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【摘要】本文重点阐述了实验教学工作的重要意义,树立了专业实验室建设和发展必须坚持学生知识、能力、素质协调发展的理念,构建了培养学生创新、创业能力的分层次、多种教学模式的实验教学体系,明确了强化实验仪器设备管理、高水平的师资队伍建设是实验教学质量的保证。
【关键词】轻化工程专业实验教学实验教学体系创新、创业能力教学质量建设和发展
【中图分类号】G482【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)04-0092-02
进入21世纪,如何通过教学实践开发受教育者自身潜能来提高人才素质,培养其创新性思维、创新意识、创新能力、创业能力,是当前高等教育教学改革的热点问题。高校实验教学是培养学生实践能力、创新能力、创业能力,提高综合素质的重要环节。建设和管理实验室,不断采取措施提高实验教学质量,培养和提高学生的创新、创业能力,提高素质,是当前高校迫切需要解决的问题。基于创业、创新,创业型人才的特征,实践教育和第二课堂教育将在人才培养中发挥更为重要的作用。我校是一所新建本科院校,轻化工程专业是湖南省重点专业,也是湖南省特色专业,如何使轻化工程专业实验室的建设和发展适应科学技术的发展、社会的发展、人才培养模式的要求,是我校教育工作者必须深入思考的问题。探索一条特色鲜明、行之有效的轻化工程专业实验室建设和发展的道路,是我们必须努力作的一项工作。本文结合作者20多年的教学和科研,提出一些粗见,以抛砖引玉。
一、提高认识,明确实验教学工作的重要意义。
1.实验研究是科学发明创造的母体和平台
近代自然科学的产生是以实验科学的产生为标志的。科学研究有两个方面,一是实验研究,二是理论演绎和预测。实验是理论确立的前提和基础,为理论的确立提供依据。科学发展的历史证明,科学理论的发现、形成和发展都要通过实验研究来实现,重大的发明创造都源于实践和实验。从伽利略的自由落体运动定律、牛顿的科学思想体系、巴斯德的微生物学到20世纪航空航天、微电子技术等科学领域的全面发展,乃至21世纪迅猛发展的生命科学、环保科学、纳米技术等无不借助实验、模拟技术来实现。因此我们必须首先让学生了解实验研究的重要性,从而树立起正确的科学实验的学习观。
2.实验教学是高等教育教学的重要组成部分
高等学校具有人才培养、科学研究和社会服务三大功能,高校功能的实现和实验教学是分不开的。人才培养靠课堂教学和实践教学;科学研究离不开实验室;社会服务的科研成果,也是通过实验室孵化、初步转化,再向社会提供的。可见,实验教学对支持大学的三大功能起到了重要作用。
要让学生清晰地知道,实验教学在高校人才培养中具有重要意义。相对于理论教学,实验教学具有直观性、综合性、探索性和启发性等特点,起着理论课教学和其他教学环节难以替代的作用。理论上可以告诉学生结果,而实验则教给学生用实验方法自己去发现规律。实验的过程就是培养学生观察、分析和判断能力,以及设计、组织、应用等综合能力的过程,有助于学生创新意识和创新能力的形成。实验教学是创造性的教学,是培养创新人才的重要途径。
同时也要让实验指导教师知道,实验教学还有利于教师能力素质的提高。教师借助实验室上课、搞科研,提高了动手能力、独立科研能力和指导学生的实际教学能力。从学科科研角度讲,同一学科方向的教师共同通过实验室工作产生了科学数据和成果,培养了教师的协作能力和团队精神。
3.实验教学是专业特色、教学内涵建设的重点
从领导、教师、学生在思想上应有统一的认识,对于以培养“厚基础、宽口径、强实践、能创新”的应用型人才为目标的新建本科院校,应用型本科人才培养的核心就是要突出实践,强化应用,既要注重和加强基础理论的教学,拓宽学生的知识面,为学生的可持续发展打下坚实的理论基础,又要特别注意学生动手能力、应用能力、创新能力、创业能力的培养及训练。实验室和实验教学是应用型人才培养的一个重要支撑。通过实验教学,学生运用理论,设计实验方式与内容,动手操作,观察实验现象,得出科学数据和结果,由此使学生的科学思想、方法和实践、应用、创新能力得以有效的锻炼。实验教学是教学内涵建设的重点,专业特色之所在。
