主观层面的东西,比如吃苦耐劳的精神,合作与团队精神,自我学习的积极性、主动性等。我们在注重客观的同时,将这些主观的因素也纳入到实验教学评价的范围内。
3)注重自我评价。研究型实验教学中,学生的自主性较强,在教学评价环节我们也体现了自主性,鼓励学生进行自我评价,但注意避免自我评价过于主观、偏离客观情况。结合学生的切身体会进行自我评价,学生能更好的总结研究过程中的得与失,自我认识更加深刻,可以促进学生积极、主动、有目的地学习。
6结语
研究型实验教学可以变被动的接受知识为主动的探索知识,让学生享受学习的乐趣,体会学习的成就感,虽然在实践中存在诸多不足,需要逐步完善,但作为一种实验教学模式,它在培养学生实践能力和创新精神、提高学生综合素质方面无疑是卓有成效的,也受到了学生的普遍欢迎。同时,研究型实验教学以学生为主体,充分体现了“以人为本”的教育理念,值得我们在实验教学中大力推广,更好的发挥实验教学在应用型人才培养中的重要作用。
基金项目:嘉兴学院教改项目(85150919)
参考文献
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[11]夏兴有,张学义,邹广平.材料力学研究型实验教学的实践[J] .实验室科学,2008, 4:42-44.
关键词 研究型实验教学;实验教学改革;土木工程
中图分类号G4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0130-02
实验教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神和实践能力具有重要作用。很多高校本科教学的实验教学环节,仍然采用传统的实验教学内容和模式,在学生的能力培养上存在诸多局限。随着社会的发展、科技的进步,对应用型人才的能力特别是创新精神和实践能力提出了更高的要求。为进一步发挥实验教学环节在人才培养中的作用,培养学生多方面的能力,我们针对土木工程专业的学生,开展了研究型实验教学的探索和实践。在研究型实验教学中,我们注重更新实验教学内容,提倡实验教学与科学研究相结合,创造条件使学生较早地参与科学研究和实践创新活动。
1研究型实验教学的目的
我们开展研究型实验教学的主要目的是通过实验教学,培养学生的创新精神、实践能力和研究能力,提高学生综合素质。研究型实验教学过程中,特别注重学生多方面能力的培养,比如联系实践提出问题的能力、結合理论运用知识的能力,解决问题的独立研究能力、团队协同合作的能力。研究型实验教学的另一目的是通过开展研究型实验教学,形成科学研究与实验教学的良性互动,理论教学与实验教学的优势互补,全面提升教学质量,提高育人水平,充分发挥实验教学在应用型人才培养中的重要作用。
2研究型实验教学的特点
2.1“三结合”的研究型实验教学
在研究型实验教学中,我们注重实验教学的“三结合”,即与理论教学相结合、与科学研究相结合、与工程实践相结合。
理论教学是学习知识,实验教学则是运用知识,基础知识和基本理论是实验教学的基础,实验教学反过来又能促进理论知识的学习。正是认识到理论教学与实验教学的辨证关系,在研究型实验教学中,我们特别强调实验教学与理论教学的结合。只有掌握了理论知识,才有能力进行实验研究,才能保障实验研究的顺利完成;同时,通过研究型实验教学,对理论知识的学习进行巩固和拓展,还可以不断开拓学生的知识面。
研究型实验教学的内容部分来源于教师的科学研究,有些直接取自教师的科研课题,因此我们注重研究型实验教学与科学研究的结合。通过加强科学研究,促进研究型实验教学;通过开展研究型实验教学,奠定科学研究的基础。在二者融合的基础上,达到提高学生能力水平、综合素质和提高教师学术水平、教学水平的双赢。
知识来源于实践,任何认知活动都不能脱离实践。研究型实验教学作为一种认知活动,必然、必须与工程实践相结合。1)工程实践可以为实验教学提供有价值、有意义的研究内容;2)通过实验研究,可以解决工程实践中出现的问题。
