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以实验为基础的教学、科研环境已成为当前国际研究的热点和前沿领域,引起了广泛的重视。实验教学在高校教育中占有极其重要的地位,是教育教学改革的重要组成部分。然而,近年来,人们一直在探求如何提高计算机实验室和仪器设备利用率,而学生在开放实验室中学习、研究、探索的受益面和毕业生与就业岗位对接、适应状况等却没有得到应有的重视。以教师、实验室和演示为中心的传统实验教学模式已不能适应高速发展的信息化时代,现在需要培养大量适应社会发展的创新型人才,合理有效地运用信息技术、计算机网络技术等现代教育技术为教学服务其本身就是一种创新能力的表现。通过改革教学内容和教学手段,在已有的条件下最大限度地实施开放式教学,已成为人们的共识。为此,对创新性开放实验室的教学体系进行研究,保持计算机实验室开放持续发展是一个重要的课题。
一、开放式实验教学
高校计算机实验室应是一个具有开放性质的、为学生的探索研究活动提供服务的实验场所。要培养学生的创新精神,培养他们的创造才能,就必须把实验室开放,让学生能更自由的使用实验室以利于对他们的培养。其开放形式可以是:一,在教学使用时间内对实验室实行暂时“封闭”,这个方法保证了教学任务顺利完成。但是,这种方法的实施,影响到实验室的利用率。二,教学使用与开放使用相结合。把教学任务计划下达到学生手中,开放实验室,要求学生在某一规定时间内完成,并将任务执行结果上报。三,开学初,将本学期正常开设的实验课程时间段,在校园网上向学生公布,以便学生选择合适的实验时间,这种方法体现学生自主自觉的能力培养。
计算机相关课程的教学与其他经济管理类课程教学一个明显的区别就是精讲多练,要给学生提供充分的实践机会,这样才能把基础理论和知识变为一种熟练的技能。所以计算机类课程相应的实验教学改革就显得尤为重要,特别是开放实验室的建立。建立开放式实验室,创建一个让学生自由申请、亲自动手的操作实践环境,这样更能提高学生的应用能力,更能培养出适应现代社会的高素质的人才。
开放式实验教学可体现为改变实验成绩评定中强调一次性获得准确结果的观念,允许学生从失败中学习,通过重复实验达到实验教学的要求。允许学生在完成基本实验内容的基础上自选实验。开放式实验教学也体现在实验教学内容方面,如增加设计型综合实验、小型研究性实验。这类实验将重点放在培养学生设计、制造、在实践中发现问题、分析问题及解决问题的综合能力与素质方面。开放实验,有利于对学生因材施教,有利于学生个性发展,也有利于培养学生对实验的兴趣。实验教学内容开放:
1.基本技能训练型的开放实验:学生自己准备工具和材料,熟悉和掌握实验室设备的正确使用,独立完成实验指导所规定的实验内容,以进行必要的基本技能训练。
2.综合性和设计性的开放实验:学生通过系列实验和各种实验操作,进一步熟悉各类型仪器的使用,掌握各项实验技术与方法,掌握各种实验手段,不断提高实验技术水平以及独立分析问题解决问题的能力。
3.学生参与科研型的开放实验:使学生学会如何发现课题,如何搞科研工作,培养学生实事求是科学态度、严谨治学的学风和相互协作的团队精神。
4.学生自选实验课题型的开放实验:在自主性实验中,学生与指导教师一起确定研究课题或研究方向,学生必须独立通过各种渠道查找相关信息和资料,完成课题的方案设计、实验装置安装与调试,修改完善后,在指导教师的指导下进行实验,撰写实验报告或论文。学生可根据自己的兴趣和将来的打算,选择课题方向,搜集资料,掌握技術,以便将来选择适合自己的职业。
二、建立新实验教学体系
研究创新性实验体系采用以“学生为主体,教师为主导”的开放式实验教学新模式,分为课程内研究性实验、非课程研究性学习和课外创新实践等形式。实践过程注重方法论、创造性科学思维的培养。引导学生“发现——思考——创新”,给学生留有自主思考的余地,从而在根本上摆脱以教师为中心,按部就班的教学模式,提高了学生的综合实践能力和创新精神。
1.实验教学与理论教学相分离。将实验教学与理论教学相分离,建立开放式实验教学管理等制度和学分制教学管理方式,整合优化实验课程体系,根据创新型人才培养的总体要求,科学地将相近学科中实验学时多、实验项目多的课程,单独设置为实验课程,并给予相应的学分,实行实验教学学分制;按内容性质将实验内容划分为必做实验、任意选做实验和限定选做实验等,单独制订实验教学计划和教学大纲,使实验教学从理论教学中彻底分离开来,成为与理论教学并行的教学体系。通过建立完善、健全的理论与实验综合教学体系,引导学生进行积极有益的实践活动,充分发挥学生的主观能动性和科学探索精神。
