摘 要：隨著高校擴招，傳統的高校專業實驗教學模式越來越難以滿足教學要求。在此背景下，提出了一種遞進自學式實驗教學模式。實驗室為學生提供從文字到虛擬的遞進式實驗指導材料，通過網絡發布，學生能夠反復學習實驗原理與操作，然后可到實驗室進行實際操作，深入理解實驗原理、掌握實驗技能。在大量實驗基礎上，學生根據所學知識自行設計專業相關實驗，達到提高實踐能力的目的。在此實驗教學模式中，學生通過自學靈活掌握專業實驗技能，教師根據學生需要給予指導。學生成為實驗教學中的主體，是指導教師服務的對象。

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　　專業實驗是學生深入理解專業知識的重要環節，其教學效果直接影響學生對本專業知識的掌握和運用。但現有的集中式專業實驗教學模式存在著很多無法克服的矛盾：高校學生大量擴招，實驗設備和場地面積增長比例相對較小，難以做到一人一組實驗;實驗內容固定，學生沒有選擇;學生跟著教師的指揮棒轉，自主性差;實驗時間固定，許多實驗儀器設備只有在學生做實驗時使用，全年大部分時間閑置，造成很大浪費;實驗指導書直觀性差，學生預習與復習困難。面對這種情況，許多學校進行了專業實驗教學模式改革的探索[1-5]。在已有研究成果和經驗的基礎上，根據我校材料科學與工程專業實驗教學現狀，我們提出了遞進自學式實驗教學模式，并進行了初步實驗，效果良好。

　　1 遞進自學式實驗教學模式簡介

　　遞進自學式實驗教學模式是利用先進的信息網絡技術實現的。首先，建立實驗室網站，將實驗室實驗設備情況、實驗室安全衛生制度、實驗設備操作方法等發布在網上，同時提供主要課程的課程實驗立體指導書，包括文字指導書、實驗視頻錄像、虛擬實驗等。其次，建立網絡互動平臺，學生的實驗報告可以通過網絡提交，教師可以通過網絡批改，同時師生間可以通過網絡進行問題交流。遞進式學習體現在學生實驗教學指導方面：學生可以使用電子版或紙質的實驗指導書初步了解實驗原理、儀器操作和數據處理方法，接著可以通過實驗錄像直觀地了解儀器操作方法，同時通過虛擬實驗理解實驗原理，不懂的地方可以向教師請教，通過真實實驗操作達到掌握實驗的目的，并可以不斷觀看實驗錄像和虛擬實驗操作進行復習。

　　這種實驗教學模式為學生提供了充分的資源，學生可以自助式地在網絡上學習和復習實驗原理及操作，并根據需要申請實際實驗操作。在這個模式中，學生真正成為學習的主體，教師和實驗室根據學生的需要為學生提供服務。

　　2 遞進自學式實驗教學模式實例

　　筆者以材料科學與工程專業實驗教學為例進行介紹，其基本思路如圖1所示。材料科學與工程專業要求學生完成40個專業實驗，其中必做的基本實驗有10個，提供10套實驗指導書、錄像、虛擬實驗模擬，要求學生人人必選，全部掌握;選作實驗28個，提供50套實驗指導書、錄像、虛擬實驗模擬，要求學生從中選 28個，學習掌握;自主設計實驗2個，要求學生在已有實驗基本技能基礎上，根據所學專業知識，結合實驗室現有的實驗設備自主設計2個實驗，提交給專業教師審閱，通過后進行現場實驗。這40個專業實驗，學生可以從大學二年級開始選做，相關專業課程結束前完成。

　　學生選定某個實驗，通過多種手段預習后可以向實驗室人員提交實驗申請。實驗室人員根據實驗設備情況積極準備實驗原料，并反饋給學生實驗時間，在學生實驗過程中給予現場指導。學生完成實驗后要提交實驗報告，專業教師根據實驗報告情況計算實驗成績，計入相關專業課程成績。

