关于实验教学改革的思考与探索讲解

此类实验是在我国实验教学实践中一种传统的、常见的实验类型。 这类实验训练目的是培养学生的基本认知能力，它在传授基本实验知 识、基本实验方法方面快捷而有效。这类实验包括认知性实验、演示 性实验、验证性实验，它们的教学作用各有侧重。



综合设计类实验
综合设计型实验是指学生利用多门课程或多个原理及概念， 通过一种或多种实验方法实现教师给定的实验目的的实验 项目。其中包括了综合性实验和设计性实验。


单一性－－相对多样性
实验的模式而言 基础规范性、综合设计性、研究探索性
实验教学的五个结合
实验实习实训实践结合 课内课外结合 校内校外结合 境内境外结合 理论实验互动

3、实验教学项目分类与 分层研究
新书：《开放 ·创新－实验教学新模 式》


提出问题 发现问题是更高的境界


2001、2005、2009年分获国家教学成果二、一、二等奖。
2003年获评首批国家级精品课程。 2006年获国家级教学名师奖。 2007年获评首批国家级教学团队。 2007年承担国家级人才培养模式创新实验区项目。
0。自我简介

承担国家自然科学基金、863高技术计划 、博士点基金等项目 获得省部级科技进步一等奖多项 现任浙江大学本科生院副院长、教研处处长、竺可桢学院副 院长、机械系工程及计算机图学研究所副所长。
关于实验教学改革 的思考与探索
陆 国 栋 浙江大学 2010。11。26。
提 纲
1。教学改革的几个基本关系 2。实验教学地位的认识 3。实验教学项目分类分层研究
—关于分类与分层 —实验项目分类与分层
4。创新性实验教学 5。实验教学改革若干工作
0．自我简介

陆国栋，1963年出生，1979年考入浙江大学，1983年留校 任教，1999年晋升教授，2000年获理学博士学位，2001年 批准为博士生导师。


综合性实验
综合性实验是指学生在具备一定的基础知识和基本操作技能的基础上， 实验内容涉及本课程或相关课程的综合知识，运用综合的实验方法和 手段，按照要求（或自拟实验方案）通过完成实验过程，培养学生综 合运用所学知识，结合实验方法、实验技能，及分析问题、解决问题 的能力的一类复合型实验。


① 实验内容的复合性 ② 实验方法的多元性 ③ 人才培养的综合性
• •
以学生为中心≠放任学生 自主学习≠ 个人自学
匹配；
3. 教学方法改革受到教学管理与 评价方式的制约； 4. 在大班级教学中，受到规模及 环境的限制，探究式、交互式 等教学方法的优势不容易发挥。
• 协作学习≠小组完成任务 • 探究学习≠上网检索资料
2008-3-12
9
教学方法改革的路径

目标： 意在实现3个转变
分而治之，各个击破 分类方法 将问题分成相互并行的几个方面 分层方法 将问题分成上下层次的几个方面 分解方法 将问题分成相互关联的几个方面 合成方法 与分解相对应，分解的逆过程 概括方法 对一个问题的高度浓缩的描述，如摘要 纵向 横向 点状
分步方法 与分解类似，但更多地体现在时间过程中


如对一篇论文外在之分析，题目/章/节/小节
题目/摘要/关键词
－ －分步

计算机应用经历了三个阶段（分步方式）： · 多人一机 批处理阶段


· 一人一机 个人机阶段
· 一人多机 互联网阶段


物联网阶段
泛联网阶段

· 无人N机?

