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[摘要]以学生为本的教学理念不仅注重人的认知规律，同时也能充分调动学生学习的积极性。课堂教学具有效率高的特点，但又扼制着新教学模式的发展。而开放实验室能满足新教学模式的实施条件，又是课堂教学的有效补充。因此，应积极探索开放实验室的多样化，不断促进新的教学模式的开展和实施。
[关键词]开放实验室 多形式教学模式
[作者简介]张静（1980- ），女，河北邯郸人，石家庄学院计算机系，讲师，硕士，主要从事数字图像处理方面的研究；董伟（1980- ），男，河北石家庄人，石家庄学院计算机系，讲师，主要从事软件工程和模式识别方面的研究。（河北 石家庄 050035）姚军（1981- ），男，河北石家庄人，石家庄职业技术学院现代教育技术中心，助教，主要从事软件设计和系统分析方面的研究。（河北 石家庄 050081）
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）18-0142-02
教学模式的研究指导人们从整体上去综合地探讨教学过程中各因素之间的互相作用和其多样化的表现形态，以动态的观点去把握教学过程的本质和规律，同时对加强教学设计、研究教学过程的优化组合也有一定的促进作用。在高等教育领域，随着科学技术的发展，教育面临着新的科技革命的挑战，促进人们利用新的理论和技术去研究学校教育和教学问题。现代心理学和思维科学对人脑活动机制的揭示，对教学实践产生了深刻的影响，也给教学模式提出了许多新的课题。因此这一阶段在教育领域出现了许多的教学思想和理论，与此同时也产生了许多新的教学模式。然而传统的课堂教学无法满足一些新教学模式的条件需求，又或者在课堂上运用太费时间，难以掌握等，使得新教学模式的进一步推行受阻。
传统的实验教学模式大多是课程实验，实验环节多为验证性，而且采用集中式实验教学模式。随着现代社会对创新型人才需求的不断增长，传统的实验教学方式越来越不能适应现代高等教育的要求。新的实验教学需要加大实践教学环节的比重，增设更多综合性和设计性的实验内容。这也对旧的实验教学体系提出了挑战。综合性、设计性实验仅靠课堂时间是远远不够的， 而开放实验室不仅可以解决时间不足问题，也可为每个学生自主完成实验提供保障，满足课程发展的需求。开放实验室可以整合资源，优化配置，实现资源共享，不仅能够促进学生创新能力的提高，也能进一步实现优化教育，因此被很多高校采纳和使用。同时多形式开放实验室又为多种新的教学模式的实施提供了有力的和必要的条件，可以满足许多包括探究式教学模式、发现式学习模式、抛锚式教学模式、合作学习模式等多种教学模式的实施条件。
一、新教学模式综述
传统教学模式都是从教师如何去教这个角度来进行阐述，忽视了学生如何学这个问题。杜威的“反传统”教学模式，使人们认识到学生应当是学习的主体，由此开始了以“学”为主的教学模式的研究。现代教学模式的发展趋势是重视教学活动中学生的主体性，重视学生对教学的参与，根据教学的需要合理设计“教”与“学”的活动。建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验（即通过获取直接经验来学习），而不是仅仅聆听别人（例如教师）关于这种经验的介绍和讲解。
新的教学模式从学习的主体出发，注重人的认知规律，调整认知规律并运用现代化的科技手段，由以“教”为主向重“学”为主发展。有的教学模式结合学习过程中的认知因素与情感因素，加强学习动机而达到很好的教学效果；有的教学模式通过“发现学习”和“接受学习”实现有意义学习；有的教学模式调动学生的思维，让他们去发现现象背后的规律。
1.探究式教学模式。探究式教学模式注重学生思维能力的提高，强调独立活动，以解决问题为主要任务。教学过程为：首先从问题情境中提出问题，然后组织学生分析问题、提出解决方案，通过实验验证并补充和修正，最后再总结规律。这一教学模式有利于培养学生的思维能力和创新能力，以及自主学习的能力。但是一般教学过程需要的时间较长，且不适合人数较多班级的教学。
