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1、1对实验教学工作的认识与思考西北工业大学万小朋2014年11月24实验教学在人才培养中的作用和地位教学在人才培养中的作用和地位1235我国高校我国高校实验教学的一些教学的一些现状状实验教学分类与目标设定实验教学分类与目标设定对开放式、研究性实验教学的认识对开放式、研究性实验教学的认识青年教师是实验教学师资队伍建设的关键青年教师是实验教学师资队伍建设的关键3大学四大职能大学四大职能核心是人才培养核心是人才培养中外教育大家的人才培养观念中外教育大家的人才培养观念一、一、实验教学在人才培养中的作用和地位教学在人才培养中的作用和地位4法国思想先驱卢梭指出：法国思想先驱卢梭指出：“教育的问题不在于教他各
2、种学问，而在于培养他爱好学问教育的问题不在于教他各种学问，而在于培养他爱好学问的兴趣，而且在这种兴趣充分增长起来的时候，教他以研究的兴趣，而且在这种兴趣充分增长起来的时候，教他以研究学问的方法。学问的方法。”美国数学家波利亚指出：美国数学家波利亚指出：“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因为这种发现学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因为这种发现理解最深、也最容易掌握其中的规律、性质和联系。理解最深、也最容易掌握其中的规律、性质和联系。”哈弗大学校长内尔哈弗大学校长内尔鲁汀斯特指出：鲁汀斯特指出：“最佳教育不仅有助于我们在专业领域更加有创造力，他还最佳教育不仅有助于我们在专业领域更加有创
3、造力，他还应该有助于使我们更加深思熟虑，更有追求真理的想象和洞应该有助于使我们更加深思熟虑，更有追求真理的想象和洞察力，成为更完善更成熟的个人察力，成为更完善更成熟的个人”5中国近代教育改革家蔡元培中国近代教育改革家蔡元培早在早在2020世纪初就大声呼吁教育要世纪初就大声呼吁教育要“崇尚自然崇尚自然”、“展现个性展现个性”，坚决反对旧式机械化的教学，坚决反对旧式机械化的教学美籍华人杨振宁美籍华人杨振宁“中国留学生学习成绩往往比美国学生学得好，然而，中国留学生学习成绩往往比美国学生学得好，然而，1010年年以后，科研成果却比人家少得多，原因就在于美国学生思维以后，科研成果却比人家少得多，原因就在
4、于美国学生思维活跃，动手能力和创造精神强。活跃，动手能力和创造精神强。”著名学者郭沫若著名学者郭沫若“教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的研究看，用自己的手来做这种精神。脑来想，用自己的研究看，用自己的手来做这种精神。”6“中国人长期受到孔孟之道的影响中国人长期受到孔孟之道的影响劳心者治人，劳力者治劳心者治人，劳力者治于人于人的观点影响。只讲学习理论，没有讲过学习实验，我的观点影响。只讲学习理论，没有讲过学习实验，我希望中国人从此重视实验。希望中国人从此重视实验。” 通过上述中外教育大家对人才培养观点的认识，我们不
5、难通过上述中外教育大家对人才培养观点的认识，我们不难看出，高校人才培养中，实验教学应该与理论教学具有同等重看出，高校人才培养中，实验教学应该与理论教学具有同等重要的地位，特别是实验教学具有直观性、实践性、探究性，是要的地位，特别是实验教学具有直观性、实践性、探究性，是区别于理论教学的特有属性，在人才培养中必然发挥不可替代区别于理论教学的特有属性，在人才培养中必然发挥不可替代的作用的作用美籍华人物理诺贝尔奖获得者丁肇中美籍华人物理诺贝尔奖获得者丁肇中71从近年来国家教学成果奖看我国高校实验教学研究及成果从近年来国家教学成果奖看我国高校实验教学研究及成果3中美高校实验教学比较中美高校实验教学比较需
6、要突破的主要问题需要突破的主要问题42生均实验教学仪器设备情况生均实验教学仪器设备情况二、我国高校二、我国高校实验教学的一些教学的一些现状状8序号成果名称完成单位1 1工程硕士专业学位教育机制的创新与实践工程硕士专业学位教育机制的创新与实践清华大学西安交通大学清华大学西安交通大学上海交通大学上海交通大学2 2大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养北京理工大学北京大学北京理工大学北京大学北京信息工程学院北京信息工程学院3 3开拓创新，建设一流的物理演示与探索实验室开拓创新，建设一流的物理演示与探索实验室北京交通大学北京交通大学20052005年高
7、等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果特等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果特等奖（3 3项）实践、实验教学项）实践、实验教学2 2项（项（66.7%66.7%）1.从近年来国家教学成果奖看我国高校实验教学研究及成果从近年来国家教学成果奖看我国高校实验教学研究及成果实验教学国家级教学成果奖分析9序号成果名称完成单位1 1优化理论课程，强化实践环节优化理论课程，强化实践环节电力系统本电力系统本科专业课改革科专业课改革清华大学清华大学2 2生物学本科实验教学体系改革与实践生物学本科实验教学体系改革与实践厦门大学厦门大学3 3高职院校实践教学体系构建与实践教学基地建高职院校实践教学体系