2.开发在线实验教学平台和开放实验教学管理系统。随着现代教育技术的不断发展和教学手段的进一步改革,充分利用学校现有的网络设施和多媒体设备,建立在线实验教学平台,开发实验教学系统,使实验教学和实验室建设同步发展,满足网络教学的需求。通过在线开放式实验教学系统,拓展实验教学的时间和空间,使学生不必进入实验室,在网上进行模拟实验,将实验教学内容、时间和过程从课堂内、实验室拓展到课堂外、网上虚拟实验室,形成了实验室内的动手操作实验和网上实验模拟相结合、课堂内教师的实验教学和课堂外的学生自主学习实验相辅相成的开放式实验教学新体系。对于某些只能到实验室才能完成的实验,通过开放实验管理系统简化学生开放实验的预约手续,同时辅助实验室管理人员及时掌握预约学生情况,合理有效地调度实验仪器、设备资源、指导教师,使实验室管理工作更科学化、规范化。
3.实验室资源共享。实验教学改革是学科建设的重要内容,对于培养学生的实践能力、实验技术和创新精神有着重要的作用。根据每个学生的基础和自身能力、学习兴趣爱好等方面的个体差异来设置实验项目,使学生的专业特点、兴趣爱好、创造能力等个体特性得到进一步的张扬和升华。在整合优化的过程中,至少涉及到实验课程子系统、教师子系统和管理子系统,需要统筹安排,多次优化,以达到最佳的效果。通过校内各院实验教学资源共享,特别是综合性、设计性的实验可以到不同院校的相关实验室里完成,校外可以到各相关研究所以及高等院校通过各种合作方式完成实验,只有通过不同功能的实验室资源共享才有利于复合型人才的培养,体现学校的办学特色。
计算机实验室的开放建设与管理是一项长期而艰巨的重要工作,它不仅仅关系到提高学校教学质量的问题,更重要的是关系到实施素质教育、培养创新人才的问题,也关系到如何更好地为地方经济建设服务的问题。努力把实验室建成为教学、科研、生产实践相结合的多功能的创新实践基地,培养21世纪的高素质人才,是每一个教育工作者责无旁贷的义务。因此,在实际工作中应进一步解放思想,更新观念,探索研究,努力推进实验室的建设和发展,开放高校实验室,将其资源得到充分的使用,充分发挥实验室在高等学校中的应有作用,提高学校办学的综合实力和整体水平。
实验室开放的目的是培养具有实践能力和创新精神的高素质人才。实验室开放是一项复杂的系统工程,在实施的过程中要进行整体规划,统筹考虑,对各子系统的结构和功能进行整体优化,真正实现实验室开放的持续健康发展。
(作者单位:江西理工大学应用科学学院)
一、开放式实验教学
高校计算机实验室应是一个具有开放性质的、为学生的探索研究活动提供服务的实验场所。要培养学生的创新精神,培养他们的创造才能,就必须把实验室开放,让学生能更自由的使用实验室以利于对他们的培养。其开放形式可以是:一,在教学使用时间内对实验室实行暂时“封闭”,这个方法保证了教学任务顺利完成。但是,这种方法的实施,影响到实验室的利用率。二,教学使用与开放使用相结合。把教学任务计划下达到学生手中,开放实验室,要求学生在某一规定时间内完成,并将任务执行结果上报。三,开学初,将本学期正常开设的实验课程时间段,在校园网上向学生公布,以便学生选择合适的实验时间,这种方法体现学生自主自觉的能力培养。
计算机相关课程的教学与其他经济管理类课程教学一个明显的区别就是精讲多练,要给学生提供充分的实践机会,这样才能把基础理论和知识变为一种熟练的技能。所以计算机类课程相应的实验教学改革就显得尤为重要,特别是开放实验室的建立。建立开放式实验室,创建一个让学生自由申请、亲自动手的操作实践环境,这样更能提高学生的应用能力,更能培养出适应现代社会的高素质的人才。
开放式实验教学可体现为改变实验成绩评定中强调一次性获得准确结果的观念,允许学生从失败中学习,通过重复实验达到实验教学的要求。允许学生在完成基本实验内容的基础上自选实验。开放式实验教学也体现在实验教学内容方面,如增加设计型综合实验、小型研究性实验。这类实验将重点放在培养学生设计、制造、在实践中发现问题、分析问题及解决问题的综合能力与素质方面。开放实验,有利于对学生因材施教,有利于学生个性发展,也有利于培养学生对实验的兴趣。实验教学内容开放:
