（教育学原理专业论文）高等师范院校开放实验教学管理问题研究.pdf

东北师范大学硕士学位论文 时，也能让学生通过科学实验来认识自然规律，学习新知识。通过实验能使学生通过实 际操作、观察现象、测量数据、分析问题、排除故障、写实验报告等过程，培养学生的 实验技能，如观察能力、操作能力、思维能力、分析能力、创造能力、写作能力、组织 能力等。通过实验，培养学生实事求是、严谨的科学精神和认真负责、一丝不苟的工作 作风。实验在培养现代科学技术人才中有着极其重要的地位，它是科学理论的源泉，是 自然科学的根本，也是工程技术的基础。实验能力的培养关系到大学毕业生是否具备从 事科学技术工作的基本条件。对于高等师范院校学生来说，实验能力的培养，直接关系 到今后独立从事实验教学和科学研究的能力。正是因为实验在培养高级专门建设人才的 教育过程中具有十分重要的作用，所以实验教学在教学计划和教学大纲中，占用相当大 的作用。 2 实验教学和实验教学原则 ( 1 ) 实验教学 实验教学是实现培养目标的重要教学环节，实验室科学管理概论一书中指出： “实验教学是在教师指导下，使学生亲自动手运用实验手段，借助仪器设备，选择适当 技术方法、观察、探索自然现象的运动变化，从而获得感性知识，加深理解、进而揭示 实验对象的本质，培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力口3 。”因而实验教学是 培养学生创新能力、动手能力的主要方式，同时也培养学生理论联系实际的能力，使学 生逐步养成实事求是的科学思维和严谨的科学工作作风。 实验教学不同于一般的课堂理论教学，有其自身的特点和规律。实验教学的实践性 突出，综合性较强，知识面要求宽，并要不断更新知识和技术手段。实验教学是高等院 校教学活动过程中的一个十分重要的实践性教学环节，它对于坚持理论联系实际，增强 学生的知识积累，开发学生的智力，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养各类合 格的高级专门人才，起着关键作用。h 1 实验教学是在实验科学产生之后才发现的。开始，实验仅是一种人们探索未知，发 现科学真理的手段，是一种创造性的研究方法。由于科学的进步和教育的发展，人们逐 渐把实验作为验证知识、训练技能和培养能力的一种手段，引入到教学过程中来，形成 了实验教学这一重要教学环节。实验教学是高等学校教学过程中的一个十分重要的实践 性教学环节，它对于坚持理论联系实际，增加学生的知识积累，开发学生的智力，提高 学生分析问题和解决问题的能力，培养各类合格的高级专门人才，起着关键作用。总之， 实验教学是课堂理论教学或其它教学形式所不能代替也无法代替的教学过程。 ( 2 ) 实验教学的原则 所谓实验教学原则，就是在实验教学过程中必须遵循的基本要求和指导原则。它是 根据实验教学的特点、规律和教育的目的制定出来的，是实验教学规律和教育目的的具 体体现和直接反映。归纳起来实验教学过程中应掌握以下几方面原则： a 贯彻培养能力的原则 包括观察分析能力、实际操作能力、科学研究能力、组织管理能力、创新的意识和 创新的能力。 2 东北师范大学硕士学位论文 b 贯彻科学性与思想性相统一原则 实验教学的科学性主要是指：要依靠教育要“面向现代化，面向世界，面向未来 的方针和专业培养目标的要求确定课程体系和实验教学内容，要让学生学习最新的实验 技术和科学研究方法。实验教学要适合大学生的心里特征和实验教学特点。 实验教学的思想性主要指：在实验教学过程中，教师要高度注意对学生进行辩证唯 物主义教育，既通过实验教学让学生学习辩证唯物主义的观点，树立艰苦奋斗的献身精 神，养成实事求是、一丝不苟的严谨的科研作风，培养团结同志、密切合作的集体主义 思想品德。 c 贯彻系统性与循序渐进的原则 系统性与循序渐进相结合的原则，就是实验教学的内在系统性和学生认识能力发展 的循序性的对立统一规律在教学过程中的反映。这一原则要求在实验教学过程中必须遵 循下述的原理：即按照实验教学的内在逻辑系统性和学生智力发展的顺序性确定实验教 学内容、方式、方法，连贯地和循序渐进地引导学生掌握各学科的理论知识和实验技能 的完整体系。 d 贯彻少而精和因材施教原则 少而精，就是要求在实验教学过程中，正确处理数量与质量的关系。这里说的少而 精，是指在既定的有限的实验学时内，要做到精选实验教学内容，控制实验项目，提高 实验教学质量。 因材施教就是要求在实验教学过程中，正确处理一般与特殊的关系，要从实际出发， 承认差别，各别对待，使之各得其所。 e 贯彻实验教学手段的先进性与直观性原则 实验教学手段的先进性是指：要不断采用现代化的仪器设备，更新改革陈旧落后的 实验手段，提高实验项目的水平，以保证实验教学的质量。但是要防止盲目追求实验手 段的现代化、自动化，而忽视实验教学中直观性的倾向。 f 贯彻实验教学独立考核的原则 学生学习成绩的检查是教学过程中一个重要的组成部分，教师必须在实验教学过程 中，对学生的实验技能进行经常性、阶段性和总结性的独立考核、检查和评定，以便了 解情况，进一步有针对性的加强实验教学，不断提高实验教学质量。 g 贯彻实验教学与科学研究相结合原则 高等学校要培养各级高级专门人才，就必须把科学研究引入教学过程之中，使大学 生在校学习期间，就受到科学研究能力的初步训练，这就是教学与科研相结合原则的重 要所在。