8、构建与实践教学基地建设的理论研究与实践探索设的理论研究与实践探索深圳职业技术学院深圳职业技术学院20052005年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果一等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果一等奖（5959项）项） 实践、实验教学实践、实验教学3 3项（项（5%5%）实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析1020052005年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果二等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果二等奖（537537项）项） 实践、实验教学实践、实验教学4242项项 （7.8%7.8%）选表选表序号成果名称完成单位1 1 构建培养学生创新能力的物理
9、实验教学体系构建培养学生创新能力的物理实验教学体系上海交通大学上海交通大学2 2 实验教学实施体系的建构与管理实验教学实施体系的建构与管理天津大学天津大学3 3 电子信息类专业基础实验教学模式的改革与实践电子信息类专业基础实验教学模式的改革与实践 电子科技大学电子科技大学 4 4 现代电子技术实验教学模式研究与实践现代电子技术实验教学模式研究与实践 西安电子科技大学西安电子科技大学 5 5 高等职业教育电子与通信技术实践教学基地建设的探索与实践高等职业教育电子与通信技术实践教学基地建设的探索与实践 西北工业大学西北工业大学 6 6 建设高水平光电实验基地、多模式培养实践创新人才的研究和实建设高
10、水平光电实验基地、多模式培养实践创新人才的研究和实践践 北京理工大学北京理工大学 7 7 先进计算机网络技术实验基地的建设先进计算机网络技术实验基地的建设 北京航空航天大学北京航空航天大学 8 8 软件工程专业工程化实践教学体系的构建与实施软件工程专业工程化实践教学体系的构建与实施 南京大学南京大学 9 9 行为引导教学法在高职实践课教学中的实践应用与研究行为引导教学法在高职实践课教学中的实践应用与研究 天津中德职业技术学院天津中德职业技术学院 10 10 创建创建“三优化三优化”实验教学模式的研究与实践实验教学模式的研究与实践 黑龙江中医药大学黑龙江中医药大学 实验教学国家教学国家级教学成果
11、教学成果奖分析分析1120092009年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果一等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果一等奖（6464项）项） 实践、实验教学实践、实验教学1212项（项（18.7%18.7%）序号成果名称完成单位1 1创新性实践教育创新性实践教育基于高水平学科建设的创新人才培养之路基于高水平学科建设的创新人才培养之路清华大学清华大学2 2中医学实践教学模式的构建与实践中医学实践教学模式的构建与实践天津中医药大学天津中医药大学3 3以构建运动心理学实践教学平台为途径增强体育专业学生综合实践能以构建运动心理学实践教学平台为途径增强体育专业学生综合实践能力力天津体育学
12、院天津体育学院4 4基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践天津职业大学天津职业大学5 5生物实验教学示范中心可持续发展的研究与实践生物实验教学示范中心可持续发展的研究与实践吉林大学吉林大学6 6以培养学生创新意识和研究能力为核心的物理实验教学体系的构建以培养学生创新意识和研究能力为核心的物理实验教学体系的构建南京大学南京大学7 7构建立体开放的实验教学体系，打造构建立体开放的实验教学体系，打造“做、学、研做、学、研”相结合的创新实相结合的创新实践平台践平台东南大学东南大学8 8物理实验课程物理实验课程“多重交互多重交互”教学
13、新模式的创建与实践教学新模式的创建与实践东南大学东南大学9 9化工技术类专业实训基地建设模式的探索与实践化工技术类专业实训基地建设模式的探索与实践常州工程职业技术学院常州工程职业技术学院1010系统构建实践教学平台，探索多元化实践育人模式系统构建实践教学平台，探索多元化实践育人模式华中农业大学华中农业大学1111中华民族非物质文化遗产教育传承体系在当代高校的构建与实践中华民族非物质文化遗产教育传承体系在当代高校的构建与实践重庆文理学院重庆文理学院1212课程项目化，实验实战化，作品产品化课程项目化，实验实战化，作品产品化动画专业实验教学新体系动画专业实验教学新体系的构建与实践的构建与实践四川美
14、术学院四川美术学院实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析12序号成果名称完成单位1 1电子信息类实践教学创新体系和人才培养模式的研究与实践电子信息类实践教学创新体系和人才培养模式的研究与实践北京邮电大学北京邮电大学2 2基于下一代网络的创新型实践教学平台的研究与实践基于下一代网络的创新型实践教学平台的研究与实践北京邮电大学北京邮电大学3 3数控技术专业生产性实训基地建设研究与实践数控技术专业生产性实训基地建设研究与实践长春职业技术学院长春职业技术学院4 4构建国家级电工电子实验教学示范中心的研究与实践构建国家级电工电子实验教学示范中心的研究与实践哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学5 5大学