二、坚持先进的教育理念,构建实验教学新体系
1.改革的指导思想
在专业实验课程教学改革中,要坚持以“以人为本”和培养学生知识、能力、素质协调发展的教育理念为指导,以提高教育教学质量为宗旨,以培养高素质具有创新、创业能力的轻化工程人才为目标,积极探索基于高素质创新、创业型人才培养的教学内容和课程体系、教学改革与课程建设,建设高水平实验室,构建专业实验教学新体系。
2.改革思路
坚持可持续发展教学的改革思路,将教学改革、师资队伍建设和管理改革作为可持续发展教学的关键,全方位地进行专业实验室的建设与改革。
3.构建实验教学新体系
对专业实验教学体系进行总体优化设计,实验教学内容统一考虑,实验教学不断线,努力把培养学生能力结构的总体目标分解到不同阶段,采取不同的方式来实现,建立知识和能力并重的新型实验教学体系。在时间上,新型实验教学体系仍然根据教学年安排,在知识结构上,按照专业教学的基本规律设置,但将实验教学分解为三个层面和三个阶段,三个层面——基础性验证实验、设计性综合实验、研究性创新实验。
基础性验证实验以基本技能训练为主,培养学生科学实验的基本方法和动手能力。项目的设置以验证性实验为主,适当增加趣味性,调动学生学习的积极性。实验报告包括实验的目的、实验原理、内容、要求、步骤、数据、公式、表格等。本层面实验项目重在学知识,激发学生对实验的兴趣和潜在的创新意识,为进入设计性综合实验打下坚实的基础。基础性验证实验一般是实验教材是所列实验项目。
设计性综合实验是综合了现代科技发展的新知识、新技术和新方法的实验,以实验设计能力和综合应用能力训练为主,提高学生的知识综合应用并启发其创造性思维能力。旨在培养学生综合应用某门课程和与之相关的课程的基本知识与技能,提高分析问题、解决问题的能力。课题一般源于课本又高于课本,开拓学生的视野,激发学生的潜能,并对学科发展的前沿有一定的了解,形成本专业就业的基本素质和基本技能,培养和提高创新、创业能力。设计性综合实验可在学完某门专业课后进行,如设计一种织物的染色工艺流程,也可在学完整个专业课后进行,如竹纤维织物印染加工工艺流程的设计。织物、工艺的选择要求不完全或完全不是教材中的,这就要求学生广泛查阅相关专业资料,综合所学知识,设计多种实验方案,通过大量实验,最后优选出最佳方案。在实验方案的设计、整个实验过程中,学生会遇到许多意想不到的、理论学习中没有的问题,促使学生积极主动思考、分析问题、解决问题,学生的创新思维、创新、创业能力得到培养和提高。在实验教学中,应及时将教师科研中有利于培养学生创新能力的部分转化为设计性综合实验。这类实验时间较长,一般为两个星期。
研究性创新实验主要为了培养学生的科研与创新能力。鼓励学生从科研项目、社会生产实践和教学改革中寻求研究课题,如学生的生产实习、挑战杯科技竞赛等,在课余时间到实验室进行独立的、探索性的、创造性的实验,或协助教师完成科研课题的实验设计和操作。通过独立选题、独立研究、独立设计、独立操作、独立分析和独立思考,实现自主学习、自由发挥、自主创新,施展个人才能和组织能力,培养创新意识,提高创新、创业能力,为未来的就业和工作竞争奠定基础,实现个人素质的可持续发展。这类实验一般以第二课堂科技活动形式或毕业论文形式进行,可分散于一个学期或整个专业课的学习中。
三、实行多种教学模式,加强创新能力培养。
