实验教学模式与实验能力培养

实验教学模式与实验能力培养

摘要：开放式实验教学需要学生具有一定的理论知识和实验操作技能，在不同的培养阶段需要有不同的培养方式。为了让实验教育在实验能力培养方面起更大作用，对实验教学模式进行了改革。针对不同的培养目标，在基本技能培养阶段采用传统实验教学模式实行现场授课与指导，在综合实验技能培养阶段采用半开放实验教学模式实行指导、互动讨论，在创新能力培养阶段采用全开放实验教学模式实行只指导不讲授或开放式自主实践方法。通过不同的教学模式，并完善开放式实验教学的管理制度，取得了良好的教学效果。关键词：实验教学模式；传统实验教学；半开放实验教学；全开放实验教学；实验能力

中图分类号：g642.0？摇文献标志码：a？摇文章编号：

1674-9324（2013）14-0281-03

为促进学生创新能力培养，我们对本科教学实验体系进行了重构，建成了一个以传统实验教学—半开放实验教学—全开放实验教学为主线的立体型的实验教学体系。在不同的培养阶段采用不同的培养方式，在基本技能培养阶段采用传统实验教学模式实行现场授课与指导，在综合实验技能培养阶段采用半开放实验教学模式实行指导、互动讨论，在创新能力培养阶段采用全开放实验教学模式实行只指导不讲授或开放式自主实践方法。通过不同的教学模式，并完善开放式实验教学的管理制度，取得了良好的教学效果。

一、实验教学模式

1.针对基本技能培养的传统实验教学模式。传统的实验教学，强调基础性和系统性，要求学生在规定的时间内做规定的实验，采取现场授课与指导。有利于创新能力培养的开放实验。虽然摆脱了传统实验教学模式的束缚，学生可在开放性实验室中自主进行实验，但是否所有的学生都可以进入开放性实验室进行自主实验呢？如果不加以限制而让所有的学生都进入，由于其中有的学生没有掌握好基本的实验操作技能和实验原理，就有可能引发实验室安全事故，而且不在继承已有知识基础上的创新，往往是盲目的徒劳的创新。例如学生没有训练过rna的提取、反转录及pcr技术中的引物的设计、反应条件的摸索、反应产物的分析鉴定等一系列技术，要求学生对某基因转录水平的表达进行检测是很难取得成功的。因此，只有在学生掌握了基本的实验操作技能和实验原理后，才能进入开放性实验室进行更高层次的实验。开放性实验教学的基础还是传统实验教学，开放性实验教学模式不能完全取代传统实验教学模式，他们之间是一个互补的关系。

在基本实验方法和技能的训练方面传统实验教学起着不可替代的作用。创新实验教学必须安排必要的知识与基本技能的学习和训练，使学生具有实验所需的知识和技能，然后再注重学生的创新意识和创新能力的培养。传统实验教学模式，让学生验证、理解和巩固理论教学的内容，获得更加牢固的知识；同时通过实验得到实验技能的基本训练，培养实验技术和动手能力，激发起学生对实验的兴趣和潜在的创新意识，为进入设计性综合性实验打下坚实的基

础。

2.针对综合实验技能培养的半开放实验教学模式。学生在学完一门课程或几门内容相关的课程后，具有了较完整基础专业理论知识和最基本的实验操作技能，根据实验室条件可以设计系列综合性实验。综合性实验的内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段。通过系列实验和各种实验操作，综合运用多种类型的仪器，掌握各项实验技术与方法，培养学生综合应用所学知识的能力，使学生对所学知识真正做到融会贯通，充分发挥学生自己的主观能动性和科学的思维方式，培养他们独立分析问题和解决问题的能力。如在“动物营养与饲料科学”系列传统实验课程中我们让他们学习了样品的采集与制备、干物质测定、粗蛋白质测定（消化）、粗蛋白质测定（蒸馏）、粗脂肪测定、中性洗涤纤维测定、粗灰分测定、饲料中总磷测定、饲料中钙的测定、应用饲料配方系统设计蛋禽系列饲料配方、应用饲料配方系统设计肉禽系列饲料配方、应用饲料配方系统设计猪系列饲料配方、应用饲料配方系统设计水产系列饲料配方、应用饲料配方系统设计草食家畜系列饲料配方、饲料加工设备的认知、预混料加工、颗粒饲料制作、饲料变异系数测定等实验项目后，我们设置了“一种饲料资源进行营养价值评定”、“配制一种配合饲料，并对其营养价值进行评定”，“颗粒饲料加工工艺设计”、“不同加工工艺对饲料营养价值的影响”、“不同混合机、混合时间对混合均匀度的影响”等综合性实验项目。