15、生计算机实践和创新能力培养改革与实践大学生计算机实践和创新能力培养改革与实践同济大学，华东理工同济大学，华东理工大学，上海交通大学大学，上海交通大学6 6 以培养学生创新能力为目标，加强电子实验教学中心建设与实践教学以培养学生创新能力为目标，加强电子实验教学中心建设与实践教学改革改革 西北工业大学西北工业大学 7 7 电子信息专业人才培养方案创新中的实践教学体系构建和实施电子信息专业人才培养方案创新中的实践教学体系构建和实施 西安理工大学西安理工大学 8 8 深化实践教学改革深化实践教学改革 提升学生创业与创新能力提升学生创业与创新能力经管综合实践中心的经管综合实践中心的建设与实践建设与实践
16、哈尔滨商业大学哈尔滨商业大学 9 9 创新实验教学体系，打造应用型人才培养基地创新实验教学体系，打造应用型人才培养基地 贵州财经学院贵州财经学院 10 10 创建地方工科院校管理类专业实践教学平台提高本科生的实践能力创建地方工科院校管理类专业实践教学平台提高本科生的实践能力与创新精神与创新精神 西安理工大学西安理工大学 20092009年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果二等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果二等奖（585585项）项） 实践、实验教学实践、实验教学5050项（项（8.5%8.5%）实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析13序号成果名称完成单位1
17、1创新课程体系，突出自主研学的电工电子实践课程改革与成效创新课程体系，突出自主研学的电工电子实践课程改革与成效东南大学、南京航空东南大学、南京航空航天大学航天大学2 2工科大学生数学创新实践能力培养模式的探索与践行工科大学生数学创新实践能力培养模式的探索与践行西北工业大学西北工业大学3 3创建创建“即时共享协同融合学训一体即时共享协同融合学训一体”同步实践教学模式，同步实践教学模式， 培养卓越法律人才培养卓越法律人才中国政法大学中国政法大学4 4大学生自主实践的大学生自主实践的“梦工厂梦工厂”工程坊的建设与实践工程坊的建设与实践西安交通大学西安交通大学5 5北京大学创新人才培养的实践与探索北京
18、大学创新人才培养的实践与探索北京大学北京大学6 6突破传统观念创新运行机制实验教学从后台走向前台突破传统观念创新运行机制实验教学从后台走向前台哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学20142014年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果一等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果一等奖（5050项）项） 实践、实验教学实践、实验教学6 6项（项（12%12%）实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析1420142014年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果二等奖年高等教育国家级教学成果奖评审委员会评审结果二等奖（400400项）项） 实践、实验教学实践、实验教学2727项（项（6
19、.75%6.75%）序号成果名称完成单位1 1计算机系统核心课程群及其实验体系的研究与实践计算机系统核心课程群及其实验体系的研究与实践北京航空航天大学北京航空航天大学2 2创建工程训练竞赛新模式提升大学生创新实践能力创建工程训练竞赛新模式提升大学生创新实践能力大连理工大学、清华大学、大连理工大学、清华大学、哈尔滨工程大学、合肥工业哈尔滨工程大学、合肥工业大学、山东大学、四川大学大学、山东大学、四川大学3 3高校工程实践教学改革的探究与实践高校工程实践教学改革的探究与实践山东大学、清华大学山东大学、清华大学4 4构建渐进性阶梯式工程实践教学体系，造就实用型软件工程创构建渐进性阶梯式工程实践教学体
20、系，造就实用型软件工程创新人才新人才重庆大学重庆大学5 5优化知识体系、创建实践环节，深化优化知识体系、创建实践环节，深化 决策支持系统导论决策支持系统导论 课程课程的建设与实践的建设与实践东华大学东华大学6 6实验室科研探究课：转化科研优势，创新跨学科通识教学模式实验室科研探究课：转化科研优势，创新跨学科通识教学模式 清华大学清华大学7 7基于创新能力型人才培养的实践教学体系构建基于创新能力型人才培养的实践教学体系构建北京理工大学北京理工大学8 8创建创建“四位一体四位一体”创新实践教育机制，培养高质量人才创新实践教育机制，培养高质量人才北京邮电大学北京邮电大学9 9学科综合与研究环境下本科