2.抛锚式教学模式。抛锚式教学模式注重问题情境的真实性。真实项目背景和问题的提出喻为“抛锚”，一旦确定下来，教学内容和进度安排即围绕项目展开。教学的过程为：首先从真实的项目中提出要解决的问题，选择与学习内容关联性大的问题作为学习或研究的内容，然后由学生自主学习并尝试解决问题，过程中注意学生之间的交流和沟通。通过实验不断修正解决方案，找到最终的解决办法。因此这种教学模式能培养学生独立思考、自主学习和解决问题的能力。
3.合作学习模式。合作学习模式以小组形式组织学生进行学习，要求小组内每个学生都掌握学习材料，对学习内容互相交流、讨论、合作学习。每一个人的表现都将影响小组的整体成绩。合作学习模式注意培养学生的团队精神，提高学生的交流和沟通的能力，还有助于学生的思维能力、实践能力的提高。
二、教学模式的探究与实践
开放式实验教学的改革在于改变了固定实验步骤照方抓药式的被动性，使学生有了自由发挥的空间。开放式实验教学不仅要求教学内容的开放，也指实验时间、空间和教学方法等的开放性，使实验室有利于学生个人的灵活学习实验的时间和空间，激发学生学习和探索的热情，因此，实验室开放的形式随着教学需求的发展也变化为多种形式。实验室开放的具体形式分为参与科研型、科技活动型、自选课题型和素质与能力培养型，采取以学生为主、教师指导为辅的实验教学模式。
1.参与科研型开放实验。参与科研型开放实验主要面向高年级学生，实验室定期发布科研项目中的开放研究题目，吸收部分优秀学生早期进入实验室参与教师的科学研究活动。由于教师的科研项目一般具有难度较大、周期长、工作量大的特点，所以学生参与教师的科研项目本身具有一定的难度。因此这种开放形式适合探究式教学模式。教师把科研项目中的部分拿出来，进行分割后分给学生一起研究。项目背景、前期工作介绍和理论知识补充都由教师完成，使学生能快速了解项目的内容、进展和研究方法，以便能更好地参与到研究中来。然后学生对教师布置的研究模块进行分析、查找文献资料、确定解决方案、试验并比较方案的优劣，最终由教师作出评价。 在这一过程中使用探究式教学模式非常适合。探究式教学模式注重学生的独立活动，培养学生的创新能力和思维能力。参与教师科研项目本身既有问题情境，又让学生分模块进行研究，适合该模式的开展条件。而开放实验室不受教学时间约束，参与的人数又相对较少，正好解决此教学模式只适于小班进行且时间较长的问题。项目的真实性又能充分调动学生的研究积极性和学习的主动性，扬长避短，正好发挥探究式教学模式的各种优点。只是在研究过程中，教师应注意帮助学生把研究内容分解为阶段性的问题，引导学生设计实验并做好规律总结。
2.科技活动型开放实验。科技活动型开放实验由学生自拟活动课题，结合实验室的专业方向和条件，联系相应实验室和指导教师开展实验活动。课外科技活动小组是最主要的开放形式之一。课外科技小组由系里统一组织，分小组进行，由小组长联系实验室机动地开展活动。由于是学生自拟课题，并由指导教师做整体把控，因此难度比教师科研项目要低，适合应用合作学习模式。由指导教师和学生一起制定活动内容，内容可以是学生学习中遇到的疑难问题，进一步实验以知其根本，也可以以真实的项目案例为源进行研究。例如，图像处理技术组的研究内容为一实际的农业项目中图像分析前的预处理工作。理论知识补充方面，学生分组各讲书籍的一个章节，互相作文献报告等。一起探究问题的解决方案，最后把自己的研究方案与同组同学的方案进行比较，分析实验结果的优劣。
这种模式的教学效果明显，学生在合作学习的过程中积极准备自己的资料，同时听取别人的报告，还节约了阅读文献和不同方案试验的时间。合作学习的过程又增加了学生的学习主动性。经实践，课外科技活动小组的活动取得了优异的成绩，不少学生在一些省级和国家级科技类比赛中获奖。活动不仅提高了学生的动手能力和实践能力，还增强了学生的就业技能。
3.自选课题型开放实验。自选课题型开放实验鼓励学生进行教学计划以外的综合型、设计型、应用型自选实验。开放实验项目由实验教学中心定期组织，学生根据真实项目自选课题并写出书面申请，由教师审核申请表和实际考核后，选定学生做开放项目。该开放形式主要针对高年级学生，学生有一定的知识和技术积累，进行简单的讲解后即可进入项目的研究。由于项目的真实性，这种开放形式特别适合抛锚式教学模式，用真实的情境保持学生的研究兴趣。真实的项目一般比教程中的项目要复杂，因此要求指导教师和学生一起分析研究，探讨项目开展的各个环节。学生在实验中必须独立完成课题的方案设计，完成实验并撰写实验报告。提交的作品要附有详细的设计思路和过程介绍。抛锚式教学模式注重学生的自主学习，让学生脱离被动接受知识的习惯。根据老师的知识介绍和提供的线索，进行下一步的实验，分析和研究的过程中要发挥学生的主体地位，鼓励学生多交流、沟通。另外，还应注意“抛锚”环节，教师应从整体上把控学生学习的内容和难度，以及与所学知识的衔接。
