为进一步深化实验教学改革,提高实验教学质量,促进综合性、设计性实验项目的开设,增强学生综合分析能力、实验动手能力、数据处理及查阅资料能力,培养学生的实践与创新能力。特制定本办法。
一、综合性、设计性实验的界定
1、综合性实验
综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。开设综合性实验的目的是对学生的实验技能进行综合训练,培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力。
综合性实验一般具有如下特点:
(1)实验内容的复合性
它是综合性实验的重要特征,旨在培养学生对知识的综合应用能力。对基础课而言,实验内容一般涉及本课程的知识综合或系列课程的知识综合,而专业课则常常涉及相关课程或多门课程的知识综合。
(2)实验方法的多元性
综合运用两种或两种以上的基本实验方法完成同一个实验,培养学生运用不同的思维方式和不同的实验原理综合分析和解决问题,掌握不同的实验方法。
(3)实验手段的多样性
综合运用两种或两种以上的实验手段完成同一个实验,培养学生从不同的角度,通过不同的手段分析和解决问题,掌握不同的实验技能。
(4)人才培养的综合性
综合性实验的目的在于通过实验内容、方法、手段的综合性,掌握综合的知识,培养综合考虑问题的思维方式,运用综合的方法和手段分析和解决问题,实现能力和素质的综合培养,从而体现出人才培养的综合性。
2、设计性实验
设计性实验是指结合课程教学或独立于课程教学,给定实验目的、要求和条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的探索性实验。着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力和组织管理能力。
开设设计性实验时由指导教师根据教学要求提出实验目的和要求,并给出实验室所能提供的实验仪器设备、器件、材料等实验条件,由学生运用已掌握的基本知识、基本原理和实验技能,提出实验的具体方案、拟定实验步骤、选定仪器设备(或器件、材料等)、独立完成操作、记录实验数据、绘制图表、分析实验结果等。实验的过程应充分发挥学生的主观能动性,引导学生创新性思维,体现科学精神。
与验证性实验相比,设计性实验一般具有以下特征:
(1)学生学习的主动性
设计性实验在给定实验目的和条件的前提下,学生在教师的指导下自己设计实验方案,选择实验器材,制定操作程序,学生必须运用自己掌握的知识进行分析、探讨。在整个实验过程中,学生处于主动学习的状态,学习目的非常明确,独立思维特别是创造性思维比较活跃,可调动学生探索学习的积极性。
(2)实验内容的探索性
设计性实验的内容一般尚未为学生所系统了解,需要学生通过实验去学习、去认识,打破实验依附理论的传统教学模式,恢复了实验在人们认识自然、探索科学发现过程中的本来面目,让实验教学真正成为学生学习知识、培养能力的基本方法和有效途径。
(3)实验方法的多样性
设计性实验是给定实验目的和条件,由学生在教师的指导下自行设计实验方案并加以实现的实验。在实验过程中,实验目的是明确的、唯一的,但实验条件是可以选择的,是可以变化的。因此,学生往往可以通过不同的途径和方法达到实验目的,从根本上改变了千人一面的传统教学模式,有利于创新人才的培养,体现了以人为本的教学思想。
设计性实验一般是在学生常规或综合性实验训练的基础上,经历了一个由浅入深的过程之后开设的。
二、开设综合性、设计性实验的课程范围、学时和数量
学校教学计划中的实验课程和含有实验或上机的课程,均属于开设综合性、设计性实验的课程范围。一个综合性或设计性实验项目一般为2或4学时。
凡有实验的课程都要创造条件开设综合性或设计性实验,一门课程所开综合性或设计性实验原则上不少于1项。同时,要注重综合性、设计性实验的实验质量。专业主干课程综合性、设计性实验的开设比例,要求达到100%,其他课程应达到教育部教学评估的要求,总目标要求不低于80%。
三、综合性、设计性实验的运行和管理
1、实验教学大纲
在制订综合性、设计性实验的实验教学大纲时除了实验教学大纲一般规定的内容外,应说明其综合性或设计性实验的特性及要求。
独立设课的综合性、设计性实验应在实验大纲中列出各主要工作阶段的时间安排(包括课外时间)。
非独立设课的综合性、设计性实验大部分实验准备和实验报告应在课外完成。在计划学时内不能完成的一部分实验准备和实验操作可在实验室的开放时间内完成。
2、实验指导书和任务书