21、生实践能力培养机制的探索与实践学科综合与研究环境下本科生实践能力培养机制的探索与实践 吉林大学吉林大学1010建设有中原文化特色的国家大学生文化素质教育基地创新实验建设有中原文化特色的国家大学生文化素质教育基地创新实验区的研究与实践区的研究与实践郑州大学郑州大学实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析15200520052009200920142014占本奖项比占本奖项比占本奖项比占本奖项比占本奖项比占本奖项比特等奖特等奖2 266.6%(66.6%(共共3 3项项) )- - -一等奖一等奖3 35%5%（共（共5959项）项）121218.7%18.7%（共（共6464项）项）6
22、612%12%（共（共5050项）项）二等奖二等奖42427.8%7.8%（共（共537537项）项）50508.5%8.5%（共（共585585项）项）27276.75%6.75%（共（共400400项）项）汇总汇总47477.8%7.8%（共（共599599项）项）62629.5%9.5%（共（共651651项）项）33337.3%7.3%（共（共452452项）项）实验、实践教学国家级教学成果奖汇总分析实验、实践教学国家级教学成果奖汇总分析实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析16实验、实践教实验、实践教20142014年国家教学成果奖申报参评项目年国家教学成果奖申报参评项目（
23、946946项）（实验实践教学项目项）（实验实践教学项目8383项项 8.8%8.8%）按学科分类按学科分类序号序号科目科目数量数量1 1经济学经济学1 1 2 2历史学历史学1 13 3农农 学学2 2 4 4艺术学艺术学3 35 5法法 学学3 36 6教育学教育学3 3序号序号科目科目数量数量7 7文文 学学3 38 8管理学管理学5 59 9医医 学学8 81111理理 学学1313（15.6%15.6%）1212工工 学学2828（33.7%33.7%）1313其其 他他1313合计合计8383实验教学国家教学国家级教学成果教学成果奖分析分析17 从最新统计发现，东、中、西部地区不同
24、大学实验教学资源拥有量差距明显 仅以仪器设备为例，大学仪器设备主要分布在北京、江苏、山东、上海等沿海经济发达省市。 东部地区大学的仪器设备值占全国大学的52.74%,超过中、西部地区大学仪器设备值之和，且增长率高于中、西部地区大学。东部地区大学生均仪器设备值是中、西部地区大学的1.6倍2.生均实验教学仪器设备情况生均实验教学仪器设备情况18 实验教学资源的严重不均衡。“985工程”、“211工程”高校和一般高校生均仪器设备值之比约为3.6：1.8：1，充分说明了这个问题19对实验教学的重视不断增强对实验教学的重视不断增强 不断学习国外的经验做法不断学习国外的经验做法 积极尝试和实施新举措积极尝
25、试和实施新举措高校都意识到实验教学应该与理论教学摆在同等重要的地位；在加强高校都意识到实验教学应该与理论教学摆在同等重要的地位；在加强实验室建设，增加经费投入，健全人事考核评价制度，强化师资队伍实验室建设，增加经费投入，健全人事考核评价制度，强化师资队伍建设的同时，对实验内容、教学手段、教学方法等进行改革与尝试建设的同时，对实验内容、教学手段、教学方法等进行改革与尝试逐步改变以验证性为主的模式，正在由验证性向开放式、研究性转变；逐步改变以验证性为主的模式，正在由验证性向开放式、研究性转变；创立了一系列符合办学实际、有利于拔尖创新人才成长的新模式。许创立了一系列符合办学实际、有利于拔尖创新人才成
26、长的新模式。许多项目还荣获国家级教学成果奖，以成果奖反哺人才培养，形成良性多项目还荣获国家级教学成果奖，以成果奖反哺人才培养，形成良性互动互动高校通过选派干部培训、教师进修、学术论坛、涉外合作项目等形式，高校通过选派干部培训、教师进修、学术论坛、涉外合作项目等形式，不断学习掌握国外高校的实验教学上的好的经验与做法不断学习掌握国外高校的实验教学上的好的经验与做法20美国美国中国中国理理念念注重教育观念的更新，注重教育观念的更新，教教师师主主要要是是提提出出问问题题、启启发发思思路路和引导争论；和引导争论；追求新颖、现代、有特色；追求新颖、现代、有特色；“授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔”
27、基于采用基于采用“三基三基”教学理念，教学理念，即即基基础础理理论论、基基础础知知识识和和基基本本技技能；能；追求完整、系统、规范化；追求完整、系统、规范化；认为实验也就是认为实验也就是“依样画葫芦依样画葫芦”3.3.中美高校中美高校实验教学比教学比较中美高校物理实验教学比较中美高校物理实验教学比较21美国美国中国中国内内容容新新（反反映映学学科科前前沿沿、教教材材为为自自编编讲讲义义或或者者由由教师从市场上选择推荐给学生）；教师从市场上选择推荐给学生）；深深（知知识识层层次次，实实验验有有一一定定难难度度，需需要要查查阅阅大量资料）；大量资料）；特（结合自身特色和优势）；特（结合自身特色和优
