大力推進(jìn)教育創(chuàng)新深化教學(xué)質(zhì)量工程培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才

1、實驗教學(xué)模式創(chuàng)新的研究與實踐東南大學(xué) 熊宏齊2011年12月18日?深圳,報 告 提 綱,對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素研究開放實驗教學(xué)體系案例：東南大學(xué)實驗教學(xué)體系教學(xué)模式改革案例：新生引導(dǎo)性實驗實踐課程,對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,實驗教學(xué)的概念,實驗教學(xué)是指學(xué)生利用儀器設(shè)備，在人為控制條件下，引起實驗對象或現(xiàn)象的變化，通過觀察、測定、分析、綜合、設(shè)計等獲得知識、發(fā)展

2、能力、養(yǎng)成素質(zhì)的教學(xué)活動。 啟始階段，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，通過基本操作訓(xùn)練，掌握基本知識、基本方法和基本技能。隨著教學(xué)進(jìn)程的不斷深入，學(xué)生主動實驗的意識逐步增強，自主實驗的要求不斷提高，實驗教學(xué)活動逐漸轉(zhuǎn)變到學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，自己控制實驗過程，自主分析實驗結(jié)果，系統(tǒng)撰寫實驗報告的高級階段。,,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,歐美學(xué)生中小學(xué)時期的實踐教學(xué)從小學(xué)開始修讀木工課、縫紉課、烹飪課、自然科學(xué)相關(guān)實驗課，

3、主動建構(gòu)知識與技能。中國學(xué)生中學(xué)時期的實驗教學(xué)課堂觀看老師做演示實驗；通過統(tǒng)一安排，到實驗室自己驗證課本知識，創(chuàng)新實踐少。中歐大學(xué)生學(xué)習(xí)成績差異歐洲學(xué)生的實驗課成績、主動建構(gòu)知識的能力、實踐技能普遍優(yōu)于中國留學(xué)生；中國留學(xué)生的理論課成績普遍優(yōu)于歐洲學(xué)生。,中外學(xué)生實驗實踐教學(xué)差異,,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,應(yīng)變革教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。讓學(xué)生自主營造營造以學(xué)生為中心的大學(xué)教學(xué)文化，引導(dǎo)學(xué)生

4、的學(xué)習(xí)模式盡早從中學(xué)向大學(xué)轉(zhuǎn)變。讓學(xué)生自主體驗體驗以問題為切入點、以實驗為解決問題的途徑。讓學(xué)生自主建構(gòu)建構(gòu)知識、增長技能、發(fā)展能力。,中國得大學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)該如何變革？,,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)大學(xué)的開放環(huán)境。學(xué)生自主來實驗室做實驗、參與課題。進(jìn)而學(xué)生自主提出問題、自主設(shè)計課題、自主解決問題。學(xué)生習(xí)得促進(jìn)自我發(fā)展的學(xué)習(xí)方法，通過主動建構(gòu)知識、養(yǎng)成素質(zhì)，促進(jìn)自我和諧發(fā)展和科學(xué)發(fā)展。,,中國

5、得大學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)該如何變革？,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,,關(guān)于創(chuàng)新,對學(xué)生而言，大部分的創(chuàng)新只是發(fā)現(xiàn)了自己過去不知道的事實。因此，實驗教學(xué)固然要幫助學(xué)生將來成就偉大的創(chuàng)新，但主要任務(wù)是要使學(xué)生體驗到創(chuàng)新的快樂和自信，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，并創(chuàng)造條件使這種可貴的品質(zhì)保持下去，鼓勵學(xué)生持續(xù)性地把發(fā)現(xiàn)的“新”深究下去，培養(yǎng)他們創(chuàng)新的能力，這才是創(chuàng)新性實驗教學(xué)的本真目的。 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入大學(xué)實驗教學(xué)的每個環(huán)節(jié)、

6、每個實驗（包括基本實驗）。,,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,實驗教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識學(xué)生創(chuàng)新意識，是在基本技能訓(xùn)練基礎(chǔ)上，隨著實驗過程中新現(xiàn)象的不斷出現(xiàn)，學(xué)習(xí)興趣的不斷濃厚、求知欲的不斷提高和好奇心的不斷強化而被激發(fā)的。實驗教學(xué)既對理論教育中較為抽象的、難以被學(xué)生理解的知識點進(jìn)行檢驗和印證，解決了理論教育的不足，更為重要的是由此激發(fā)了學(xué)生的興趣和求知欲，是培養(yǎng)學(xué)