2.2开放性和自主性的研究型实验教学
研究型实验教学具有开放性和自主性的特点。研究型实验教学的开放性体现在整个实验教学体系包括实验内容、实验方法、实验运行、实验评价等多方位的开放,特别是实验内容,不再是传统实验教学中课本上的实验内容,而是根据工程实践、学科发展、科学研究、教研课题等来确定,甚至学生自己也可以提出实验内容而加以实施,并且实验内容可以根据需要废止、更新。研究型实验教学的自主性则体现在实验教学过程中,突出了学生的主体地位。在研究型实验教学中,学生是主体,学生根据自己的兴趣爱好选择甚至自主确定实验研究内容,自主组建研究团队,自主设计研究方案,自主实施研究过程,而指导教师的作用只是引导和启发。这种自主性的学习充分调动了学生学习的积极性,充分发挥了学生的主观能动性,最大限度发掘学生潜力。
3研究型实验教学的内容
实验内容是实验教学体系的核心,实验内容的好坏直接决定着实验教学质量的好坏。遵循科学性、实践性、可行性的原则,我们确立了若干实验项目(部分实验项目见图1)作为研究型实验教学的内容。我们在确定这些实验项目时,要求项目内容与相关学科前沿发展紧密相关,具有一定的科学性,还必须考虑到工程实践的实际需求,具有一定的实践性,同时适合本科生的知识结构范围,能够在实验室开展研究,具有一定的可行性。
这些实验项目主要来源于四个方面:1)结合教师的科研课题而确定的研究内容,2)考虑到工程实践的需要而进行的模拟研究,3)学生基于学习的兴趣而自主确定的内容,4)对理论知识的深化探讨而进行的研究。
研究型实验教学的内容是一个开放的体系,我们会根据实际情况、结合教学实践对实验内容作出调整、更新,不断完善实验内容,以提高研究型实验教学的质量,使之更契合培养实践能力和创新精神的目标要求。此外,我们将研究型实验教学的部分实验内容与学校的SRT项目、浙江省的大学生科技创新项目和新苗人才计划项目等结合起来,在更高的平台上开展研究型实验教学。
图1研究型实验教学内容
4研究型实验教学的实施
4.1实施条件
研究型实验教学对实验教学队伍、实验室硬件条件、实验室开放管理等提出了更高的要求,并且需要相应的经费支持和必要的政策激励。首先,研究型实验教学需要一支高水平的实验教学队伍。为此,学院制定相应的政策,鼓励高水平教师投入研究型实验教学工作,建立一支教学与科研并重、理论教学和实验教学互通的学术水平高,教学科研能力强、热爱实验教学的实验教学队伍。同时,建立科学有效的实验教师培养培训制度,加强实验教师的业务培训与交流学习,培养一支实践经验丰富,熟悉实验技术,勇于创新的实验教学队伍。其次,研究型实验教学需要一些必备的仪器设备。在学校实验室建设资金的支持下,实验室购买了一些从事试验研究的设备,比如疲劳试验机、大吨位的压力试验机、动态应变采集系统、混凝土冻融试验机等,以满足研究型实验教学的需要。再次,研究型实验教学没有固定的时间和模式,对实验室的开放管理提出更高要求,学校制定了实验室的开放管理办法,保证研究型实验教学的正常实施。最后,研究型实验教学需要一定的经费支持和必要的政策激励。学院从专门的实践经费和实验运行费划出部分支持研究型实验教学,并且制定专门的政策鼓励教师从事研究型实验教学,给予工作量和科研分的奖励,激励学生积极参与实验教学,给予创新学分和非学业加分的奖励。
4.2实施过程
研究型实验教学的实施过程如下(图2):
图2研究型实验教学的实施过程
在研究型实验教学的实施过程中,我们特别强调学生在申请研究项目时,必须做充分的准备工作,要求学生在查阅相关文献资料的基础上,对研究的内容有基本的了解,同时具备必需的基本理论知识和专业知识。另外,对于研究方案不完善的必须完善方案后才能进入实施环节,对于试验数据不理想的必须补充试验,对于试验失败的允许重新设计研究方案再实施。试验结束后,我们鼓励学生在学术期刊上公开发表研究论文。