28、势）；多多（实实验验题题目目多多、选选题题广广，基基本本上上涵涵盖盖了了物物理学的每一个领域）理学的每一个领域）有有固固定定教教材材（规规划划教教材材、面面向向2121世世纪纪课课程程教教材等）；材等）；传传统统、经经典典的的实实验验内内容容多多，体体现现现现代代科科学学技技术最新实验项目少；术最新实验项目少；规规定定了了内内容容、仪仪器器和和实实验验方方法法，甚甚至至要要达达到到的实验结论的实验结论中美高校物理实验教学比较中美高校物理实验教学比较在内容上：麻省理工学院的高级实验课程中的实验项目，一个在内容上：麻省理工学院的高级实验课程中的实验项目，一个实验学生要做实验学生要做 2 23 3
29、周，每周周，每周 6 6 小时。对于一些较复杂的实小时。对于一些较复杂的实验，实验报告要求也很严格。斯坦福大学三年级学生做的光学验，实验报告要求也很严格。斯坦福大学三年级学生做的光学实验，要求学生按发表论文的格式写实验报告实验，要求学生按发表论文的格式写实验报告中美高校物理实验教学比较中美高校物理实验教学比较22美国美国中国中国方方法法理理论论教教学学与与实实验验教教学学一一般般都都是是整整合合在在大大学学物物理课程之中；理课程之中；对计算机和网络技术的使用程度高；对计算机和网络技术的使用程度高；多采用探究式教学和工作室物理实验教学；多采用探究式教学和工作室物理实验教学；分组实验，时间可以自己
30、掌握分组实验，时间可以自己掌握教教学学和和实实验验各各自自有有各各自自的的教教学学计计划划，二二者者不不一致；一致；计算机普及率不高，设备自动化程度低；计算机普及率不高，设备自动化程度低； 学生多按照既定步骤和要求完成操作；学生多按照既定步骤和要求完成操作；一次性实验任务较多，多以班为单位一次性实验任务较多，多以班为单位在方法上：如麻省理工学院的普通物理学课程中，完全是在实在方法上：如麻省理工学院的普通物理学课程中，完全是在实验室里完成的，按照学生每组验室里完成的，按照学生每组 7 7 人进行分组，以学生自学为人进行分组，以学生自学为主，教师讲解理论与指导实验同步进行主，教师讲解理论与指导实验
31、同步进行中美高校物理实验教学比较中美高校物理实验教学比较23美国美国中国中国评评价价一一般般按按课课程程总总评评成成绩绩 100%=100%=期期末末考考试试成成绩绩 30%-40%+30%-40%+平平时时测测验验成成绩绩20%-20%-30%+30%+课课后后作作业业成成绩绩20%+20%+实实验验成成绩绩10%+10%+考勤、课堂表现成绩考勤、课堂表现成绩10%-20%10%-20%来评价来评价一一般般按按课课程程总总评评成成绩绩100%=100%=平平时时成成绩绩60%+ 60%+ 期末成绩期末成绩40%40%来评价来评价在评价上：如麻省理工学院，是按在评价上：如麻省理工学院，是按 “
32、 “课程总评成绩（课程总评成绩（100%100%）= =四次单独口头考察（四次单独口头考察（40%40%）+ +期末公开口头表达（期末公开口头表达（10%10%）+ +实验记实验记录（录（15%15%）+ +预备问题分析（预备问题分析（10%10%）+ +考勤及表现（考勤及表现（10%10%）+ +四页书四页书面总结（面总结（15%15%）”的方式来评价，其中的方式来评价，其中“四次单独口头考察四次单独口头考察”占的比重最大，其目的就是要培养学生做报告的能力占的比重最大，其目的就是要培养学生做报告的能力中美高校物理实验教学比较中美高校物理实验教学比较24实验教学队伍考核评价机制及实验室管实验教
33、学队伍考核评价机制及实验室管理机制需进一步完善理机制需进一步完善实验教学队伍人员年龄老化，优秀的实实验教学队伍人员年龄老化，优秀的实验师资严重匮乏验师资严重匮乏需要进一步改善实验教学条件，加大投需要进一步改善实验教学条件，加大投入力度；科学制定实验条件建设规划，入力度；科学制定实验条件建设规划，力求设备共享，充分发挥作用力求设备共享，充分发挥作用1 13 32 2队伍建设急需队伍建设急需加强，体制机加强，体制机制有待完善制有待完善4.4.需要突破的主要问题需要突破的主要问题25实验教学的体系内容评价标准未能体现实验教学的体系内容评价标准未能体现“以学生为中心以学生为中心”的教学理念的教学理念重
34、理论、轻实验的思想根深蒂固重理论、轻实验的思想根深蒂固实验课程往往被视为次要课程和理论课实验课程往往被视为次要课程和理论课程的附属品程的附属品1 13 32 2实验教学理念实验教学理念有待更新有待更新26对科学思维和方法的训练不足，学生鲜对科学思维和方法的训练不足，学生鲜有自主的探索和思考有自主的探索和思考实验内容较少向生产和工程应用延伸，实验内容较少向生产和工程应用延伸，学生走向社会时，缺乏灵活运用所学知学生走向社会时，缺乏灵活运用所学知识处理社会问题的能力识处理社会问题的能力演示性、验证性实验内容过多，而综合演示性、验证性实验内容过多，而综合性、设计性实验偏少性、设计性实验偏少; ; 简单
35、重复性实验简单重复性实验内容过多，反映学科新知识、新成果的内容过多，反映学科新知识、新成果的内容少，与当今迅速发展的学科前沿新内容少，与当今迅速发展的学科前沿新理论、新技术脱节理论、新技术脱节实验教学内容实验教学内容有待完善有待完善1 13 32 227实验教材鲜有实验思想、设计思路、实实验教材鲜有实验思想、设计思路、实验背景等教育内容验背景等教育内容过于强调结果而忽略了实验思想过于强调结果而忽略了实验思想设计性实验只给出固定的设计模式，没设计性实验只给出固定的设计模式，没有真正激发学生自主设计的积极性有真正激发学生自主设计的积极性模式和评价体模式和评价体系有待改进系有待改进以教师传授知识和技