从科学研究在高等学校的重要性来看，教学与科研相结合这一原则的确立，相 对来说更具有本质的意义。 h 贯彻发挥学生自觉性、独立性和创造性原则畸3 实验教学过程，是在教师指导下师生双边活动的过程。为了培养学生的实验能力， 就必须启发学生自觉“以学为主”，发挥学生的独立性和创造性，亲自动手操作，使学 生处于主动积极的地位，这样才能取得良好的实验教学效果。 气 东北师范大学硕士学位论文 实验教学的意义及管理、哈尔滨工程大学马忠丽等撰写的高校开放性实验建设初探 和天津大学刘鸣等撰写的实行开放实验教学模式，培养学生创新探索精神等6 0 余 篇。以上文献不仅给本文的撰写提供了理论依据，同时也提供了在开放实验教学实际工 作中的方法和经验，还提出了开放实验教学中遇到的问题及解决思路。这对论文的撰写 提供了极大的帮助。 2 调查研究法 为掌握高等师范院校开放实验教学的实际情况，我选择了东北师范大学和华东师范 大学为调查对象。对东北师范大学的调查由于时间比较充裕，我进行了详细的调查。对 华东师范大学的调查是借出差的机会进行的，所以只做了简单的调查。为了使调查达到 预期的效果，调查前我制定了调查提纲，按照 x 东北师范大学硕士学位论文 美国大学鼓励学生参加各种形式的科技活动，同教师一起，参加某个课题的实验和 研究；鼓励学生到科研部门参加科研活动；利用假期到社会上去从事多种科研实践，让 学生真刀真枪地参与科研，并取得真实的科研成果。美国高校教师有目的地积极进行教 学仪器设备的开发工作，而且广泛地吸收学生参加，学生也非常乐意，因为这对于学生 今后在社会上就业将成为非常有利的经历，企业界也都十分重视学生的创新能力和实践 工作业绩。 美国大学实验考核方法多样化，注重学生能力的评价。课程的考核评分并不在该课 程全部结束时进行一次性考试，而是在教学整个过程中多次地、分散地进行。在实验考 核中教师一般都准备一套几个难度递增的实验项目，分成数次给学生，要求学生独立完 成，每个项目的考核成绩都占总成绩的一定比例。如果学生有创新性的设计和突出表现， 教师会单独给予加分，鼓励学生的创新精神。 他们对学生协同学习和集体解决问题的潜在能力给予充分肯定，但要求每一个学生 能完成所有的实验，而不是一个人只完成其中的一部分。在学生完成的实验报告上，可 明显看出来，如上交的实验报告中签上学生自己的姓名，不表示整个实验和实验报告是 学生本人独立完成。如果实验和实验报告的某些部分是集体完成的，在上交时就应在这 部分注明所有参加这部分工作学生的姓名。从另一个侧面可以看出，学生在学习过程中 对科学的严谨态度。旧1 ( 2 ) 英、法两国的大学的理论教学与实验教学相互独立。在内容安排、进度安排 等方面没有特别的考虑。实验教学一般都是在教师主持下、博士研究生辅助下安排进行 的。在法国，学生的基本实验技能训练主要在大学预科阶段进行，无论是理论课还是实 验课，都占有很大比重。有的学校在预科基础上继续开了要求更高的教学实验，以进一 步培养学生的实验技能和利用实验解决问题的能力。 英国高等学校实验教学与我们国内相近，如牛津大学。大一、大二学生的实验教学 主要在学校的实验室进行，对大一学生有预先安排好的实验内容和操作步骤，对大二以 至大三的学生，要求学生自己动脑设计实验的内容和程序。考核的办法是：每个学生必 须完成并达到一定的分数，修满学分为合格，否则为不合格，没有其它等级。在教学方 法上充分发挥学生的主动作用，学生必须认真预习，并参阅大量参考资料，提出实验方 案与教师讨论，教师不统一讲解。英、法两国学生做实验多为两人一组或多人一组，学 生之间相互帮助、互相讨论，深化对实验的理解。实验完成后立即写出实验报告。讲义 在原理部分写得详细，操作部分写得简单。现代化仪器设备、常规仪器设备与国内相近， 有些仪器设备的档次甚至比国内仪器设备略低，但是仪器的质量很高，稳定性好，故障 少，使用寿命长，达到实验的精度和要求，重点是突出原理性和直观性。 英、法两国的大学在实验教学中都注重学生思维方式和能力、创新意识和综合素质 的培养。对大二以上的学生开展开放式实验教学，自己动脑设计实验内容和程序，充分 发挥学生的主观能动性。英、法两国大学的实验讲义在原理部分写得详细，操作部分写 得简单，所以学生实验前必须认真预习。两国的大学实验室多为全天开放，从而保证了 学生有充满的实验时间。n 们 r 东北师范大学硕士学位论文 师的科研课题能吸收学生，学校支持教师立项，给以一定的资金支持，同时对于实验室 的技术人员在岗位津贴上也给以相应的优惠政策。在学生方面，配合创新实验大赛，学 校出台了相应奖励政策，比如：设立奖励基金，优秀生提前保研等等。良好的政策使得 创新实验室的建设得到了良好的发展。n 3 1 近些年国内多所高等师范院校也开展了开放实验教学，东北师范大学作为“2 1 1 重点大学，率先开展了开放实验教学的尝试，现已有物理实验中心、化学实验中心、生 物技术实验中心、环境科学实验中心和计算机实验中心等所属的9 0 多个基础实验室和 专业实验室以及创新实验室向本科生和研究生开放，并取得了较好的效果。 在开放实验教学的管理上，各校有都有自己的方法。