表1 目前高校实验项目分类
验证性实验 演示性实验 感知性实验 第八类 第九类 第十类 提高性实验 综合性实验 应用性实验，实践性实验；

（1）构建实验教学课程体系
创新实验课程体系

实验教学体系的构成
实验教学保障体系

实验教学体系已成为高校创新人才创新人才 培养卓有成效的载体，研究型高校构建的开 放式创新性实验教学体系基本凸显了如下五 个“突出” ：
– 突出主体，有助于学生主动建构科学的知识体系 – 突出手、脑并用，有助于促进理论与实践结合 – 突出研究探索，有助于培养学生创新意识和能力 – 突出综合设计和多元分析结合，有助于提高学生

特征
1.内容层次化 2.实验自主化 3.培养个性化 4.时间自由化 5.管理信息化 6.能力多维化 7.方法多样化

5、实验教学改革若干工作
实验教学改革
政策与管理制度 各校均少 自主性、研究性实验项目研究 各校各有特色 实验教材研究与编写 关注不够 实验考核方法 示范中心有许多好的经验，浙大物理 实验教学评价体系 实验精品课程建设 实验教学成果与创新 实验教学方法与手段 网络化，信息化
2、实验教学地位的认识
实验教学的三个转变



依附性－－相对独立性
理论课与实验课的关系而言 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


被动性－－相对主动性
实验的作用而言 实验教学与创新人才培养紧密结合：创新性实验计划，新苗人才计划， 创新创业计划，科研训练计划
创新性实验教学有利于学生创新能力的培养 1．树立创新性实验教学理念 2．建立创新性实验教学体系 3．探索建立创新性实验教学方法和模式




开放式与创新性的关系

首先，两者均为了改革传统实验教学模式，培养符合现代社会发 展需要的创新型人才 ； 其次，两者均以学生为主体，改变了传统教学模式中教师与学生 的角色，给予学生更多的自主学习的主动权；
基础规范型实验 2层次：理解 3层次：应用 综合设计型实验 4层次：综合
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
实验教学体系图
每一层次均可创新


基础规范类实验
基础规范型实验为检验课程中某单一理论或者原理的验证性实验，或 是练习基本实验方法、基本操作技能等的实验，这类实验要求学生熟 练掌握，操作技能规范化。
考虑新的学评教模式
在关注“教”的同时，侧重对“学”的评价：
是否有师生、生生互动？ 能否让学生保持对这门课程的学习兴趣？ 能否激发学生的求知欲？ 能否提高学生分析问题解决问题能力？ 学生课外投入的学习时间大约多少？等等
教学方法改革的路径


实验课与理论课的不同评价模式
还实验以本来面目 反对傻瓜式实验
综合素质的主渠道之一；
– 把实验室开放管理，方便学生、教师进入实验室，促进其精力


第三，开放式实验教学是创新性实验教学的一种外在形式，也是 创新性实验教学的保障条件，是创新性实验教学的必要条件之一； 创新性实验教学是开放式实验教学内涵的深化与拓展； 第四， 创新性实验教学必须要开放，只有在开放的环境与格局下， 才可能不断汲取新鲜血液；才可能为创新性实验教学“扩胸明 目”。反之，一个封闭的系统是很难获得创新的源泉的。


以教为主（老师满堂灌）向以学为主转变 以课堂为主（过分重课堂）向课内外结合转变 以结果评价为主（过分重分数）向结果过程结合转变

《中国大学教学》2010年第9期
－－强化通识核心课程

转变模式：
大班上课，小班研讨，课外跟进
改变评价：
教师：不参加传统学评教
改变评分：
正态分布，期末不超一半

担任教育部工程图学教指委秘书长


担任教育部实验教学指导委员会委员
担任浙江省实验教学指导委员会主任
1、教学改革的几个基本关系
（1）教与学----教学观念改革上的基本 关系
教师与学生 教书与学习 学校组织教与学生选择学


学分制：选专业、选课程、选进程
（2）统一性与多样性----培养模式改 革上的基本关系

培养目标：
单设模块，引导成人，培养人格，激发思维，提升素质
教学方法改革的路径

荣誉课程可以申请不参加传统的学评教



举措：
考虑新的学评教模式 原有评价多集中在“教”上：
教学是否认真 教学准备是否充分 教学内容是否充实 表达是否清晰，等等
教学方法改革的路径



① 实验内容的自主性 ② 实验结果的未知性 ③ 实验方法、手段的创新性



探索性实验
探索性实验一般由学生自行立题、设计并加以实现。从科学研究的角 度来定义，探索性实验我们认为也可表述为：利用现有条件和成果， 以获得发现、提出新的见解、开拓领域、解决现实问题、创造新的事 物和对已有的成果作出创造性的运用为目的的实验。一般由指学生自 行立题、设计并加以实现。