36、能为主，内容和进以教师传授知识和技能为主，内容和进度基本上依附于课堂教学度基本上依附于课堂教学1 13 32 24 428近十年来，高校实验教学发生了深近十年来，高校实验教学发生了深刻变化，实验项目类型明显增加。刻变化，实验项目类型明显增加。对部分省市的调查资料统计，目前对部分省市的调查资料统计，目前我国高校实验项目就有我国高校实验项目就有 13 13 类之多，类之多，如右表如右表实验项目之所以出现如此众多的类型主实验项目之所以出现如此众多的类型主要由于我国东西部差距大，高等教育机要由于我国东西部差距大，高等教育机构多，人们对实验项目内涵的理解上的构多，人们对实验项目内涵的理解上的差异所致。这
37、也在一定程度上说明，一差异所致。这也在一定程度上说明，一个时期以来我国高校实验教学的研究和个时期以来我国高校实验教学的研究和改革实践还是相当活跃的改革实践还是相当活跃的三、实验教学分类与目标设定三、实验教学分类与目标设定第一类第一类验证性实验验证性实验第二类第二类演示性实验演示性实验第三类第三类感知性实验感知性实验第四类第四类虚拟性试验虚拟性试验第五类第五类创新性实验创新性实验第六类第六类自主性实验自主性实验第七类第七类工程性试验工程性试验第八类第八类提高性实验提高性实验第九类第九类综合性实验综合性实验第十类第十类实践性实验实践性实验第十一类第十一类设计性实验设计性实验第十二类第十二类研究性实
38、验研究性实验第十三类第十三类个性化实验个性化实验实验教学的分类实验教学的分类29为了使实验教学更加符合学生的认知规律，更加贴近教学实际，为了使实验教学更加符合学生的认知规律，更加贴近教学实际，也更加方便指导、交流和管理，从学生的认知规律与思维活动也更加方便指导、交流和管理，从学生的认知规律与思维活动特点出发，有学者提出将教学实验项目归为以下三种类型，五特点出发，有学者提出将教学实验项目归为以下三种类型，五个层次。如下表所示个层次。如下表所示基本类型认知任务学生思维活动基础规范型实验1层次：了解记忆事实、术语、概念、基本实验方法2层次：理解利用实验技术方法/认识概念和原理综合设计型实验3层次：应
39、用利用概念和原理/解决问题4层次：综合应用多课程知识和技术/解决问题研究探索型实验5层次：研究应用所学知识探索/产生新知识30 德国教育家德国教育家AA拉伊认为：拉伊认为：“只有当一项实验的主要目只有当一项实验的主要目的是解决教学、教育问题时，这项实验才是教育学的实验的是解决教学、教育问题时，这项实验才是教育学的实验实验教学资源应有实际的教育目标，带有教育的特征，实验教学资源应有实际的教育目标，带有教育的特征，有其特有的规范。所以，这决定了不能简单地以自然科学实有其特有的规范。所以，这决定了不能简单地以自然科学实验来代替教学实验。验来代替教学实验。”实验教学的目标设定实验教学的目标设定31自上
40、世纪自上世纪9090年代以来，人们在实验课程体系、教学年代以来，人们在实验课程体系、教学内容、教学方法、教学模式等方面进行了大量研究和有内容、教学方法、教学模式等方面进行了大量研究和有益探索，但现有研究忽视了实验教学目标。这是导致实益探索，但现有研究忽视了实验教学目标。这是导致实验教学效果与开展实验教学改革的预期存在很大落差的验教学效果与开展实验教学改革的预期存在很大落差的主要原因主要原因教学目标是实验教学的出发点，合适的实验教学目教学目标是实验教学的出发点，合适的实验教学目标支配着实验教学的全过程标支配着实验教学的全过程32 关于实验教学目标的设定，西方学者们在上世纪七关于实验教学目标的设定
41、，西方学者们在上世纪七八十年代进行了认真探讨八十年代进行了认真探讨. .其中以克洛普弗的研究最其中以克洛普弗的研究最为典型。为典型。19711971年，克洛普弗提出理工科大学实验教学年，克洛普弗提出理工科大学实验教学要把重点放在以下五个方面：要把重点放在以下五个方面：（1 1）知识和理解能力；（）知识和理解能力；（2 2）训练动手能力；（）训练动手能力；（3 3）实践科学的探索过程；（实践科学的探索过程；（4 4）了解科学家的工作方法；）了解科学家的工作方法；（5 5）培养对科学的兴趣和科学态度。显然，这些目）培养对科学的兴趣和科学态度。显然，这些目标在今天仍然是广大高等教育工作者所追求的标在
42、今天仍然是广大高等教育工作者所追求的33科学态度科学态度实验能力实验能力（最根本（最根本的目标）的目标）实验方法实验方法（应有的（应有的起点）起点）l实验动手能力l自己根据已经提出的问题和任务去设计和完成一个实验的能力l自己提出问题，自己去实验以获得新知的能力l掌握方法l规范选择实验方法l评价实验方法学会实验方法的目标、学会实验方法的目标、实验能力的目标实验能力的目标围绕人才培养目标的变化，我们可以把现代大学本科实验教学目标分为实验方法、科学态度、实验能力三个维度34 本科实验教学目标的层次是通过不同类型的本科实验教学目标的层次是通过不同类型的实验来实现的以金属块密度实验为例：实验来实现的以金
43、属块密度实验为例：基础型实验基础型实验：如果给学生完成的操作程序并要求他们严格遵循，根据确定的值计算出其密度。它可以训练学生规范地操作，培养其操作技能35设计型实验设计型实验：如果要求学生用不同的测量方法得出结果，或者向学生提供几种测量体积的方法，让他们比较不同的测量方法得出的种种结果。它可以让学生在同一个实验项目下设计不同的实验方案，由学生实施自己的方案，分析数据，得出结论，发挥其主观能动性36探究型实验探究型实验：如果在铝块外面涂上一层漆，使其原色被掩盖，然后问学生怎样进行测量才能确定材料的物理属性。这样更能启迪学生的思维，培养学生提出问题的能力，增强他们的好奇心，激发他们的创新潜能，提升