由于开放实验教学涉及到实验 管理的多个方面，如实验课程的选择，开放时间及开放形式、人员配备、实验设备的合 理配置、实验经费的来源、实验教学质量的考核以及网络管理信息系统的开发等，所以 在这些方面还存在一些亟待解决的问题，这也是我们开展此项研究的目的所在。 ( 二) 开放实验教学与传统实验教学的比较 1 实验教学目的不同 传统的实验教学依附于理论教学，其教学目的主要是验证所学理论知识。而现代社 会要求高等教育不仅培养设计型和研究型人才，还要培养高新技术应用型人才。这种人 才不仅具有应用现代信息技术和其他高新技术的能力，而且还必须具有进行技术与设备 更新改造所需要的创新意识和创新能力。因此，开放式实验教学的目的是让学生在掌握 有关知识和技能的同时，获得较高的创新意识和能力，为将来投身知识经济建设打下坚 实的基础。 2 实验教学主体不同 传统实验教学强调共性发展，在实验教学中表现一个班的学生在同一时间做相同的 实验，上课时实验教师统一详细讲解，以保证学生“顺利”完成实验，学生则被动地接 受知识和技能，在实验指导教师预先设定的框子中被动地完成实验。开放式实验教学是 一种新型的以学生为教学主体的实验模式，其实验类型可分为：验证性、综合性、设计 性等多种，并向学生开放，学生可对不同类型的实验进行选择，充分发挥学生的主观能 动性及个性的发展，而实验指导教师则处于为实验教学服务的主导位置，通过他们的启 发式导学，激发学生的兴趣，提高学生的学习积极性，并全面了解和掌握学生实验的整 体情况，对学生的实验过程、实验质量和实验结果做出及时、客观和公正的评价。这种 实验教学从简单的演示、验证性逐步转化为设计型、创造型，从而培养了学生独立思考 和解决问题的能力，培养学生的创新精神，以及在共同完成任务过程中的集体协作意识。 3 实验教材不同 传统的实验教材因受传统观念制约和出版周期的限制，其内容往往滞后于新知识和 新技术的产生。同时，这些教材把实验原理、步骤，甚至某些实验现象都写得一清二楚， 使学生失去了想象和思维的空间。开放实验教学教材内容要求是新知识和新技术，并具 东北9 币范大学硕士学位论文 有编写简明扼要的特点，这种教材只向学生提出实验任务和要求，而对实验原理、步骤 等都不作交代，让学生在实验教学过程中有较大的思维和活动空间。 4 实验教学内容不同 传统的实验教学依附于理论教学，其教学体系主要是按课程设置的，从而导致实验 教学内容各自独立，课程之间壁垒森严，造成人、财、物等教学资源的浪费。从实验教 学内容上看，传统的实验多数是理论验证性的，教师在理论课中已经讲得比较透彻实验 课只是验证而已，学生们觉得兴趣不大。而开放式的实验教学内容不仅要综合学科的知 识和技术，而且还要融合相关学科内容，具有较强的综合性和应用性。 5 实验教学手段与方法不同 传统实验的教学手段落后，仍然停留在“一根粉笔+ 一块黑板 的白加黑模式，教 学互动性差，不能调动学生学习的积极性。开放式实验教学以“课件”指导为主，教师 指导为辅。课件中收集了长期从事实验教学的教师们的经验，并将它们毫无保留地以图 象、动画等多媒体手段在课件中用“预备知识讲解”、“实验原理”等形式表现出来， 信息量相当丰富。学生实验前可借助“预备知识检查自己的预习情况，进一步加深对 实验原理的理解；实验中遇到实际问题难以解决时，可以寻求在线帮助，使学生逐步学 会独立分析问题、解决问题的方法，其独特、新颖的形式在启发、指导学生的同时也增 加了学生的实验兴趣，有助于拓宽学生的视野，培养学生的创造性思维，使实验目的不 仅仅满足于一种设计、一次验证。 6 实验教学管理体制不同 目前，高校实验室大多实行封闭式管理。实验指导教师按照教学计划组织实验教学， 学生按进校时的行政班上课，各项实验的总学时数都有严格限定，实验设备、实验用耗 材相对固定，学生基本上没有选择的余地。这种整齐划一的管理模式，难以对学生因材 施教，难以培养学生的个性和创新意识。有些院校将实验放在整个理论教学结束以后集 中进行，造成学理论时不做实验，做实验时又忘记理论，导致理论教学与实验教学在时 间上的严重脱节，实验的“验证性”这个最低层次的作用也难以有效发挥。开放式实验 教学体现了以学生为本的理念，全方位对学生开放，学生可以根据自己学习的需要，随 时预约实验，及时验证所学理论教学的内容。开放性实验给学生营造了一个宽松自由的 学习环境，这对提高学生们的责任感、自信心，进而激发创造力有很好的作用。n 4 1 ( 三) 开放实验教学的特点 1 实验内容的开放 科学与真理来自生活，走向发展，教育内容本身就具有开放的属性，实验教学尤其 如此。刻意追求体系的严密与稳定，追求课程要求与教学内容的统一，实质上是以静态 的、封闭的形式来对应动态的、开放的内容，与客观课程相背离，同时构成一道道有形 无形的桎梏。开放实验教学注重培育创新素质，在内容安排上强调打破教育内容的封闭 性，实现学习内容有取有舍，引导关注前沿；面向未知、面向实际、自选内容、按需施 东北9 币范大学硕士学位论文 教、灵活施教：强调形象与抽象、直觉与分析、想象与思考的结合；注重观察、体验想 象、动手和动感情；注重开放性的发散思维训练。开放型的实验内容是一种无唯一问题 与无唯一答案的实验教学内容，教师可以根据教材内容和学生学习实际，把教材内容设 计成较高质量的问题情境，用问题组成开放性的知识点，学生在当中发现开放性的问题， 提出开放性的解决方案，从而培养了学生的创新思维，提高了分析问题、解决问题的能 力。 