4.其他形式。其他形式包括课程实践周和毕业设计。这两种形式都要求在固定的时间内开放实验室，且都适合探究式教学模式。课程实践周在课程授课结束后进行，由学生根据教学内容和学习情况自拟题目，由教师审核后开展研究，主要为提升学生对知识的综合运用能力和创新能力。最终以课程报告和作品形式提交，由教师进行评价并给出成绩。
毕业设计的课题题目由学生自定或选择教师推荐题目，通过调研和查找资料后进行审题和开题答辩，通过后方可开展课题研究。过程中还要及时向指导教师汇报研究进度和开展情况，提交中期报告。最终以毕业论文和作品形式提交，由答辩组的老师共同评价并给出成绩。
这两种形式基本上都由提出问题、分析问题、提出方案、具体实施验证等环节组成，都允许学生进行小组合作，每个人去做一个大课题的小模块，主要培养学生自主学习能力。因此从形式和内容上均适用探究式教学模式。
新的教学模式注重人的认知规律并充分调动学生的学习积极性，用网络和现代化技术手段辅助学生开展学习和研究，变被动接受知识为主动探索知识。同时注重学生的自主学习，更合理地安排和设计“教”与“学”的活动，授课教师应该大胆地尝试和探索，让新的教学模式与传统教学模式相辅相成，共同发展。同时，多形式开放实验室可以整合资源，优化配置，实现资源共享，也为多种教学模式的实施提供了条件和基础，促进人们用新的理论去探究更有效的教学方法和教学手段，进一步实现优质教育，不断适应社会对人才更高的要求。
[参考文献]
[1]何英.推进实验室开放 深化实验教学改革[J].电气电子学报，2006（2）.
[2]胡中东，刘政.关于高校开放实验室的几点思考[J].江西理工大学学报，2006（7）.
[3]李立群，郭月霞.建开放实验室 促创新人才培养[J].实验科学与技术，2008（6）.
[4]刘杨.高校计算机开放实验室创新模式的实践与探索[J].运城学院学报，2009（2）.
[5]刘杨.高校实验教学及其管理创新的新思路[J].运城学院学报，2007（5）.
[关键词]开放实验室 多形式教学模式
[作者简介]张静（1980- ），女，河北邯郸人，石家庄学院计算机系，讲师，硕士，主要从事数字图像处理方面的研究；董伟（1980- ），男，河北石家庄人，石家庄学院计算机系，讲师，主要从事软件工程和模式识别方面的研究。（河北 石家庄 050035）姚军（1981- ），男，河北石家庄人，石家庄职业技术学院现代教育技术中心，助教，主要从事软件设计和系统分析方面的研究。（河北 石家庄 050081）
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）18-0142-02
教学模式的研究指导人们从整体上去综合地探讨教学过程中各因素之间的互相作用和其多样化的表现形态，以动态的观点去把握教学过程的本质和规律，同时对加强教学设计、研究教学过程的优化组合也有一定的促进作用。在高等教育领域，随着科学技术的发展，教育面临着新的科技革命的挑战，促进人们利用新的理论和技术去研究学校教育和教学问题。现代心理学和思维科学对人脑活动机制的揭示，对教学实践产生了深刻的影响，也给教学模式提出了许多新的课题。因此这一阶段在教育领域出现了许多的教学思想和理论，与此同时也产生了许多新的教学模式。然而传统的课堂教学无法满足一些新教学模式的条件需求，又或者在课堂上运用太费时间，难以掌握等，使得新教学模式的进一步推行受阻。
传统的实验教学模式大多是课程实验，实验环节多为验证性，而且采用集中式实验教学模式。随着现代社会对创新型人才需求的不断增长，传统的实验教学方式越来越不能适应现代高等教育的要求。新的实验教学需要加大实践教学环节的比重，增设更多综合性和设计性的实验内容。这也对旧的实验教学体系提出了挑战。综合性、设计性实验仅靠课堂时间是远远不够的， 而开放实验室不仅可以解决时间不足问题，也可为每个学生自主完成实验提供保障，满足课程发展的需求。开放实验室可以整合资源，优化配置，实现资源共享，不仅能够促进学生创新能力的提高，也能进一步实现优化教育，因此被很多高校采纳和使用。同时多形式开放实验室又为多种新的教学模式的实施提供了有力的和必要的条件，可以满足许多包括探究式教学模式、发现式学习模式、抛锚式教学模式、合作学习模式等多种教学模式的实施条件。