44、实验能力37四、对开放式、研究性实验教学的认识四、对开放式、研究性实验教学的认识 有学者提出，随着我国高校实验教学地位发生的较大变化，可以归有学者提出，随着我国高校实验教学地位发生的较大变化，可以归纳为以下纳为以下3 3个转变：个转变：l依附性到相对独立性依附性到相对独立性 这是从实验课与理论课的关系而言，有必要改变实验教学依附于理论教学的传统观念，形成理论教学与实验教学统筹协调的观念l被动性到相对主动性被动性到相对主动性 这是从实验所起的作用而言，显然实验教学与创新人才培养的结合更为紧密l单一性到相对多样性单一性到相对多样性 这是从实验的模式而言，从原来的演示、验证模式拓展为基础规范型、综合
45、设计型、研究探索型等多种模式 因此，当前，各高校特别关注并积极探索开展开放式、研究性的实因此，当前，各高校特别关注并积极探索开展开放式、研究性的实验教学验教学38所谓“开放性”实验教学主要是指整个教学体系的开放，它不仅体现在课内开放、课外开放、时间开放、地点开放、实验元器件开放，还涉及理念的开放、内容的开放、方法的开放、评价的开放、管理的开放等等，是不同教育理论的兼容并包。（亿方、蓝金辉，近10年国内外大学实验教学发展状况探讨，北京科技大学学报（社会科学版）， 2014.3 ）开放性开放性39研究性研究性“研究性”实验项目多由实验室提供。对于本科生而言，他们参与研究性实验重在研究过程，通过研究
46、、思考达到思维能力、动手能力及科研能力的强化训练，在研究过程中获得知识的巩固与更新。在研究性实验教学中，我们不要求学生必须实验成功，只要他们通过实验，学会思考有所收获，奠定他们将来继续研究或工作的基础。（陆国栋，实验教学改革的思考与实验分类研究，中国大学教学，2010.9）40“探究性”实验教学在“研究性”实验教学基础上延伸出来的一种新的模式。它是由学生自己提出一个要探究的问题，这类实验的活动几乎全部都由学生完成。由于要独立地发现问题和解决问题，会促使学生用高度的责任心和热情，以及认真和实事求是的科学态度来解决问题，其科学素养可以全面地得到锻炼和提高。（赵建华，高校实验教学目标的探析，高教探索
47、,2012.4）探究性探究性41同学们选择一些与日常生活相关的小课题，如地沟油检测、塑化剂检测等等，在实验老师的指导下，自己查文献、制定方案、解决问题生活相关小课题生活相关小课题最前沿学术问题最前沿学术问题开放式、自主设计开放式、自主设计将诺贝尔奖工作、本学科最新进展、本校代表性工作等及时转化为实验内容。结合诺贝尔物理奖，开设了氧化型石墨烯材料的制备实验例如在“仪器分析实验”教学中，1/3课时用于设计性实验，学生自行组合、自由选题，通过查阅文献、取样、样品前处理、选择分析仪器，完成实验项目中国科学技术大学：中国科学技术大学：吸引本科生早日走进实验室吸引本科生早日走进实验室国内高校案例国内高校案
48、例42 提出申请提出申请 导师指导导师指导 融入课题融入课题 总结报告总结报告 举行答辩举行答辩在中国科大化学院，只要学生提出来都能进实验室，参与老师的课题，或者自己独立做，学院想方设法满足他们的科研实践需求中国科学技术大学：中国科学技术大学：吸引本科生早日走进实验室吸引本科生早日走进实验室国内高校案例国内高校案例43该课程涵盖理、工、文、医等领域，主讲教师中既有院士、国家级教学名师和高水平教授，也有实践经验丰富的工程师。全校共有32个院系的80多个实验室参与开课，100多位教师倾情参与。学生每学期可以从所有单元中自主选择8个不同院系的教学单元，计1学分；各学期可续选探究课，最多可计4学分，跨
49、学科观摩32个项目2003年的新生研讨课逐步演化为2007年的实验室科研探究课实验室科研探究课课程构成课程构成课程构成课程构成清华大学：清华大学：实验室科研探究课培养学生思维实验室科研探究课培养学生思维国内高校案例国内高校案例44在全校范围内，以实验室为依托，筛选一批典型科研成果，组织学生轮流到相关教学单元实验室，由高水平教师进行现场教学，以科普语言和各种直观形式，如实验现场、图板、音像资料、报告文档、启发式提问等，全方位展示科研过程。所有教学单元均在实验室现场进行，所讲授的内容均有活生生的具体事物作为旁证，学生还可以亲自动手实践操作具体做法具体做法具体做法具体做法清华大学：清华大学：实验室科
50、研探究课培养学生思维实验室科研探究课培养学生思维国内高校案例国内高校案例45 英语系三年级学生黄学永从小喜爱电子，却阴差阳错地走进了文科文科的大门。学校开设实验室科研探究课后，黄学永选修了其中的8 8个教个教学单元学单元。他考虑的是尽可能涵盖汽车、电子、计算机、机械等主流学科，因为它们之间具有很强的联系，比较容易在大脑中形成知识链知识链，构架知识系统清华大学：清华大学：实验室科研探究课培养学生思维实验室科研探究课培养学生思维国内高校案例国内高校案例46用实验倒逼课程用学生倒逼老师用第二课堂倒逼第一课堂每年600万元分到各院系，由院系自主支配。物理系有30位教授，按传统的做法，教授只上班级的课，