在教学方法上,开展启发探索式教学、探索研究式教学,鼓励学生独立思考问题,锻炼学生的创新性思维。对基础性验证实验,要求必做,采取传统的教学模式;对设计性综合实验和研究性创新实验,实行开放式实验教学模式,教师给出多个实验项目,以必选、自选和课外科技活动3种方式对学生开放,使学生在实验活动中由被动变为主动,根据自己的兴趣选择实验题目,由“要我做实验”变为“我要做实验”,有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的自理能力和创新能力,同时给学生提供了独立活动的空间。教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目,允许失败,最后以小论文的形式发表和研讨。特别是在实验失败后,学生可以重新选择实验,修改实验方案、重新做实验,自己设计实验方案、对实验进行深入研究,实验报告可以写成论文形式,也可以写成英文等。
实行开放式实验教学模式,不仅是仪器设备与时间概念上的开放,更是指实验课程、实验项目、研究课题的开放。实验室的所有实验项目,包括必选项目、自选项目、教师科研课题等均在院实验教学网站上公布。开放是主旋律,但开放不等于放任,必须进行规范化管理,院实验教学中心要制定实验室开放相应的管理制度,如进入实验室要申请、预约、登记等。开放实验室专人专管,仪器定期检查修理,保证质量。实验室运行经费除实验经费外,还应包括科研经费。规范化管理保障了开放实验室的良好运行。
在今后的建设过程中,可建立网上轻化工程专业实验预约系统、专业实验论坛、学生成绩管理系统,使之有一个完整的专业实验网络学习指导系统。
四、建设高水平师资队伍,保证实验教学质量。
结构合理、素质优良的实验技术队伍是高等院校实验室建设的关键因素之一,实验技术队伍是提高实验教学和实验室建设水平的重要前提和关键,尤其对于设计性综合实验和研究性创新实验,更需要高水平的教师队伍,无高水平的教师队伍,实验教学质量的提高无从谈起。在专业实验室的改革与建设中,要始终将师资队伍建设作为实验室建设工作的重中之重,最终形成一支科研能力强、教学水平高、热爱教学工作、结构合理、相对稳定的师资队伍。
实验教学为理论教学服务,理论教学为实验教学提供支撑。为提高实验教学质量,应明确要求教授和副教授参与实验指导,讲授理论课的专业教师均是实验指导教师,并且必须承担实验教学任务,参与专业实验室的建设、实验项目的设计及其它有关实验教学的技术工作。
五、强化设备管理
应强化实验仪器设备使用者的责任意识,落实管理职责,改革实验仪器设备管理方式,集中与分散管理相结合,专职与兼职管理相结合;明确实验仪器设备管理标准及作业规程,建立规范的运行机制;加强实验仪器设备的维修维护工作,提高实验设备的完好率和使用率,提高实验室的开放率,更新陈旧的实验教学仪器,购置现代化的染整仪器设备,以满足学生个性化的需要和教师科研的需要,开设高水平的实验。实验耗材等由实验室在每学期末提出购置计划,经院管理小组审核后交学校集中采购供应,有进出明细账。教学中还应加强对学生基本技能的培训,使仪器的使用更加规范,减少仪器的损坏。
六、结 语
在科学技术飞速发展,实行科教兴国、科技强国的今天,高校的实验室改革和建设任重而道远。我校轻化工程专业要办出自己的特色,在国内同类院校中处于先进地位,需要我们吸收国内外先进经验,在摸索中突破、前进,走具有鲜明特色、自主创新的道路,为培养高素质创新、创业人才而努力奋斗。
参考文献
1 刘建波.关于高等院校创新、创业型人才培养模式的探讨[J].淮坊学院学报,2008(2):145～147
2 田建国.关于21世纪创新型人才培养的思考[J].中国高教研究,2007(4):9～11
3 朱亚萍、余 志、何晓阳.立足改革创新,推进实验室可持续发展[J].实验室研究与探索,2005.24(4):101～103
4 吕敬堂.建设开放实验室,适应2l世纪人才培养需要[J].实验技术与管理,2005.22(1):132～133
5 孟庆繁.高素质创新型人才培养途径的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004.23(1):85～88