综合性实验指导书除一般内容外,应注意知识点之间的关联比较。在实验步骤、实验结果、数据处理及结果讨论等方面要体现综合性特点,并提出相应要求。
设计性实验应有实验任务书,应规定明确的实验任务和实验条件。设计性实验可以不准备实验指导书。如果确有必要准备实验指导书,对实验方法和步骤不宜过多提示,以便为学生的发挥和创新留下足够的空间。
3、实施
(1)学生预习、准备和制定设计性实验的实验方案
综合性、设计性实验给学生的发挥与创新留下了比较广阔的空间,但与此相适应,学生有许多准备工作应在实验之前的课余时间完成。学生课前预习、准备的情况将极大地影响实验教学效果,甚至关系到实验能否顺利进行。
设计性实验应适当提前向学生布置任务。学生应根据实验任务,查阅资料,进行理论分析和研究,确定实验方案,或根据规定的实验方案,确定实验步骤。相关实验室应当为学生了解实验室现有的仪器设备情况创造条件。
学生拟定的设计性实验的实验方案或实验步骤,应经过指导教师审查同意。指导教师在审查时,如有必要应会同相关学科的教师或实验室教师共同讨论其可行性和安全性,甚至由实验室组织试做。
(2)实验和实验中的指导
为了适应学生活跃的思维和不同的思路,正式实验前实验室应当尽量预备较多的设备和器件。在学生准备实验的过程中指导教师可与学生一起讨论或作必要的辅导。
在实验过程中指导教师应该避免手把手教的指导方式,多让学生自己动手。但指导教师应密切关注学生的实验过程,对于思路太偏的学生可以适当点拨,着重引导学生如何将所学的知识和技能用来解决实验中遇到的各种问题。要多用启发式教学,不要对学生的操作干涉过多,应注重最后的实验结果及对结果的讨论。
(3)实验报告
指导学生写出高质量的实验报告是综合性、设计性实验的重要环节。要求学生从实验方法的建立、实验步骤的设计、实验设备的选择、实验数据的处理、实验结果的分析讨论等方面写出报告。对理论上有创新或有工程实用价值的成果,指导教师要鼓励和指导学生写出学术论文予以公开发表。
(4)教学小结
指导教师在指导学生完成独立设课的综合性、设计性实验后应以课程教学的形式进行小结,总结实验情况并进行效果分析,说明学生的参与情况、实验中遇到的问题、学生对实验的兴趣与积极性、实验创新点以及今后应改进之处。
指导教师应注意收集优秀的实验报告和完成的实验成果。
(5)独立设课的综合性、设计性实验成绩
综合性实验:实验准备及实验操作不低于50%。
设计性实验:实验设计(方案制订)不低于40%;实验准备及实验操作不低于30%。
以小组或团队完成的实验,应由指导教师按工作的能力和实绩,确定每个学生的成绩。
非独立设课的综合性、设计性实验的成绩由指导教师参照上述情况自行确定。
4、实验指导教师
原则上凡有实验课程教学任务的教师(或实验室技术人员)均应指导综合性、设计性实验。
助教一般应在高级职称的教师(实验人员)的指导下指导设计性实验。
四、实施要求
1、各院系应在课程教学大纲规定的计划实验总学时数不变的前提下,创造条件增加综合性、设计性实验的学时比例。
2、综合性、设计性实验的认定
综合性、设计性实验项目的设置和认定由各院系教学指导委员会负责组织实施。任课教师或实验教师,依据课程的实验教学大纲,在遵循本门课程或本专业教学规范的前提下,经过充分论证,选定切实可行的综合性、设计性实验设置方案。各院系教学指导委员会对所申报的综合性、设计性实验项目进行审核,报教务处核准备案。
3、各院系要完善已认定的综合性和设计性实验的实验大纲、实验指导书和任务书、对学生实验报告的要求等材料。
4、综合性、设计性实验项目的验收
每学期末,由各实验室负责对本学期开设课程涉及的综合性、设计性实验进行验收,并做好材料保存工作。任课教师或实验教师在综合性、设计性实验项目实施完成后向实验室提交相关原始材料,包括实验报告、实验成绩、成绩分析、实验效果、实验总结等。
各实验室负责组织教师、学生的问卷调查和座谈会,对综合性、设计性实验的效果和效益进行总结和分析,并向任课教师或指导教师反馈。
5、每学期结束前一周,各实验室将综合性、设计性实验开出情况的总结报告送教务处备案。
6、各院系可根据本办法制定本院系的具体实施办法,结合本院系的实际情况,明确提出鼓励性措施。
7、任何人不得随意更改已纳入教学大纲的综合性、设计性实验,如确需更新实验内容和目标的必须按首次开设综合性、设计性实验的实施程序和管理方法进行。
9、各院系要加强项目实施的检查、督促与管理,教务处组织检查项目执行情况。
五、本办法自发布之日起执行,由教务处负责解释。