51、不管实验的课，但这个做法近年被打破了。全系30位教授的照片、研究平台和方向的介绍都详细地放在网上。学生就可以通过这个网页和教授联系，寻找自己的“加餐”。每名学生要完成一项探究性实验，课题可以找系里30位教授商量，实验可以进入教授本人的实验室去做 20132013年，有年，有7 7篇篇以浙江大学物理系本科生为以浙江大学物理系本科生为第一作者第一作者的论文发表在的论文发表在国际顶尖国际顶尖学术刊物学术刊物上。上。探究性实验平台探究性实验平台的建立，一方面让学生走进了教授的实验室的建立，一方面让学生走进了教授的实验室; ;另一方面，教授们也另一方面，教授们也通过这一机制更早更多地接触到具有创新潜质的
52、通过这一机制更早更多地接触到具有创新潜质的“好苗子好苗子”浙江大学：浙江大学：本科生实验课从本科生实验课从“验证验证”走向走向“探究探究”国内高校案例国内高校案例47气体动力学是一门理论性强、物理概念抽象、内容涉及大量高等气体动力学是一门理论性强、物理概念抽象、内容涉及大量高等数学问题的专业基础课程（有时候一节课的数学问题的专业基础课程（有时候一节课的PPTPPT，2020多页基本都多页基本都是公式），该课程在航空、航天航海等领域均有广泛用途是公式），该课程在航空、航天航海等领域均有广泛用途在传统实验教学中，实验大多具有验证性和单一性的特点，实验在传统实验教学中，实验大多具有验证性和单一性的特
53、点，实验内容选择、仪器设备、实验的准备等都由老师完成，学生则被动内容选择、仪器设备、实验的准备等都由老师完成，学生则被动地接受知识和技能效仿，限制了学生的学习积极性和主动性地接受知识和技能效仿，限制了学生的学习积极性和主动性如何让学生掌握这样一门既难学又十分重要的课程，在目前互联如何让学生掌握这样一门既难学又十分重要的课程，在目前互联网信息时代，网信息时代， 平铺直述、灌输式的教学方式已经不能适应现代平铺直述、灌输式的教学方式已经不能适应现代教书育人的需求教书育人的需求背景背景气体动力学基础课程开放式实验气体动力学基础课程开放式实验 基于伯努利方程原理试验器设计及原理验证西北工业大学西北工业大
54、学国内高校案例国内高校案例48lStep1: Step1: 针对课堂的理论教学中所讲述的伯努利方程基本原理，启发性的针对课堂的理论教学中所讲述的伯努利方程基本原理，启发性的讲述若干个有关伯努利方程在工程实际中的应用；讲述若干个有关伯努利方程在工程实际中的应用；lStep2Step2： 在征求全体同学意见的基础上，自愿报名参加开放实验环节；在征求全体同学意见的基础上，自愿报名参加开放实验环节；lStep3Step3：成立开放式实验兴趣小组，任命大组长、各小组组长，并由学生：成立开放式实验兴趣小组，任命大组长、各小组组长，并由学生根据个人专长和兴趣进行分工；根据个人专长和兴趣进行分工；lStep4
55、Step4：成立开放实验教师指导小组（王掩刚、施永强、杨青真、黄秀全、：成立开放实验教师指导小组（王掩刚、施永强、杨青真、黄秀全、余晓晶、郑光华），并对指导教师的工作进行分工；余晓晶、郑光华），并对指导教师的工作进行分工；lStep5Step5：对学生设计的方案进行评审，并给予合理化建议，拨付使用经费，：对学生设计的方案进行评审，并给予合理化建议，拨付使用经费，由学生小组进行详细设计、加工和调试；由学生小组进行详细设计、加工和调试；lStep6Step6：现场验收、总结：现场验收、总结具体做法具体做法西北工业大学西北工业大学国内高校案例国内高校案例49目标：构建一个全方位、立体化、多样性的创新
56、型开放实验教学体系目标：构建一个全方位、立体化、多样性的创新型开放实验教学体系措施：措施：l针对流体力学、气体动力学课程，设计若干系列设计型开放实验针对流体力学、气体动力学课程，设计若干系列设计型开放实验l建立多渠道的开放实验激励机制，内外动力双管齐下，激发学生实践创建立多渠道的开放实验激励机制，内外动力双管齐下，激发学生实践创新热情新热情l建立和完善开放实验室管理体制，从以往保姆式管理转变为学校统筹、建立和完善开放实验室管理体制，从以往保姆式管理转变为学校统筹、院系组织、教师指导、学生主体的四级管理模式院系组织、教师指导、学生主体的四级管理模式l实行开放实验公共选修课制度实行开放实验公共选修
57、课制度后续设想后续设想视频链接西北工业大学西北工业大学国内高校案例国内高校案例50青年教师是实验教学师资队伍的主体，是骨干力量，是教师队伍中最具活青年教师是实验教学师资队伍的主体，是骨干力量，是教师队伍中最具活力、最具创造力的一支生力军，是一所大学的未来和希望。青年教师唯有静下力、最具创造力的一支生力军，是一所大学的未来和希望。青年教师唯有静下心来教学，潜下心来育人，把实验教学放到教学工作的突出位置，才能在人才心来教学，潜下心来育人，把实验教学放到教学工作的突出位置，才能在人才培养工作中留下精彩一页。培养工作中留下精彩一页。在这里，有一句话与大家共勉：在这里，有一句话与大家共勉：一个人只要努力过，或许并不会立刻一个人只要努力过，或许并不会立刻看到回报，但在未来的日子里，一定会有一个时刻你会因它受益。看到回报，但在未来的日子里，一定会有一个时刻你会因它受益。最后希望我们的青年教师能在实验教学工作上有新的启发，在人才培养工最后希望我们的青年教师能在实验教学工作上有新的启发，在人才培养工作中有新的思考。作中有新的思考。五、青年教师是实验教学师资队伍建设的关键五、青年教师是实验教学师资队伍建设的关键51谢谢欢迎批评指正