7、生在承傳與創(chuàng)新、規(guī)范與突破、發(fā)展與改革、理論聯(lián)系實際、獨立思考與交流借鑒相結(jié)合的過程中激發(fā)和強化創(chuàng)新意識的有效途徑，是開啟學(xué)生健全心智的“金鑰匙”。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,實驗教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維學(xué)生在實驗活動中，手、耳、眼、腦都得到充分利用，觸、視、聽、嗅等多種功能共同參與，通過使用儀器、記錄、測試數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告等環(huán)節(jié)，親身體驗實驗的全過程。實驗的過程，不僅需要動手操作、感官觀察，還需要學(xué)

8、生充分調(diào)動自己的思維去想象、思考、推測結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生從實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并利用所積累的理論和實踐知識解決問題，為創(chuàng)新思維的拓展提供了必要的條件。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,實驗教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)增長學(xué)生的創(chuàng)新技能實驗教學(xué)相對理論教學(xué)，更具有直觀性、實踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性，是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)實驗方法與技能、提高學(xué)生綜合素質(zhì)、動手能力與創(chuàng)新能力的主要手段。學(xué)生在實驗過程中，能驗證和鞏固在課堂上學(xué)到的理論

9、知識，掌握嚴(yán)謹(jǐn)、扎實的實驗技能和一套完整的實驗方法。學(xué)生的觀察能力、操作能力、思維能力都會逐步提高。同時學(xué)生在實驗中要選擇、安裝和調(diào)試實驗儀器、設(shè)計實驗方案、測量和記錄數(shù)據(jù)、排除實驗故障，這些操作過程可以使學(xué)生的創(chuàng)新技能得到充分發(fā)展。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,實驗教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)涵養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新品格學(xué)生在設(shè)計實驗方案、實施實驗步驟、分析實驗結(jié)果的過程中，會遇到各種各樣的困難，這就要求學(xué)生開闊思路，反復(fù)修改實驗方案和

10、屢次嘗試新的實驗方法，直至得到正確的實驗結(jié)果?？茖W(xué)實驗的過程是不斷積累經(jīng)驗、不斷探索的過程。無論是探索性實驗還是驗證性實驗，都不會一帆風(fēng)順，只有不斷地重復(fù)，甚至是失誤，付出大量時間和勞動，才能得到期望的結(jié)果。這無疑鍛煉和培養(yǎng)了學(xué)生不畏艱難、堅韌不拔的勇氣和毅力，積極探索、勇于創(chuàng)新的精神。而這又恰是創(chuàng)新人才所必備的品格。實驗中訓(xùn)練出的自信、自律和責(zé)任感，則是推動學(xué)生繼續(xù)創(chuàng)新的強大的情感力量。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,,

11、關(guān)于開放：主體與基本要素,實驗室開放的主體學(xué)生想做的實驗都在實驗室來完成。實驗室有條件保證學(xué)生完成各類實驗。實驗室開放的基本要素內(nèi)容、時間、空間、儀器設(shè)備、指導(dǎo)模式等。,,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,,關(guān)于開放：實施載體,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,,實驗項目類型及其“開放內(nèi)稟性”實驗室的開放關(guān)鍵是實驗教學(xué)內(nèi)容的開放。不同的實驗項目類型具有不同的“開放內(nèi)稟性”。實驗室開放的重要評判標(biāo)準(zhǔn)：各類實

12、驗項目的比例。各類實驗項目的利用率。,關(guān)于開放：評判標(biāo)準(zhǔn),,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,基礎(chǔ)練習(xí)型實驗承擔(dān)的認(rèn)知任務(wù)是“了解”和“理解”。是檢驗課程中某單一理論或者原理的驗證性實驗，或是練習(xí)基本實驗方法、基本操作技能等的實驗。其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本認(rèn)知能力。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,綜合設(shè)計型實驗承擔(dān)的認(rèn)知任務(wù)是“應(yīng)用”和“綜合”。包括綜合性實驗和設(shè)計性實驗。綜合性實驗利用多門課程或多個