4.3研究型实验教学的运行管理
利用现代网络技术,结合校园网的便利,我们开发了研究型实验教学管理平台(图3)进行教学管理。同时,由于研究型实验教学的开放性和自主性,给实验教学的实施带来诸多不确定性,为保证实验教学的顺利实施,在实施过程中,我们逐步摸索、总结出一些运行管理方法。
图3 研究型实验教学管理平台
1)实验项目管理法。研究型实验教学以实验项目为单位进行,在进行的过程中,我们对实验项目进行管理。实验项目的申请、运行、结项、评价,都以实验项目为目标进行集中管理,不对项目组成员进行个别管理。而项目组内部的管理则由项目负责人负责,按照实验项目的目标和要求进行。
2)指导教师管理法。研究型实验教学的每一个实验项目都确定了相应的指导教师,一旦实验项目开始实施,指导教师管理责任就开始确立。由指导教师管理实验项目,更容易保证研究型实验教学的质量。
3)大型设备管理法。按照学校大型仪器设备的管理制度,每台大型仪器都配有专门的管理责任人和熟悉仪器性能、操作的技术团队,很多研究型实验教学的实施都需要用到大型仪器设备,比如电液伺服疲劳试验机、压力试验机、万能材料试验机等,所以我们结合大型仪器设备的管理和使用来进行研究型实验项目的管理。对每台大型仪器设备开设的实验项目集中管理,既能避免大型设备使用不当给实验项目实施带来的影响,又能充分提高大型设备的利用效率。
为保证研究型实验教学的质量,我们对实验教学的实施过程进行适当监控,要求每个实验项目做到前期准备充分、中期抽查完善、后期总结评价,以期建立“制度完善、责任明确、过程与目标并重”的运行与管理制度。
5研究型实验教学的评价
检验教学质量,教学评价必不可少。我们在进行研究型实验教学的教学评价时,否定“一次性”的评价方式,允许失败,鼓励学生从失败中汲取经验、教训,通过多次实验达到目标。同时,特别注意以下几点:
1)注重过程、强调创新、兼顾结果。过程决定结果,如果过程的质量难以保证,结果的质量可想而知,所以在实验教学评价中,我们注重过程评价,将实验教学的各个过程环节纳入到我们的评价范围,通过强化过程评价来保证过程质量,从未保证结果质量。研究型实验教学中,鼓励学生在自主选题到撰写研究报告的各个阶段,发现新的问题并提出解决的办法,让学生会操作、会分析、会改进、会创新,培养学生的创新精神,而学生所体现出来的创新精神成为我们评价实验教学质量的标准之一。研究型实验教学的结果形式之一是学生撰写的研究报告,这也是学生试验研究的成果和学生各种能力的综合体现。在实验教学评价中,我们也把学生的研究报告作为评价对象来衡量实验教学质量,但不会以研究报告作为唯一标准。
2)注重主观和客观的结合。教学过程是学生学习、提高的过程,也是主客观因素相结合的过程,其中必定会体现出学生一些主观层面的东西,比如吃苦耐劳的精神,合作与团队精神,自我学习的积极性、主动性等。我们在注重客观的同时,将这些主观的因素也纳入到实验教学评价的范围内。
3)注重自我评价。研究型实验教学中,学生的自主性较强,在教学评价环节我们也体现了自主性,鼓励学生进行自我评价,但注意避免自我评价过于主观、偏离客观情况。结合学生的切身体会进行自我评价,学生能更好的总结研究过程中的得与失,自我认识更加深刻,可以促进学生积极、主动、有目的地学习。
6结语
研究型实验教学可以变被动的接受知识为主动的探索知识,让学生享受学习的乐趣,体会学习的成就感,虽然在实践中存在诸多不足,需要逐步完善,但作为一种实验教学模式,它在培养学生实践能力和创新精神、提高学生综合素质方面无疑是卓有成效的,也受到了学生的普遍欢迎。同时,研究型实验教学以学生为主体,充分体现了“以人为本”的教育理念,值得我们在实验教学中大力推广,更好的发挥实验教学在应用型人才培养中的重要作用。
基金项目:嘉兴学院教改项目(85150919)
参考文献
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