2 实验过程的开放 开放实验教学强调打破以问题为起点、以结论为终点的封闭式过程。创新的教育价 值观认为，教学的根本目的不是教会解答、掌握结论，而是在探究和解决问题的过程中 锻炼思维，发展能力，激发冲动，从而主动寻求和发现新的问题。开放实验教学依据认 识规律，理顺“过程 与“结论”的关系，恢复“过程”的应有地位。开放式实验教学 模式强调借助于实验环境，实现启发、讨论、探究、实验、质疑、争论、搜集信息、自 主学习等基本形式，摒弃注入式、教条式过程。 3 实验空间与服务对象的开放 开放实验教学强调打破囿于学校、囿于实验室的实验教学空间概念，实现实验室空 间和服务对象的开放化。其基本方式：一是借助于网络信息实现实验室物理空间的开放 化，借助于经济应用问题的研究实现实验室向社会延伸，向社会提供服务。实验空间与 服务对象的开放既是培育创新素质的需要，也是现代科技发展牵动教育的必然走向。实 验空间与服务对象的开放有益于培养学生开阔的视野、纵横综合的思维和恢宏博大的胸 襟。 1 5 1 ( 四) 开放实验教学的优势 1 较大的选择性和自由性 现在教学转变为以学生为中心，积极适应社会和学生的发展要求，让学生在时间、 空间、实验内容和题目上都有较大的选择性和自由度，可以最大限度地调动他们学习的 积极性和主动性。自由选择时间：学生自由选择实验时间可以解决实验时间与学生上课 时间冲突的矛盾。学生可以根据自己的需要有计划的合理地安排时间。这样有利于提高 时间的利用率。自由选择实验题目及内容：按自己的兴趣和爱好选择，这样就解决了传 统实验教学中，学生被限制实验内容的弊端。兴趣是最好的动力，学生可以根据自己的 兴趣爱好和特长，选择他们喜欢的内容。有了兴趣他们就会主动去研究实验，认真完成 实验内容，这样就提高了实验效率，得到了良好的实验效果。 2 教学相长，提高实效 开放式实验教学中学生既是受教育者又是实验教学改革的参与者，我们随时吸纳学 生积极参与实验教学方法的改进，教学网站建设和专题讨论，听取学生的意见。这样不 仅可以提高学生分析问题和解决问题的能力，独立进行实验研究的能力，还可以锻炼学 生的组织与协调能力。同时教师在教学过程中也得到了启发，扩展了教学思路。 东北师范大学硕士学位论文 3 学生的综合素质得到提高 开放式实验教学是让学生处于一个个性发展和自我展示的宽松环境里。作为实验主 体的学生必然会自觉地将要做的实验做好预习，在实验过程中，学生通过仪器的选择、 调试，实验现象的观察，实验结果的记录、 更重要的是学到了获取知识的能力和方法； 神；锻炼了独立思考能力、动手能力。 分析、误差的处理等等，不仅获得了知识， 培养了积极思考、不怕失败、勇于进取的精 4 提高学生的创新能力，培养创新人才 实验室是培养学生创新能力的最好实践基地，许多实验( 特别是设计性实验) 本身 就是一种创新性的实践活动。近代物理实验的一些题目反映了现代科技成就，由新成果 和新技术转化而成的实验内容和先进的手段具有丰富的内涵，能够充分体现出高新技术 向实验内容的渗透。教学内容对新技术的快速反应既使学生尽早接触到新信息、新技术， 又兼顾了实验方法与技能的锻炼，有利于提高学生的创新能力，为他们成为创新人才打 下良好基础。 5 有利于知识面扩展，促进学生之间交流 网上选课的方法使不同专业的学生走到了一起，这种方式打破了班级界限和专业界 限，学生之间通过交流，扩展了知识面和交往的能力。特别是为了解决一个问题，来自 不同专业的学生可以迅速组成一个团队，经过讨论可以是问题迎刃而解。另外，不同专 业的学生可以带来不同的理念和思维方式，促进学生思考问题和解决问题能力的提高。n 6 1 1 4 东北师范大学硕士学位论文 二、高师开展开放实验教学的必要性、原则和条件 ( 一) 高师开展开放实验教学的必要性及意义 笔者在调查中了解到，高等师范院校的学生经过基础课和专业课学习之后，仍有一 部分学生实验技能低、基本功差，甚至有的学生连基本的原理都不清楚。也就是说，尚 不具备实验能力，更谈不上开拓创新。其原因就在于学生进入实验室的时间少，规定的 实验课时少，而实验内容又多，学生一般进实验室就是完成实验任务了事。此外，部分 学生对实验不够重视，缺乏严肃认真的科学实验态度，致使实验课如同走过场，收效甚 微。所以说开展开放实验教学，提高实验教学质量是十分必要的。它的意义在于以下几 个方面： 1 体现了实验教学的重要性，满足了实验教学的需要，提高了实验教学的质量 理论课与实验课是教学环节的两个既有联系又有区别的相互独立的环节，学生从中 都可以学习到知识。开放实验教学不是理论教学的辅助与补充，具有理论教学不可替代 的作用，它比理论教学更直观、在培养学生实践能力方面具有更加重要的作用。开放实 验教学是高校深化实验教学改革的重要措施。随着知识经济时代的到来，需要大量的有 创新能力的研究人员和有实践能力的技术人员，这也是高校实施开放实验教学提出了更 高的要求，开放实验教学在高校教学中具有越来越重要的作用。 实施开放实验教学，为学生提供了发挥创新思维和发展个性的环境，让学生有更多 的时间了解各种实验仪器和装置，让学生有更多的时间掌握各个实验的实验方法，熟悉 实验过程，有更多的时间深入进行实验，提出新的问题，并通过解决问题培养自身创新 思维。因此，实施开放实验教学可以满足实验教学的需要，提高实验教学质量。 