13、原理及概念，通過一種或多種實驗方法實現(xiàn)給定的實驗?zāi)康?。通過實驗內(nèi)容、方法、手段的綜合，培養(yǎng)綜合考慮問題的思維方式，運用綜合的方法、手段分析問題、解決問題，達(dá)到能力、素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,綜合設(shè)計型實驗承擔(dān)的認(rèn)知任務(wù)是“應(yīng)用”和“綜合”。包括綜合性實驗和設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒灄l件，自己設(shè)計實驗方案、選擇實驗方法、選擇實驗器材、擬定實驗操作程序，自己完成并對實驗

14、結(jié)果進(jìn)行分析處理的實驗，實驗結(jié)果具有定向性。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主研究、綜合運用知識的能力和組織能力。,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,研究探索型實驗承擔(dān)的認(rèn)知任務(wù)是“研究”包括對新理論的研究，對實驗方法、技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。自主立項，或直接參與教師的科研項目。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立自主地完成實驗。實驗結(jié)果具有非定向性。是綜合設(shè)計型實驗的范疇。激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新欲望、培養(yǎng)學(xué)生研究興趣和創(chuàng)新能力。,一、對實驗教學(xué)的“開放

15、”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,,關(guān)于開放：實驗項目對開放的要求,一、對實驗教學(xué)的“開放”和“創(chuàng)新”的認(rèn)識,突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,一級要素 4 、二級要素 12 、建設(shè)點 27,實驗教學(xué)要素之1：教學(xué)理念,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗教學(xué)要素之2：課程體系,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗教學(xué)要素之2：課程體系,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗教學(xué)要素之3：教學(xué)內(nèi)容,二、突出

16、學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗教學(xué)要素之4：教學(xué)研究,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗教學(xué)要素之5：教學(xué)效果,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗隊伍要素之1：隊伍結(jié)構(gòu),二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,實驗隊伍要素之2：融合模式,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,管理模式之2：學(xué)科管理,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,管理模式之2：信息平臺,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,設(shè)備環(huán)境之1：儀器設(shè)備,二、突出學(xué)生

17、主體的實驗教學(xué)核心要素,設(shè)備環(huán)境之2：政策機制,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,設(shè)備環(huán)境之3：環(huán)境安全,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,,實驗室布局方式：以人為本,“人員—設(shè)備—環(huán)境”三者最佳的匹配、提高工作效率,二、突出學(xué)生主體的實驗教學(xué)核心要素,開放實驗教學(xué)體系案例： —— 東南大學(xué)實驗教學(xué)體系,（2009年獲國家教學(xué)成果一等獎）,教學(xué)模式改革案例： ——《新生引導(dǎo)性實驗實踐課程》,（201

18、0年獲國家精品課程稱號）,《新生引導(dǎo)性實驗實踐課程》教學(xué)安排,四、教學(xué)模式改革案例：新生引導(dǎo)性實驗實踐課程,預(yù)備性物理實驗的管理模式,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理過程課程與學(xué)習(xí)方法介紹學(xué)生中學(xué)物理實驗基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)測評網(wǎng)絡(luò)選課課前網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)課堂網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)教學(xué)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理與評判成績網(wǎng)絡(luò)管理課后網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課外網(wǎng)上交流,實施效果每年計劃建議400人選修4個實驗其余可以選修0-3個實驗實際選修情況1999年：1355人2000年：1654

19、人2001年：1988人2002年：1850人2003年：2500人2004年：2300人2005-2010年：約2600人／年（占理工學(xué)生的90%左右）,四、教學(xué)模式改革案例：新生引導(dǎo)性實驗實踐課程,學(xué)生選修預(yù)備性物理實驗的情況,四、教學(xué)模式改革案例：新生引導(dǎo)性實驗實踐課程,預(yù)備性物理實驗教學(xué)啟示,教學(xué)效果提高了物理實驗課程的教學(xué)起點引入基于問題的教學(xué)模式，帶動后續(xù)課程的學(xué)習(xí)突出早，開創(chuàng)工科大學(xué)新生進(jìn)入物理實驗室自主