6 张潞英.开发研究性实验培养创新人才[J].实验室研究与探索,2006.23(9):1128～1130
【关键词】轻化工程专业实验教学实验教学体系创新、创业能力教学质量建设和发展
【中图分类号】G482【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)04-0092-02
进入21世纪,如何通过教学实践开发受教育者自身潜能来提高人才素质,培养其创新性思维、创新意识、创新能力、创业能力,是当前高等教育教学改革的热点问题。高校实验教学是培养学生实践能力、创新能力、创业能力,提高综合素质的重要环节。建设和管理实验室,不断采取措施提高实验教学质量,培养和提高学生的创新、创业能力,提高素质,是当前高校迫切需要解决的问题。基于创业、创新,创业型人才的特征,实践教育和第二课堂教育将在人才培养中发挥更为重要的作用。我校是一所新建本科院校,轻化工程专业是湖南省重点专业,也是湖南省特色专业,如何使轻化工程专业实验室的建设和发展适应科学技术的发展、社会的发展、人才培养模式的要求,是我校教育工作者必须深入思考的问题。探索一条特色鲜明、行之有效的轻化工程专业实验室建设和发展的道路,是我们必须努力作的一项工作。本文结合作者20多年的教学和科研,提出一些粗见,以抛砖引玉。
一、提高认识,明确实验教学工作的重要意义。
1.实验研究是科学发明创造的母体和平台
近代自然科学的产生是以实验科学的产生为标志的。科学研究有两个方面,一是实验研究,二是理论演绎和预测。实验是理论确立的前提和基础,为理论的确立提供依据。科学发展的历史证明,科学理论的发现、形成和发展都要通过实验研究来实现,重大的发明创造都源于实践和实验。从伽利略的自由落体运动定律、牛顿的科学思想体系、巴斯德的微生物学到20世纪航空航天、微电子技术等科学领域的全面发展,乃至21世纪迅猛发展的生命科学、环保科学、纳米技术等无不借助实验、模拟技术来实现。因此我们必须首先让学生了解实验研究的重要性,从而树立起正确的科学实验的学习观。
2.实验教学是高等教育教学的重要组成部分
高等学校具有人才培养、科学研究和社会服务三大功能,高校功能的实现和实验教学是分不开的。人才培养靠课堂教学和实践教学;科学研究离不开实验室;社会服务的科研成果,也是通过实验室孵化、初步转化,再向社会提供的。可见,实验教学对支持大学的三大功能起到了重要作用。
要让学生清晰地知道,实验教学在高校人才培养中具有重要意义。相对于理论教学,实验教学具有直观性、综合性、探索性和启发性等特点,起着理论课教学和其他教学环节难以替代的作用。理论上可以告诉学生结果,而实验则教给学生用实验方法自己去发现规律。实验的过程就是培养学生观察、分析和判断能力,以及设计、组织、应用等综合能力的过程,有助于学生创新意识和创新能力的形成。实验教学是创造性的教学,是培养创新人才的重要途径。
同时也要让实验指导教师知道,实验教学还有利于教师能力素质的提高。教师借助实验室上课、搞科研,提高了动手能力、独立科研能力和指导学生的实际教学能力。从学科科研角度讲,同一学科方向的教师共同通过实验室工作产生了科学数据和成果,培养了教师的协作能力和团队精神。
3.实验教学是专业特色、教学内涵建设的重点
从领导、教师、学生在思想上应有统一的认识,对于以培养“厚基础、宽口径、强实践、能创新”的应用型人才为目标的新建本科院校,应用型本科人才培养的核心就是要突出实践,强化应用,既要注重和加强基础理论的教学,拓宽学生的知识面,为学生的可持续发展打下坚实的理论基础,又要特别注意学生动手能力、应用能力、创新能力、创业能力的培养及训练。实验室和实验教学是应用型人才培养的一个重要支撑。通过实验教学,学生运用理论,设计实验方式与内容,动手操作,观察实验现象,得出科学数据和结果,由此使学生的科学思想、方法和实践、应用、创新能力得以有效的锻炼。实验教学是教学内涵建设的重点,专业特色之所在。