2 体现了以人为本、因材施教的教育理念，满足了学生自主学习的需求，培养了 学生的综合素质 实施开放实验教学注重学生个性的差异，摒弃了以往所有学生按统一的实验大纲在 同一时间进行同一内容实验的模式，将学习的主动性交给学生，鼓励学生根据自身学习 情况，有选择有目的地进行实验，变传统的被动学习为主动学习，符合了因人而异、因 材施教的教育理念。实施开放实验教学，为学生提供了自主实验、自主设计的良好环境， 给学生充分的自由空间和实践的时间和空间，以满足学生发展的需求。 实施开放实验教学，不仅可供学生有选择地验证课堂所学的知识，训练基本操作技 能，还可以通过设计实验质疑分析和观察来获取知识和提高能力，从而培养学生的分析 能力、探索精神和学习能力等素质。如果是几人为小组的实验，还可以培养学生团结合 作的品质。 进行开放实验教学，能使学生和教师更有效更直接地交流，使教师更多地了解学生 学习情况和心理特点，有效地因材施教开发学生智力潜能，培养学生创新思维和创造能 15 东北师范大学硕士学位论文 力。 3 体现了教师和实验技术人员的自身素质和教学水平的提高 实施开放实验教学对教师和实验技术人员提出了更高的要求。教师和实验技术人员 必须研究与探索新的教学内容、教学方法。教师和实验技术人员必须把相关课程知识融 合在一起，开发设计更多的设计性、综合性实验，促进实验内容的充实与开放。此外， 学生必须亲自动手进行实验，实验中遇到的问题会向教师请教，教师需要提供相关的技 术资料，从实验技能和方法上给予正确的指导。 这些都促进了教师和实验技术人员不断地提高业务水平和综合素质，主要表现在： ( 1 ) 既具备扎实的理论知识和较高的实验教学水平，又具有了较强的专业实践能 力和丰富的实践经验； ( 2 ) 既具有创新精神，又注重对学生创新能力的培养； ( 3 ) 对开放实验教学在教学中的地位有深刻的认识和理解，在工作中表现出良好 的职业道德和敬业精神； ( 4 ) 在参与科技开发实践中积累经验，为培养学生实践应用能力打下基础。 4 体现了实验室资源充分合理地利用 实施开放实验教学，高校实验室成为了一个具有丌放性质的、进行检验科学理论的、 为学生探索研究活动提供服务的实验场所。实验室从多方面向学生开放，学生自己选择实 验项目，实验频率和实验循环的节奏由学生自己调节。同一个实验室可以同时进行多个实 验项目，实验室资源被进行统筹规划、合理安排、集中管理、协调使用。这使得实验室容 量大幅度提高，实验室资源使用频率也大大提高，避免出现了以往高峰时期设备不够用， 仪器设备长时间超负荷运转，得不到正常的维护和保养，平时设备大量闲置的现象。而且， 学生自己选择实验项目，各个专业的实验项目都有可能被选择，可满足不同学科、不同专 业学生的教学要求，可以实现实验室资源共享，提高了仪器设备的利用率。 总之，开放实验教学是培养高素质创新人才的需要；是整合教育资源，提高设备利 用率的需要；是高等师范院校实现跨跃式发展、提高实验教学质量的需要；是顺应就业 市场需求，培养复合型人才的需要。n 7 1 ( 二) 高师开展开放实验教学的原则和要求 1 开放实验教学的原则 ( 1 ) 质量第一原则 高等师范院校实行开放实验的根本目的是提高实验教学质量。因此，高等师范院校 实行开放实验应坚持质量第一的原则。要坚持这个原则，就要把质量意识和质量控制措 施自始至终地贯穿于整个实验教学过程，使实验教学虽实行开放式，但不会出现放任自 流现象。 ( 2 ) 资源优化原则 高等师范院校教育与综合性高校相比，实验教学资源相对匮乏，因此必须十分重视 1 6 东北师范大学硕士学位论文 高等师范院校实验教学资源有效利用和优化配置。在高等师范院校实行开放实验时，必 须坚持实验教学资源优化原则，将实验教学的智力资源、人力资源、物力资源和财力资 源进行最大限度地开放和利用，并努力使它们产生共振效应。 ( 3 ) 开放式管理原则 高等师范院校开放实验教学摆脱了传统封闭实验教学时空观念的束缚，坚持时空开 放原则。高等师范院校开放实验教学虽做出具体的实验日程安排，但这种安排不僵化， 有一定的弹性。让学生既可在实验课内完成实验任务，也可在实验课外利用实验室开放 时间完成实验任务，还可在高等师范院校所安排的实验自习课内完成实验任务。为此， 高等师范院校的实验室必须实行开放式管理，让这些实验室在课余时间，尤其是双休日 对学生开放。学生可遵照实验室的管理规定，在这些实验室里自由地进行实验和研究。n 印 2 开放实验教学的基本要求 开放实验教学模式以其独有的价值取向，必然成为新的教学模式改革的特点。但是 开放实验教学模式改革必须注意避免矫枉过正，陷入新的谬误。实行开放实验教学的根 本目的是为了提高实验教学的质量，因此实行开放实验教学应坚持质量第一的原则，并 在开放中实现实验教学主导与主体、继承与创新、开放与约束的有效统一。 ( 1 ) 主导与主体的有机统一 在开放实验教学中，学生始终处于主体位置，而实验教师则处于为实验教学服务的 主导位置。主体是实验教学的中心，因而主导必须围绕这个中心做好实验工作。比如在 物理实验教学中，学生作为实验主体应该在掌握了物理基础知识和技术的基础上，通过 实验教学积累经验，通过开放式实验进行知识和技术的应用和创新；教师作为实验教学 的主导，应该在其搞好实验教学引导工作的同时，加强自身物理知识和技能的扩展和更 新，具有丰富的专业知识、娴熟的实验业务技能和熟练的实验教学教学方法。