探索性实验
① 目的不同，探索性实验是探索研究现实社会经济生活中存在的未知 或不明确的事实，传统实验大多以验证已知的原理、结论为主。 ② 要求不同，探索性实验要求基本操作规范，准确，能正确运用各种 学科知识独自分析、解决问题，传统实验则要求能按照既定的规程操 作，得到与理论知识一致的实验结果。 ③ 过程不同，探索性实验的设计与实验过程是学生自主进行的，教师 在此过程中，只起引导作用，传统实验是实验过程和步骤由教师设计 并经充分验证的，在实验前是已知的。 ④ 结果不同，探索性实验的结果是事先不能确定的，传统的实验结果 事先是明确的。创新性实验教学相对于实验结果，更注重学生在实验 过程中的知识综合应用和创新思维，以及对实验结果的科学分析推理， 传统实验注重实验结果。
综合科学素质 – 突出知、情、意、能的高级复合作用，有助于学 生取得创新成果

通过六条路径建设实验教学体系
– 把实践能力培养作为创新型高素质人才培养的着力点； – 把实验教学改革作为研究探索型教学、基于问题的学习、综合
设计创新教学改革的突破口；
– 把实验教学作为培养学生基本理论知识、基本方法技能和基本
第一类 第二类 第三类
第四类
虚拟性实验
第十一类
设计性实验；
第五类
创新性实验，创造性实验；
第十二类
研究性实验；
第六类
第七类
自主性实验；
工程性实验；
第十三类
个性化实验；
…………

表2 实验项目三种类型
基本类型 认知水平 1层次：了解 学生思维活动 记忆事实、术语、概念、基本实验方法 利用实验技术方法/认识概念和原理 利用概念和原理/解决问题 应用多课程知识和技术/解决问题
培养目标（教育目标的重要组成部分） 课程设置和教学内容 全面发展与个性发展的关系


通识教育与专业教育
（3）传授知识与培养能力----教学方法 改革上的基本关系
理论教学与实践训练 课堂教学与环境营造

开展教学改革就是要处理好方方面面的关系
目前教学改革重心：教学方法改革
1. 2. 教学方法与教学内容高度相关； 教学方法与学生的学习方法相


研究性实验
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、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。


设计性实验
设计性实验是学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件， 自己设计实验方案、选择实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程 序，自己加以实现并对实验结果进行分析处理的实验。

① 学生学习的主动性 ② 实验内容的探索性 ③ 实验过程的多样性


研究探索类实验
研究探索型实验包括对新理论的研究、实验方法、技术和 仪器设备的改进和革新、大型软件的开发或二次开发，或 者直接参与教师的科研项目等。这类实验是学生在教师的 指导下独立自主地完成实验，或者在指导教师的研究领域 或者其个人的学科方向进行有目的、有意识的实质性探索 与研究活动。其教学目的在于激发学生的创新欲望、培养 学生的科学研究兴趣和研究创新能力。
十一五期间推出的面向大学生直接立项

十二五？
应该推出面向教师的直接立项 等同于国家基金 教师自由申请、自主探索、自我实践 充分调动教师的自主性、积极性、创造性
4、创新性实验教学
概念

创新性实验教学是以学生为主体、通过一 系列研究性教学方法与手段、以培养学生 实践能力和创新精神为目标的实验教学。




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研究探索类实验的拓展

可以认为，“国家大学生创新性实验计划”属研究探索类 实验范畴，同时又是研究探索类实验的拓展，因为大学生 创新性实验计划中的项目既包括大学生在实验室进行的研 究探索性实验项目，也包括在实验室以外的空间进行的自 主科研研究实践训练项目，如社会调查分析等。


大学生创新性实验计划