二、坚持先进的教育理念,构建实验教学新体系
1.改革的指导思想
在专业实验课程教学改革中,要坚持以“以人为本”和培养学生知识、能力、素质协调发展的教育理念为指导,以提高教育教学质量为宗旨,以培养高素质具有创新、创业能力的轻化工程人才为目标,积极探索基于高素质创新、创业型人才培养的教学内容和课程体系、教学改革与课程建设,建设高水平实验室,构建专业实验教学新体系。
2.改革思路
坚持可持续发展教学的改革思路,将教学改革、师资队伍建设和管理改革作为可持续发展教学的关键,全方位地进行专业实验室的建设与改革。
3.构建实验教学新体系
对专业实验教学体系进行总体优化设计,实验教学内容统一考虑,实验教学不断线,努力把培养学生能力结构的总体目标分解到不同阶段,采取不同的方式来实现,建立知识和能力并重的新型实验教学体系。在时间上,新型实验教学体系仍然根据教学年安排,在知识结构上,按照专业教学的基本规律设置,但将实验教学分解为三个层面和三个阶段,三个层面——基础性验证实验、设计性综合实验、研究性创新实验。
基础性验证实验以基本技能训练为主,培养学生科学实验的基本方法和动手能力。项目的设置以验证性实验为主,适当增加趣味性,调动学生学习的积极性。实验报告包括实验的目的、实验原理、内容、要求、步骤、数据、公式、表格等。本层面实验项目重在学知识,激发学生对实验的兴趣和潜在的创新意识,为进入设计性综合实验打下坚实的基础。基础性验证实验一般是实验教材是所列实验项目。
设计性综合实验是综合了现代科技发展的新知识、新技术和新方法的实验,以实验设计能力和综合应用能力训练为主,提高学生的知识综合应用并启发其创造性思维能力。旨在培养学生综合应用某门课程和与之相关的课程的基本知识与技能,提高分析问题、解决问题的能力。课题一般源于课本又高于课本,开拓学生的视野,激发学生的潜能,并对学科发展的前沿有一定的了解,形成本专业就业的基本素质和基本技能,培养和提高创新、创业能力。设计性综合实验可在学完某门专业课后进行,如设计一种织物的染色工艺流程,也可在学完整个专业课后进行,如竹纤维织物印染加工工艺流程的设计。织物、工艺的选择要求不完全或完全不是教材中的,这就要求学生广泛查阅相关专业资料,综合所学知识,设计多种实验方案,通过大量实验,最后优选出最佳方案。在实验方案的设计、整个实验过程中,学生会遇到许多意想不到的、理论学习中没有的问题,促使学生积极主动思考、分析问题、解决问题,学生的创新思维、创新、创业能力得到培养和提高。在实验教学中,应及时将教师科研中有利于培养学生创新能力的部分转化为设计性综合实验。这类实验时间较长,一般为两个星期。
研究性创新实验主要为了培养学生的科研与创新能力。鼓励学生从科研项目、社会生产实践和教学改革中寻求研究课题,如学生的生产实习、挑战杯科技竞赛等,在课余时间到实验室进行独立的、探索性的、创造性的实验,或协助教师完成科研课题的实验设计和操作。通过独立选题、独立研究、独立设计、独立操作、独立分析和独立思考,实现自主学习、自由发挥、自主创新,施展个人才能和组织能力,培养创新意识,提高创新、创业能力,为未来的就业和工作竞争奠定基础,实现个人素质的可持续发展。这类实验一般以第二课堂科技活动形式或毕业论文形式进行,可分散于一个学期或整个专业课的学习中。
三、实行多种教学模式,加强创新能力培养。