除此之外， 实验教师还必须能够全面了解和把握学生实验的整体情况，并能够根据学生实验的具体 情况随时进行指导、答疑，能够对学生实验教学结果质量做出及时、客观和公正的考核 评价。 ( 2 ) 继承与创新的有机统一 开放实验教学改革的目的之一，就是要通过实验教学提高学生在将来的实际工作 中，遇到实际问题时能够利用所学的理论知识不断创新、不断发展的能力。这就要求在 开放实验教学中把创新能力的培养放在重要的位置，但是这并不是否认继承的作用，继 承与创新是相辅相成的、辩证统一的两个方面。创新是在继承已有知识技术基础上的创 新，是一种对已有知识与技术的一种扬弃。所以，在开放实验教学中必须把继承已有知 识与技能作为创新的前提，把创新作为对所继承的知识与技能的一种深化。要求在开放 实验教学中，首先必须对必要的知识与技能进行学习和训练，使学生具备基本的开放式 实验所需的知识和技能。同时，还必须特别注重对学生的创新意识和创新能力的培养， 通过创新，把所学的理论与技能进行升华。开放实验教学应将学生的理论知识与技能的 继承和创新能力的培养有机地结合起来，两者优化组合，辩证统一，最终培养出能够在 现代市场经济中高度竞争中能够立住脚，并且能够通过不断的创新而谋求发展的创新型 1 7 东北师范大学硕士学位论文 人才。 ( 3 ) 开放与约束的有机统一 毫无疑问，开放实验教学中强调开放的重要性，但这并不意味着开放实验教学是一 种对学生的放任自流。开放实验教学的前提是必须具有完善的教学行为和约束机制，因 此学校要建立完善的实验教学与管理制度，规范实验教学行为。加强实验教学管理，建 立完善的实验教学大纲体系，能够指明实验教学的大方向，做到有的放矢。建立完善的 实验教学成绩考核和教学质量评价机制，保证教学质量的不断提高。同时，在可行的范 围内，要给予学生较大的自主性，使学生根据自己的能力来组织自己的实验活动，充分 发挥学生的主观能动性，从而激发学生的创新能力。在有条件的情况下，实现实验室向 社会开放，使教师和学生能够把教、学、用有机地结合起来，既满足教学和培育创新性 人才的需要，也为教学实验室的进一步发展创造积极的条件。n 们 ( 三) 高师开展开放实验教学的条件和保证体系 1 开展开放实验教学的条件 ( 1 ) 更新观念，强化开放意识 打破传统高等师范院校原有的实验教学模式，改变“重理论、轻实验的教育观念， 强化开放意识，是高等师范院校开放实验教学取得成功的保证。我们认为，不仅是实验 教学管理部门，包括所有实验室人员和全体学生都必须认识到开放实验教学是学校教学 计划的重要组成部分，是培养科技人才的必需，是培养创新精神、创造能力的重要途径， 从而学会更新观念，达成开放共识。在具体实施时，要同等看待实践教学与理论教学， 并切实落实到各个教学环节当中，使开放实验教学形成相对独立的教学体系，并按内容 相近原则组并实验项目与实验课程，并予以开放形式的课程评定与成绩评定。 ( 2 ) 调配资源，保证硬件建设 硬件建设是保证开放实验教学的必要条件，这其中实验场地、实验设备及实验材料 是其中的重要条件。开放实验室在实验场地紧张的情况下，应合理调配，保证实验室的 相当独立性。实验设备尽可能要做到现代化、多样化，我国目前的高等师范院校实验教 学中，实验设备落后是一个非常突出的问题，基础教学实验室尤其严重，许多实验设备 仍是7 0 - 8 0 年代的产品，甚至早已应该淘汰的设备仍在运行。实验仪器设备和实验教学 手段的发展跟不上技术进步的步伐，这也是制约实验教学内容难以更新的瓶颈之一。要 使实验室的建设适应科学技术和经济建设发展的需要，必须体现“超前 的思想。科学 技术发明史表明，科学的进步与实验手段的发展是紧密结合在一起的，科学研究的进行 需要依靠实验技术装备，而科学研究的成果又不断地推进实验装备的提高和更新。因此， 在实验室的建设上要舍得投人力、投财力，舍得用最先进的设备和技术装备实验室。开 放实验教学的内容固然要新，要与时俱进，实验设备也必须同时更新，先进的实验设备 也是开放实验教学的必要条件之一。在开放实验教学中，实验设备越丰富多样，学生选 择的空间就越大，综合性实验、设计性实验的开展受设备的限制就越少，学生的实验方 1 8 东北师范大学硕士学位论文 案也就越容易实现。所以，开放实验教学的实验仪器设备在力求现代化的同时，还必须 尽可能多样化，这样才能使开放式实验教学真正达到其应有的教学效果。 ( 3 ) 优化组合，提高师资水平 开放实验教学呈现出前所未有的个性化，学生在独立实验时可能会提出各种突如其 来的问题，这对教师与相关实验人员的业务素质水平提出了更高要求，因此建立一支高 水平师资队伍是开放实验教学得以顺利开展的保障。具体说来，应从以下几点入手：首 先，建立良好的激励机制，理论教师与实验教师一视同仁，津贴收入合理分配，特长优 点搭配发挥。其次，为防止知识老化，跟进新技术发展，校方或部门应提供条件，支持 教师参加更多的科研、调研项目。再次，师资结构应合理，各层级各学历水平与层级结 构的教师应按需错层配置。在条件许可的情况下，还可实行师资跨系组合，实现相关学 科的优势互补。 ( 4 ) 筹集资金，确保实验经费 开放实验教学，由于实验项目与内容增加，实验室利用率提高，实验耗材的使用量 必然大幅增加。