1.基本技能训练型的开放实验:学生自己准备工具和材料,熟悉和掌握实验室设备的正确使用,独立完成实验指导所规定的实验内容,以进行必要的基本技能训练。
2.综合性和设计性的开放实验:学生通过系列实验和各种实验操作,进一步熟悉各类型仪器的使用,掌握各项实验技术与方法,掌握各种实验手段,不断提高实验技术水平以及独立分析问题解决问题的能力。
3.学生参与科研型的开放实验:使学生学会如何发现课题,如何搞科研工作,培养学生实事求是科学态度、严谨治学的学风和相互协作的团队精神。
4.学生自选实验课题型的开放实验:在自主性实验中,学生与指导教师一起确定研究课题或研究方向,学生必须独立通过各种渠道查找相关信息和资料,完成课题的方案设计、实验装置安装与调试,修改完善后,在指导教师的指导下进行实验,撰写实验报告或论文。学生可根据自己的兴趣和将来的打算,选择课题方向,搜集资料,掌握技術,以便将来选择适合自己的职业。
二、建立新实验教学体系
研究创新性实验体系采用以“学生为主体,教师为主导”的开放式实验教学新模式,分为课程内研究性实验、非课程研究性学习和课外创新实践等形式。实践过程注重方法论、创造性科学思维的培养。引导学生“发现——思考——创新”,给学生留有自主思考的余地,从而在根本上摆脱以教师为中心,按部就班的教学模式,提高了学生的综合实践能力和创新精神。
1.实验教学与理论教学相分离。将实验教学与理论教学相分离,建立开放式实验教学管理等制度和学分制教学管理方式,整合优化实验课程体系,根据创新型人才培养的总体要求,科学地将相近学科中实验学时多、实验项目多的课程,单独设置为实验课程,并给予相应的学分,实行实验教学学分制;按内容性质将实验内容划分为必做实验、任意选做实验和限定选做实验等,单独制订实验教学计划和教学大纲,使实验教学从理论教学中彻底分离开来,成为与理论教学并行的教学体系。通过建立完善、健全的理论与实验综合教学体系,引导学生进行积极有益的实践活动,充分发挥学生的主观能动性和科学探索精神。
2.开发在线实验教学平台和开放实验教学管理系统。随着现代教育技术的不断发展和教学手段的进一步改革,充分利用学校现有的网络设施和多媒体设备,建立在线实验教学平台,开发实验教学系统,使实验教学和实验室建设同步发展,满足网络教学的需求。通过在线开放式实验教学系统,拓展实验教学的时间和空间,使学生不必进入实验室,在网上进行模拟实验,将实验教学内容、时间和过程从课堂内、实验室拓展到课堂外、网上虚拟实验室,形成了实验室内的动手操作实验和网上实验模拟相结合、课堂内教师的实验教学和课堂外的学生自主学习实验相辅相成的开放式实验教学新体系。对于某些只能到实验室才能完成的实验,通过开放实验管理系统简化学生开放实验的预约手续,同时辅助实验室管理人员及时掌握预约学生情况,合理有效地调度实验仪器、设备资源、指导教师,使实验室管理工作更科学化、规范化。
3.实验室资源共享。实验教学改革是学科建设的重要内容,对于培养学生的实践能力、实验技术和创新精神有着重要的作用。根据每个学生的基础和自身能力、学习兴趣爱好等方面的个体差异来设置实验项目,使学生的专业特点、兴趣爱好、创造能力等个体特性得到进一步的张扬和升华。在整合优化的过程中,至少涉及到实验课程子系统、教师子系统和管理子系统,需要统筹安排,多次优化,以达到最佳的效果。通过校内各院实验教学资源共享,特别是综合性、设计性的实验可以到不同院校的相关实验室里完成,校外可以到各相关研究所以及高等院校通过各种合作方式完成实验,只有通过不同功能的实验室资源共享才有利于复合型人才的培养,体现学校的办学特色。
计算机实验室的开放建设与管理是一项长期而艰巨的重要工作,它不仅仅关系到提高学校教学质量的问题,更重要的是关系到实施素质教育、培养创新人才的问题,也关系到如何更好地为地方经济建设服务的问题。努力把实验室建成为教学、科研、生产实践相结合的多功能的创新实践基地,培养21世纪的高素质人才,是每一个教育工作者责无旁贷的义务。因此,在实际工作中应进一步解放思想,更新观念,探索研究,努力推进实验室的建设和发展,开放高校实验室,将其资源得到充分的使用,充分发挥实验室在高等学校中的应有作用,提高学校办学的综合实力和整体水平。
实验室开放的目的是培养具有实践能力和创新精神的高素质人才。实验室开放是一项复杂的系统工程,在实施的过程中要进行整体规划,统筹考虑,对各子系统的结构和功能进行整体优化,真正实现实验室开放的持续健康发展。
(作者单位:江西理工大学应用科学学院)