在教学方法上,开展启发探索式教学、探索研究式教学,鼓励学生独立思考问题,锻炼学生的创新性思维。对基础性验证实验,要求必做,采取传统的教学模式;对设计性综合实验和研究性创新实验,实行开放式实验教学模式,教师给出多个实验项目,以必选、自选和课外科技活动3种方式对学生开放,使学生在实验活动中由被动变为主动,根据自己的兴趣选择实验题目,由“要我做实验”变为“我要做实验”,有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的自理能力和创新能力,同时给学生提供了独立活动的空间。教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目,允许失败,最后以小论文的形式发表和研讨。特别是在实验失败后,学生可以重新选择实验,修改实验方案、重新做实验,自己设计实验方案、对实验进行深入研究,实验报告可以写成论文形式,也可以写成英文等。
实行开放式实验教学模式,不仅是仪器设备与时间概念上的开放,更是指实验课程、实验项目、研究课题的开放。实验室的所有实验项目,包括必选项目、自选项目、教师科研课题等均在院实验教学网站上公布。开放是主旋律,但开放不等于放任,必须进行规范化管理,院实验教学中心要制定实验室开放相应的管理制度,如进入实验室要申请、预约、登记等。开放实验室专人专管,仪器定期检查修理,保证质量。实验室运行经费除实验经费外,还应包括科研经费。规范化管理保障了开放实验室的良好运行。
在今后的建设过程中,可建立网上轻化工程专业实验预约系统、专业实验论坛、学生成绩管理系统,使之有一个完整的专业实验网络学习指导系统。
四、建设高水平师资队伍,保证实验教学质量。
结构合理、素质优良的实验技术队伍是高等院校实验室建设的关键因素之一,实验技术队伍是提高实验教学和实验室建设水平的重要前提和关键,尤其对于设计性综合实验和研究性创新实验,更需要高水平的教师队伍,无高水平的教师队伍,实验教学质量的提高无从谈起。在专业实验室的改革与建设中,要始终将师资队伍建设作为实验室建设工作的重中之重,最终形成一支科研能力强、教学水平高、热爱教学工作、结构合理、相对稳定的师资队伍。
实验教学为理论教学服务,理论教学为实验教学提供支撑。为提高实验教学质量,应明确要求教授和副教授参与实验指导,讲授理论课的专业教师均是实验指导教师,并且必须承担实验教学任务,参与专业实验室的建设、实验项目的设计及其它有关实验教学的技术工作。
五、强化设备管理
应强化实验仪器设备使用者的责任意识,落实管理职责,改革实验仪器设备管理方式,集中与分散管理相结合,专职与兼职管理相结合;明确实验仪器设备管理标准及作业规程,建立规范的运行机制;加强实验仪器设备的维修维护工作,提高实验设备的完好率和使用率,提高实验室的开放率,更新陈旧的实验教学仪器,购置现代化的染整仪器设备,以满足学生个性化的需要和教师科研的需要,开设高水平的实验。实验耗材等由实验室在每学期末提出购置计划,经院管理小组审核后交学校集中采购供应,有进出明细账。教学中还应加强对学生基本技能的培训,使仪器的使用更加规范,减少仪器的损坏。
六、结 语
在科学技术飞速发展,实行科教兴国、科技强国的今天,高校的实验室改革和建设任重而道远。我校轻化工程专业要办出自己的特色,在国内同类院校中处于先进地位,需要我们吸收国内外先进经验,在摸索中突破、前进,走具有鲜明特色、自主创新的道路,为培养高素质创新、创业人才而努力奋斗。
参考文献
1 刘建波.关于高等院校创新、创业型人才培养模式的探讨[J].淮坊学院学报,2008(2):145～147
2 田建国.关于21世纪创新型人才培养的思考[J].中国高教研究,2007(4):9～11
3 朱亚萍、余 志、何晓阳.立足改革创新,推进实验室可持续发展[J].实验室研究与探索,2005.24(4):101～103
4 吕敬堂.建设开放实验室,适应2l世纪人才培养需要[J].实验技术与管理,2005.22(1):132～133
5 孟庆繁.高素质创新型人才培养途径的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004.23(1):85～88
6 张潞英.开发研究性实验培养创新人才[J].实验室研究与探索,2006.23(9):1128～1130