此外，我们鼓励学生自主动手探索，在这个过程中仪器设备的损坏量毫 无疑问地要增加，维修护理的循环速度相应加快。还有，由于教师、实验工作人员的工 作量成倍增加，必要的课时补贴也必不可少。如此等等，都需要强大的经济来源作为坚 强后盾，因此，应多方筹资以保证开放式实验教学的正常进行。其主要的途径有： a 可由学校设立实验开放基金，专款专用于设备维修、耗材开支和课时补贴等； b 实验室自行造血创收，走产、学、研一体化道路，实现可持续发展。 c 适当收取规定课时外的实验室使用费。作为一种资金补偿措施，但要注意适可而 止，不能因此挫伤学生参与开放式实验教学的积极性。 此外，我们特别要提出，作为开放实验教学的主体，学生的积极性与主动性是开放 实验教学真正的内驱力。学校一定要在教师的全力配合下，建立一整套科学的激励机制， 帮助 x 东北师范大学硕士学位论文 求多样化。实验项目开放的内容要尽可能的丰富，以满足不同类型学生的不同需要。开 放实验室提供的实验项目要尽可能多，给学生以选择的余地：也可以根据实验室现有条 件，鼓励学生根据兴趣自行选题：鼓励和支持学生积极参与教师科研项目，根据自己的设 想，在实验室进行研究和探索。如果形式单一，不能有效激发学生的兴趣，开放式实验教 学将丧失存在和发展的基础。再次，在实验项目开设的安排上，要有所侧重。对于综合性、 设计性实验比例，要注意增加开放的时间，学生可以在不同的时间进行同一项目的实验： 验证性实验可以紧密结合课程进度开设，但开设的时间相对要短一些，让个别实验效果 较差的学生有进一步提高的机会，满足不同实验者的不同要求。 ( 3 ) 开放实验教学保障体系的构建 开放实验教学因涉及的范围较广、内容较多，为保证开放实验教学的顺利进行和开 放实验教学的质量，与之配套的措施要跟上。 a 开放实验教学实验管理支撑平台建设。采用先进的信息管理平台，运用现代信息 技术进行管理，可以提高开放实验的准确性和便捷性。管理部门和承担开放实验教学的 单位，将开放实验项目及相关信息发布在网页上，学生随时可以登陆实验室管理信息系 统，了解可选做的实验项目、时间安排、场地、指导教师等信息，自主进行选择。另外， 学生的实验预习报告、实验报告、实验成绩都可以在网上进行查询，从而实现管理工作 的规范化。这种信息平台系统，各高校既可以自行开发研制，也可以委托专业公司根据学 校特点和要求进行设计。 b 开放实验教学实验管理队伍建设。开放实验教学需要一支高水平、稳定的实验师 资队伍，从而科学做好开放实验教学内容的安排和实验室的管理。因此，实验教学师资队 伍建设和管理是开放实验教学取得实效的根本保证之一。一是要明确实验教学队伍建设 的重要意义。实验教学队伍的新旧更替，既符合实践教学的规律，也是确保实验教学效果 的重要手段。但由于长期以来形成的实验教学人员被当作“教辅人员，使得实验教学 管理队伍的学历层次、年龄、受训机会远不如理论课程教师，很少有教师愿意主动到实 验教学第一线，这种状况在全面推行开放式实验教学过程中应有效解决。二是建立青年 教师下实验室指导开放实验教学制度。年轻教师下实验室指导开放实验教学，是年轻教 师熟悉教学环节、提高教学能力的重要举措。青年教师在指导实验的过程中可以进一步 熟悉教学内容，学会和学生打交道的方法，这对于以后走上讲台、顺利成长奠定坚实的基 础。三是可以充分利用丰富的社会资源，聘请企业工程技术人员为开放实验的指导教师。 聘请当地企业工程技术人员到学校担任开放实验教学的指导老师，既可以弥补实践教学 队伍人员不足的劣势，又可以充分发挥这些人员的经验优势。同时还可以充分利用企业 提供的实验实训条件，延伸开放实验教学的阵地。 ( 4 ) 开放实验制度保障体系的构建 a 开放实验教学实验过程的规范化管理。实验人员进入开放实验室后，必须严格遵 守实验室的各项规章制度，在实验指导教师、实验技术人员的指导下进行实验活动。对 违反实验中心规章制度的参加开放实验的人员，实验指导教师有权停止其实验项目的实 施。开放 x 东北师范大学硕士学位论文 和改进，开放式实验教学将会在促进学生创新精神、创新能力的培养与形成上发挥越来 越重要的作用，为培养高素质人才做出更大贡献。瞳 东北师范大学硕士学位论文 开放实验数量统计表 基础实验专用实验创新实验 物理基础实验中心 2 01 4 01 2 化学基础实验中心 1 22 01 0 生物基础实验中心 1 02 68 环境科学实验中心 83 66 计算机实验中心 461 l 合计 5 42 2 84 7 3 实验室开放的时间 所有开放实验室都规定2 4 小时开放的制度，但实际开放时间为早8 点一晚l o 点， 节假日也选择一些时间开放，具体开放时间，放假前网上通知。创新实验室可以全天候 2 4 小时开放，以满足科技竞赛的需要。 4 规章制度的建设 各开放实验室都建立了相应的规章制度，其中包括开放实验室管理办法、开放 实验室守则、开放实验室设备管理办法等。但这些规章制度比较简单，不很完善， 特别是缺少相应的考核内容。 5 经费管理 开放实验室的经费主要来源是学校的实验室经费，对开放实验室学校有部分经费支持， 但这部分资金比较少，主要作为老师加班的补助费。学校还没有建立开放实验室基金。创 新实验室经费相对充足，经费主要来源于教师的科研经费和学生科技创新计划经费。 