大力推進教育創(chuàng)新深化教學質量工程培養(yǎng)高素質創(chuàng)新人才

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

2、能力、養(yǎng)成素質的教學活動。 啟始階段，學生在教師指導下，通過基本操作訓練，掌握基本知識、基本方法和基本技能。隨著教學進程的不斷深入，學生主動實驗的意識逐步增強，自主實驗的要求不斷提高，實驗教學活動逐漸轉變到學生自己設計實驗方案，自己控制實驗過程，自主分析實驗結果，系統(tǒng)撰寫實驗報告的高級階段。,,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,歐美學生中小學時期的實踐教學從小學開始修讀木工課、縫紉課、烹飪課、自然科學相關實驗課，

3、主動建構知識與技能。中國學生中學時期的實驗教學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。中歐大學生學習成績差異歐洲學生的實驗課成績、主動建構知識的能力、實踐技能普遍優(yōu)于中國留學生；中國留學生的理論課成績普遍優(yōu)于歐洲學生。,中外學生實驗實踐教學差異,,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,應變革教學方法，引導學生養(yǎng)成自主學習的習慣。讓學生自主營造營造以學生為中心的大學教學文化，引導學生

4、的學習模式盡早從中學向大學轉變。讓學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。讓學生自主建構建構知識、增長技能、發(fā)展能力。,中國得大學實驗教學應該如何變革？,,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,引導學生適應大學的開放環(huán)境。學生自主來實驗室做實驗、參與課題。進而學生自主提出問題、自主設計課題、自主解決問題。學生習得促進自我發(fā)展的學習方法，通過主動建構知識、養(yǎng)成素質，促進自我和諧發(fā)展和科學發(fā)展。,,中國

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

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

7、生在承傳與創(chuàng)新、規(guī)范與突破、發(fā)展與改革、理論聯系實際、獨立思考與交流借鑒相結合的過程中激發(fā)和強化創(chuàng)新意識的有效途徑，是開啟學生健全心智的“金鑰匙”。,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,實驗教學與創(chuàng)新人才培養(yǎng)拓展學生的創(chuàng)新思維學生在實驗活動中，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、測試數據、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

8、生充分調動自己的思維去想象、思考、推測結論。引導學生從實驗中發(fā)現問題、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、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,實驗教學與創(chuàng)新人才培養(yǎng)增長學生的創(chuàng)新技能實驗教學相對理論教學，更具有直觀性、實踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性，是培養(yǎng)學生掌握科學實驗方法與技能、提高學生綜合素質、動手能力與創(chuàng)新能力的主要手段。學生在實驗過程中，能驗證和鞏固在課堂上學到的理論

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

10、屢次嘗試新的實驗方法，直至得到正確的實驗結果?？茖W實驗的過程是不斷積累經驗、不斷探索的過程。無論是探索性實驗還是驗證性實驗，都不會一帆風順，只有不斷地重復，甚至是失誤，付出大量時間和勞動，才能得到期望的結果。這無疑鍛煉和培養(yǎng)了學生不畏艱難、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。實驗中訓練出的自信、自律和責任感，則是推動學生繼續(xù)創(chuàng)新的強大的情感力量。,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,,

11、關于開放：主體與基本要素,實驗室開放的主體學生想做的實驗都在實驗室來完成。實驗室有條件保證學生完成各類實驗。實驗室開放的基本要素內容、時間、空間、儀器設備、指導模式等。,,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,,關于開放：實施載體,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,,實驗項目類型及其“開放內稟性”實驗室的開放關鍵是實驗教學內容的開放。不同的實驗項目類型具有不同的“開放內稟性”。實驗室開放的重要評判標準：各類實

12、驗項目的比例。各類實驗項目的利用率。,關于開放：評判標準,,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,基礎練習型實驗承擔的認知任務是“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，或是練習基本實驗方法、基本操作技能等的實驗。其教學目的是培養(yǎng)學生的基本認知能力。,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,綜合設計型實驗承擔的認知任務是“應用”和“綜合”。包括綜合性實驗和設計性實驗。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給定的實驗目的。通過實驗內容、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，達到能力、素質的綜合培養(yǎng)。,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,綜合設計型實驗承擔的認知任務是“應用”和“綜合”。包括綜合性實驗和設計性實驗。設計性實驗在教師的指導下，根據實驗目的和實驗條件，自己設計實驗方案、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、結果進行分析處理的實驗，實驗結果具有定向性。培養(yǎng)學生自主學習、自主研究、綜合運用知識的能力和組織能力。,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,研究探索型實驗承擔的認知任務是“研究”包括對新理論的研究，對實驗方法、技術的改進和創(chuàng)新。自主立項，或直接參與教師的科研項目。學生在教師的指導下獨立自主地完成實驗。實驗結果具有非定向性。是綜合設計型實驗的范疇。激發(fā)學生創(chuàng)新欲望、培養(yǎng)學生研究興趣和創(chuàng)新能力。,一、對實驗教學的“開放

15、”和“創(chuàng)新”的認識,,關于開放：實驗項目對開放的要求,一、對實驗教學的“開放”和“創(chuàng)新”的認識,突出學生主體的實驗教學核心要素,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,一級要素 4 、二級要素 12 、建設點 27,實驗教學要素之1：教學理念,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,實驗教學要素之2：課程體系,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,實驗教學要素之2：課程體系,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,實驗教學要素之3：教學內容,二、突出

16、學生主體的實驗教學核心要素,實驗教學要素之4：教學研究,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,實驗教學要素之5：教學效果,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,實驗隊伍要素之1：隊伍結構,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,實驗隊伍要素之2：融合模式,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,管理模式之2：學科管理,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,管理模式之2：信息平臺,二、突出學生主體的實驗教學核心要素,設備環(huán)境之1：儀器設備,二、突出學生

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

18、0年獲國家精品課程稱號）,《新生引導性實驗實踐課程》教學安排,四、教學模式改革案例：新生引導性實驗實踐課程,預備性物理實驗的管理模式,網絡教學與管理過程課程與學習方法介紹學生中學物理實驗基礎的網絡測評網絡選課課前網絡預習課堂網絡輔導教學、數據網絡處理與評判成績網絡管理課后網絡復習課外網上交流,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（占理工學生的90%左右）,四、教學模式改革案例：新生引導性實驗實踐課程,學生選修預備性物理實驗的情況,四、教學模式改革案例：新生引導性實驗實踐課程,預備性物理實驗教學啟示,教學效果提高了物理實驗課程的教學起點引入基于問題的教學模式，帶動后續(xù)課程的學習突出早，開創(chuàng)工科大學新生進入物理實驗室自主