一、新教学模式综述
传统教学模式都是从教师如何去教这个角度来进行阐述，忽视了学生如何学这个问题。杜威的“反传统”教学模式，使人们认识到学生应当是学习的主体，由此开始了以“学”为主的教学模式的研究。现代教学模式的发展趋势是重视教学活动中学生的主体性，重视学生对教学的参与，根据教学的需要合理设计“教”与“学”的活动。建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验（即通过获取直接经验来学习），而不是仅仅聆听别人（例如教师）关于这种经验的介绍和讲解。
新的教学模式从学习的主体出发，注重人的认知规律，调整认知规律并运用现代化的科技手段，由以“教”为主向重“学”为主发展。有的教学模式结合学习过程中的认知因素与情感因素，加强学习动机而达到很好的教学效果；有的教学模式通过“发现学习”和“接受学习”实现有意义学习；有的教学模式调动学生的思维，让他们去发现现象背后的规律。
1.探究式教学模式。探究式教学模式注重学生思维能力的提高，强调独立活动，以解决问题为主要任务。教学过程为：首先从问题情境中提出问题，然后组织学生分析问题、提出解决方案，通过实验验证并补充和修正，最后再总结规律。这一教学模式有利于培养学生的思维能力和创新能力，以及自主学习的能力。但是一般教学过程需要的时间较长，且不适合人数较多班级的教学。
2.抛锚式教学模式。抛锚式教学模式注重问题情境的真实性。真实项目背景和问题的提出喻为“抛锚”，一旦确定下来，教学内容和进度安排即围绕项目展开。教学的过程为：首先从真实的项目中提出要解决的问题，选择与学习内容关联性大的问题作为学习或研究的内容，然后由学生自主学习并尝试解决问题，过程中注意学生之间的交流和沟通。通过实验不断修正解决方案，找到最终的解决办法。因此这种教学模式能培养学生独立思考、自主学习和解决问题的能力。
3.合作学习模式。合作学习模式以小组形式组织学生进行学习，要求小组内每个学生都掌握学习材料，对学习内容互相交流、讨论、合作学习。每一个人的表现都将影响小组的整体成绩。合作学习模式注意培养学生的团队精神，提高学生的交流和沟通的能力，还有助于学生的思维能力、实践能力的提高。
二、教学模式的探究与实践
开放式实验教学的改革在于改变了固定实验步骤照方抓药式的被动性，使学生有了自由发挥的空间。开放式实验教学不仅要求教学内容的开放，也指实验时间、空间和教学方法等的开放性，使实验室有利于学生个人的灵活学习实验的时间和空间，激发学生学习和探索的热情，因此，实验室开放的形式随着教学需求的发展也变化为多种形式。实验室开放的具体形式分为参与科研型、科技活动型、自选课题型和素质与能力培养型，采取以学生为主、教师指导为辅的实验教学模式。
1.参与科研型开放实验。参与科研型开放实验主要面向高年级学生，实验室定期发布科研项目中的开放研究题目，吸收部分优秀学生早期进入实验室参与教师的科学研究活动。由于教师的科研项目一般具有难度较大、周期长、工作量大的特点，所以学生参与教师的科研项目本身具有一定的难度。因此这种开放形式适合探究式教学模式。教师把科研项目中的部分拿出来，进行分割后分给学生一起研究。项目背景、前期工作介绍和理论知识补充都由教师完成，使学生能快速了解项目的内容、进展和研究方法，以便能更好地参与到研究中来。然后学生对教师布置的研究模块进行分析、查找文献资料、确定解决方案、试验并比较方案的优劣，最终由教师作出评价。 在这一过程中使用探究式教学模式非常适合。探究式教学模式注重学生的独立活动，培养学生的创新能力和思维能力。参与教师科研项目本身既有问题情境，又让学生分模块进行研究，适合该模式的开展条件。而开放实验室不受教学时间约束，参与的人数又相对较少，正好解决此教学模式只适于小班进行且时间较长的问题。项目的真实性又能充分调动学生的研究积极性和学习的主动性，扬长避短，正好发挥探究式教学模式的各种优点。只是在研究过程中，教师应注意帮助学生把研究内容分解为阶段性的问题，引导学生设计实验并做好规律总结。