　　每學期開始，實驗室人員就實驗室規章制度、安全衛生規范對本專業學生進行集中培訓，并進行考核。考核合格者方可進入實驗室做實驗，不合格者需要進一步學習，達到要求后才可進入實驗室實驗。學生也可以通過網絡預先了解實驗室的相關規章制度。

　　3 遞進自學式實驗教學模式的優點

　　遞進自學式實驗教學模式是一種自主學習型、素質培養型的實驗教學模式，具有很多優點：

　　(1)強調學生自主學習，學生是本教學模式中的主體。教學目標確定后，學生可以根據目標自主選擇實驗，學生的個性得到充分尊重。專業課教師與實驗室人員從原來的主導地位轉換為輔助地位，根據學生需要為他們釋疑解惑，提供的輔導更有針對性。原有的教學模式是教師確定實驗項目，講解實驗過程、儀器操作步驟與數據處理方法，無論學生是否已經掌握實驗方法，都必須聽講，不作任何區分。

　　(2)學生學習效果更好。學生學習模式如圖2所示。教師給學生提供了形式多樣的實驗預習、復習手段。學生實驗從文字資料、直觀錄像資料、形象模擬資料預習開始到動手實驗，實驗后還可以使用以上資料進行復習，最終根據自己所掌握的實驗技能進行實驗設計，達到升華。這是一個理論―實踐―理論―實踐的過程，符合認識規律。學生通過這種學習過程，實驗技能普遍有所提高。

　　(3)有利于培養學生綜合素質。實驗以學生自學為主，有利于培養學生的自學能力;在指導性實驗的基礎上，要求學生根據所學專業知識，設計出綜合多門課程實驗的綜合性實驗，具有較大的挑戰性，有利于激發和培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。有些學生設計出了綜合性較強的實驗，有些學生改進了原有實驗的測試方法，有些學生改裝了實驗設備，收到了很好的成效。

　　(4)解決了學生多，設備少，學生不能動手實驗的問題，同時改善了大量設備短期使用，長期閑置的現狀。在本模式下，學生從大學二年級開始到大學四年級第一學期末完成規定的實驗。我們為學生提供了大量實驗，供他們選作。實驗室人員可以根據實際情況安排實驗時間，達到既能使學生人人動手實驗，又能使設備得到充分利用的狀態。

　　4 遞進自學式實驗教學模式實踐中存在的問題

　　作為一種新的實驗教學模式，在初步試點中出現了一些問題：

　　(1)實驗人員短缺問題。由于新的模式需要實驗室長時間開放，接納學生進行實驗，但是材料科學與工程實驗室專職實驗人員少，很難保證實驗新模式的正常運行。目前，我們采取的辦法是讓研究生協管實驗室，暫時彌補實驗室人員短缺的問題。要真正解決這個問題，還需要學校從人員配備、報酬計算等方面進行綜合考慮。

　　(2)網絡平臺的建設問題。完成的實驗指導資料需要運用現代化的網絡平臺發布，以便學生自主學習。這就需要在實驗樓大廳安裝較多觸摸式顯示系統，目

　　前此問題有待解決。

　　(3)專業課教師實驗工作量計算問題。在本教學模式中，專業課教師主要起到輔導答疑作用，與原有教學模式相比，工作量減少，影響了專業課教師的積極性。

　　5 結束語

　　遞進自學式實驗教學模式，讓學生享有充分的自主權，無論從實驗內容上還是從實驗時間安排上都由學生自主決定;充分利用現代網絡技術，為學生提供大量的自主實驗學習資源。這種實驗教學模式能夠提高學生的實驗能力，培養學生的科研素質。它解決了學生多，實驗設備不足的難題，但同時也存在著很多需要進一步研究的問題。

　　參考文獻

　　[1] 王桂玲.21世紀高校實驗室改革與發展的思路[J].南京理工大學學報：社會科學版，2000(4)：80-83.

　　[2] 劉艷武.關于高校中心實驗室改革發展的探討[J].實驗技術與管理，2001，18(3)：70-73.

　　[3] 孫國安，鮑墨池，李玉金.開放實驗室培養學生創新精神和實踐能力的設想[J].實驗教學與儀器，2002(11)：43-44.