6 开放实验的考核与学分制 开放实验教学只对学校规定范围内的实验采用学分制，而对自行设计的实验和创新 实验均不进行考核也不记学分。其结果是，学生进入开放实验室多半是补课程中规定的 实验内容，而对设计性和创新性实验的积极性不高，这是亟待解决的问题。 7 开放实验教学取得的成绩 东北师范大学开放实验教学几年来取得了一些成绩，学生的实验能力有所提高，对 一些有实验兴趣的学生提供了良好的平台，特别是对学生的科技创新活动创造了条件。 学生在近年来全国数学建模比赛、软件设计大赛和大学生“桃李杯”科技制作大赛中 均取得了优异成绩，团体总排名名列前茅。这些成绩是与开放实验教学是分不开的。 8 开放实验教学管理系统的建设 东北师范大学只有两个实验中心开展了网上预约实验的工作，其他实验中心正在开 发过程中。但已开发的两个系统功能不全，缺少网上与学生的互动的内容、缺少实验教 东北师范大学硕士学位论文 学的考核功能，作为管理系统没有起到应有的作用。在开放实验教学管理系统方面，学 校没有一个统一的模式。 ( 二) 开放实验教学存在的问题 根据对东北师范大学和其他高等师范院校几年来进行开放实验教学的具体情况分 析，各高等师范院校在开放实验教学过程中主要存在以下几方面的问题： 1 开放实验教学内容选择难度加大 作为丌放实验，要求实验内容体现基础性、先进性、趣味性、应用性和综合性，并 且这五个方面在不同阶段各有侧重，既要循序渐进、有利于实施，又要为学生的个性发 展留有空间和时间，以引导学生逐渐形成可持续自我学习的能力。因此习惯于传统实验 教学的实验项目就很难让学生在开放中提高学习的主动性，更难以让学生在开放实验中 达到培养创新能力培养的目标。 2 开放实验教学受教学手段及实验室资源的限制 由于大量的新技术、新工艺及新材料应用与现代制造业更新换代，加之学校投入到 教学设备的经费严重不足，导致教学设备老化与实验室资源缺乏，同时缺少及时维修。 学生在实验时，由于实验教学手段及实验室资源缺乏的限制，实验指导教师花较多的时 间描述实验过程并进行演示，更不用说学生“随时”进行实验了。另外，由于实验场地 的限制，开放实验室就成了附属品，往往是排完规定的实验后再考虑开放实验，因此在 现有条件下很难达到全天开放实验，因而直接影响到教学质量的提高，成为实验教学改 革发展的瓶颈。 3 开放实验教学受开放实验室的运行机制制约 学生做“开放实验是视为一门课程，还是仅仅因为兴趣，开放实验室如何运行? 这是开放实验室的运行机制的关键问题。由于开放实验不能单独设课，学生设计的实验 仅仅是停留在纸上，很难在老师指导下付诸实践。在调查中了解到，在物理学的电子电 路的实验中，同学们要将一些电器元件组装成传统点火电路并检测电路是否能工作，这 个实验只需一些电器元件而花费又不多。如果这个实验继续深入下去，可以衍生出很多 设计性试验，但是没有实验技术人员的指导，学生很难完成这些实验。而指导这样的实 验教师也要投入大量的精力，教师的业绩如何考评。如果教师的劳动得不到承认，没有 积极性，要到达开放，只是流于形式的开放，达不到开放实验预想的效果，那么这样 的效果，很可能还不如用以前的教学形式进行教学。 4 实验教学考核不完善 实验考核是检查学生掌握实验技能的手段，对学生综合能力的评定是否客观合理， 将影响学生做实验的积极性，而且对实验教学质量有较大的影响。到目前为止，大多数 高等师范院校实验教学不是单独设课，且在课程考核成绩中所占比例很小甚至为零。实 验教学考核方式停留在完成实验报告上，更不用说实验教学内容反映在期末考试试卷 上，因而导致个别学生实验前不预习，实验时不动脑筋，实验报告马虎潦草，进丌放实 2 6 东北师范大学硕士学位论文 验室多半是补实验。设计性实验和创造性实验既不算课也不给学分。另外，随着科技的 迅速发展，课堂课程逐渐增多，与学习时间有限的矛盾越来越太，于是有的学生就把做 实验看成是一种负担，姗姗来迟，应付了事。 5 缺少健全的开放实验教学管理体制 要真正在实验教学中实现创新教育，对教学内容、教学手段与方式进行变革，实行 有效开放管理，必须对师资、效果评价进行改革。 实验室实施开放后，相对增加了实验室的工作量；造成了实验仪器设备及实验用房 使用的矛盾。开放实验教学打破了过去传统使用实验室的模式，增加了学生实验的“自 由度 ，往往会导致学生“分散到实验室做实验或在某一时段同时进入实验室做实验 的情况。调查中了解到，在开放初期，学生预约实验后就可能出现有时若干个不同类型 实验室只有几个人在做实验或同时有几十人预约同一个实验项目的不平衡现象；另外， 开放实验室往往要延长实验室工作的时间。这些问题的发生如没有进行科学的、有效的 管理，就会增加实验室的工作量，激化实验仪器设备和实验用房的使用矛盾。 6 学生预约实验后“违约 现象造成许多浪费 现在各高校都采用在计算机上进行实验的预约，并在预约的时间来实验室完成实 验。但是，由于种种原因，开放的实验室在不同程度上都存在学生通过实验预约后，取 消预约或在约定时间不到实验室做实验的现象，使得教师事先花了大量时间、精力和实 验材料( 特别是化学药品、实验动物、活细胞等实验材料) 的实验准备工作成了“白费 功夫，造成了人力、物力和财力上的浪费。其原因对于违约的学生没有惩罚措施，另 外，在开放实验管理系统中缺少违约提醒及禁入功能。 7 开放实验教学与