2.科技活动型开放实验。科技活动型开放实验由学生自拟活动课题，结合实验室的专业方向和条件，联系相应实验室和指导教师开展实验活动。课外科技活动小组是最主要的开放形式之一。课外科技小组由系里统一组织，分小组进行，由小组长联系实验室机动地开展活动。由于是学生自拟课题，并由指导教师做整体把控，因此难度比教师科研项目要低，适合应用合作学习模式。由指导教师和学生一起制定活动内容，内容可以是学生学习中遇到的疑难问题，进一步实验以知其根本，也可以以真实的项目案例为源进行研究。例如，图像处理技术组的研究内容为一实际的农业项目中图像分析前的预处理工作。理论知识补充方面，学生分组各讲书籍的一个章节，互相作文献报告等。一起探究问题的解决方案，最后把自己的研究方案与同组同学的方案进行比较，分析实验结果的优劣。
这种模式的教学效果明显，学生在合作学习的过程中积极准备自己的资料，同时听取别人的报告，还节约了阅读文献和不同方案试验的时间。合作学习的过程又增加了学生的学习主动性。经实践，课外科技活动小组的活动取得了优异的成绩，不少学生在一些省级和国家级科技类比赛中获奖。活动不仅提高了学生的动手能力和实践能力，还增强了学生的就业技能。
3.自选课题型开放实验。自选课题型开放实验鼓励学生进行教学计划以外的综合型、设计型、应用型自选实验。开放实验项目由实验教学中心定期组织，学生根据真实项目自选课题并写出书面申请，由教师审核申请表和实际考核后，选定学生做开放项目。该开放形式主要针对高年级学生，学生有一定的知识和技术积累，进行简单的讲解后即可进入项目的研究。由于项目的真实性，这种开放形式特别适合抛锚式教学模式，用真实的情境保持学生的研究兴趣。真实的项目一般比教程中的项目要复杂，因此要求指导教师和学生一起分析研究，探讨项目开展的各个环节。学生在实验中必须独立完成课题的方案设计，完成实验并撰写实验报告。提交的作品要附有详细的设计思路和过程介绍。抛锚式教学模式注重学生的自主学习，让学生脱离被动接受知识的习惯。根据老师的知识介绍和提供的线索，进行下一步的实验，分析和研究的过程中要发挥学生的主体地位，鼓励学生多交流、沟通。另外，还应注意“抛锚”环节，教师应从整体上把控学生学习的内容和难度，以及与所学知识的衔接。
4.其他形式。其他形式包括课程实践周和毕业设计。这两种形式都要求在固定的时间内开放实验室，且都适合探究式教学模式。课程实践周在课程授课结束后进行，由学生根据教学内容和学习情况自拟题目，由教师审核后开展研究，主要为提升学生对知识的综合运用能力和创新能力。最终以课程报告和作品形式提交，由教师进行评价并给出成绩。
毕业设计的课题题目由学生自定或选择教师推荐题目，通过调研和查找资料后进行审题和开题答辩，通过后方可开展课题研究。过程中还要及时向指导教师汇报研究进度和开展情况，提交中期报告。最终以毕业论文和作品形式提交，由答辩组的老师共同评价并给出成绩。
这两种形式基本上都由提出问题、分析问题、提出方案、具体实施验证等环节组成，都允许学生进行小组合作，每个人去做一个大课题的小模块，主要培养学生自主学习能力。因此从形式和内容上均适用探究式教学模式。
新的教学模式注重人的认知规律并充分调动学生的学习积极性，用网络和现代化技术手段辅助学生开展学习和研究，变被动接受知识为主动探索知识。同时注重学生的自主学习，更合理地安排和设计“教”与“学”的活动，授课教师应该大胆地尝试和探索，让新的教学模式与传统教学模式相辅相成，共同发展。同时，多形式开放实验室可以整合资源，优化配置，实现资源共享，也为多种教学模式的实施提供了条件和基础，促进人们用新的理论去探究更有效的教学方法和教学手段，进一步实现优质教育，不断适应社会对人才更高的要求。
[参考文献]
[1]何英.推进实验室开放 深化实验教学改革[J].电气电子学报，2006（2）.
[2]胡中东，刘政.关于高校开放实验室的几点思考[J].江西理工大学学报，2006（7）.
[3]李立群，郭月霞.建开放实验室 促创新人才培养[J].实验科学与技术，2008（6）.
[4]刘杨.高校计算机开放实验室创新模式的实践与探索[J].运城学院学报，2009（2）.
[5]刘杨.高校实验教学及其管理创新的新思路[J].运城学院学报，2007（5）.