在综合实验中采用指导、互动讨论的方法。实验时老师仅指出实

验的名称、实验目的和提供与本实验相关的实验仪器、药品等基本条件，由学生独立开展实验，老师只指导、进行互动讨论，最后对实验情况进行讲评。

针对综合实验技能培养的综合性实验，需充分发挥学生的主观能动性，以及由于实验时间较长、大型仪器台/套数的限制等原因就必须采用半开放实验教学模式。实验室通过书面或网络的形式公布实验的题目与具体要求，并规定每个实验的选修人数与每个学生选修实验的个数；学生根据实验要求与自己的兴趣来决定所选做的实验，然后再通过书面或网络的形式进行预约，实验室在规定的时间内向学生开放，学生可以根据自己预习的情况和其他课程上课情况灵活安排时间实验。

3.针对创新能力培养的全开放实验教学模式。经过综合实验技能训练，为培养学生的创新能力，实验室定期发布开放性、设计性实验项目。设计性实验项目类别有：探索性实验、课程论文、科研实践、srtp、查询与鉴定等。学生根据研究目标和实验条件，自行查阅相关资料，设计实验方案、实验内容和步骤，选择仪器设备，组装实验装置，配制药品和试剂，然后进行实验操作，观测实验现象，解决实验中出现的各种问题，书写实验报告，并对出现的可能结果给予一定的解释。通过设计性实验，使学生对科学研究的基本方法和程序有了一个清楚的认识和体验，有效调动了学生的主动性，既提高了他们的动手能力，又使他们养成了自主式、合作式、研究式、开放式的学习习惯，最终达到提高学生发现问题、提出问题、分析

问题和解决问题的能力，同时提高学生的团队协作能力。

针对创新能力培养的设计性实验，实验过程从头到尾都是学生自主决策的过程，强调学生主体的作用。形式灵活，须不受课时限制，可在不同的时段，或课内或课外完成。整个过程实行全开放式教学。创新性实验中进行只指导不讲授或开放式自主实践方法。为避免学生出现不切实际的实验设计方案，教师应对项目的可行性进行分析，使研究性实验难度适当，具有可操作性。

二、适应传统实验、半开放实验和全开放实验教学模式的实验教学管理体系

1.管理体系建设。一个良好的管理体系能使实验室和仪器设备保持高效的运转。经过几年的建设，实验室基本建成了一套基于“开放”的管理体系，适应传统实验教学模式、半开放实验教学模式和全开放实验教学模式。实验中心的所有仪器、设备和实验室除了承担传统实验教学的教学任务的时间外，所有本科生均可以免费使用实验中心的设备和实验室。

2.实验中心管理网站建设。为确保实验室的高效、有序的运转，更好地服务于本科教学，专门为实验室建设了一个管理网站。主要内容涵盖了物料管理、设备管理、实验教学管理、仪器设备开放管理、实验室预约管理等。这个网站除了发布实验室信息外，还具有较高程度的自动管理功能。如学生需进入实验室进行自主创新实验，必须通过安全考试，取得合格成绩之后才能预约仪器，当学生在预约仪器时，系统会自动显示使用说明供学生学习，学习之后系