探究式實驗教學在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的應(yīng)用探究式實驗教學在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的應(yīng)用

中圖分類號：G640文獻標識碼：A文章編號：1002-4107〔2022〕08-0080-02

為培養(yǎng)滿足社會需求具有創(chuàng)新能力和實踐能力的高素質(zhì)專業(yè)人才，當前，教學研究的重心正從知識傳授向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。自從2022年，國家相繼實行了“卓越項目師教育培養(yǎng)方案〞、“項目教育專業(yè)認證〞和“專業(yè)綜合改革〞等質(zhì)量項目，以提高學生的項目實踐能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

實驗教學是學生能力培養(yǎng)的重要平臺[1]，傳統(tǒng)實踐教學中，學生只是被動機械地執(zhí)行實驗，沒有獨立思考和創(chuàng)新，嚴重妨礙了學生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。近些年來，國內(nèi)眾多高校都對實踐教學進行了嘗試。何光宏等提出了“以學生為中心，以問題為驅(qū)動〞的探究式實驗教學模式。姚鳳閣等運用“探究式〞教學法使能力培養(yǎng)變成一種自主意識、挖掘潛能、鼓勵發(fā)明學習過程[2]。辛雙等認為探究式教育可以培養(yǎng)學生的科學思維方式和創(chuàng)新能力[3]。探究式教學模式正逐漸成為我國素質(zhì)教育體系的重要組成內(nèi)容，它通過轉(zhuǎn)變學習方式來促進每一個學生個性的健全開展。在前人研究的根底上，結(jié)合近幾年學院卓越項目師的培養(yǎng)情況，形成了測繪項目專業(yè)探究式實踐教學體系。

一、探究式實驗教學的過程

“授人以魚，不如授之以漁。〞一要了解知識〔魚〕，二要知曉獲取知識的辦法和途徑〔漁〕，三要超越和創(chuàng)新知識〔逾〕，只有這樣，才能培養(yǎng)學生獨立之人格、自由之精神，這也才是大學教育的本旨[4]?！疤骄渴建晫嶒灲虒W法人才培養(yǎng)研究是在科學思維與科學辦法的指導(dǎo)下，以教師的大綱指導(dǎo)為根底，最后形成以學生的自主性、探索性學習為主導(dǎo)的實踐教學課程體系。相對于傳統(tǒng)的教條式僵化的實踐教學，“探究式〞實驗教學法在實習內(nèi)容和教學辦法等方面，能為學生的主動學習和個性開展發(fā)明一個較好的外部環(huán)境，體現(xiàn)了以人為本的教學理念，實行“探究式〞實驗教學法是實踐教學改革的必然趨勢和開展方向，“探究式〞實驗教學流程如圖1所示。

圖1“探究式〞實驗教學流程

〔一〕實驗教學任務(wù)安頓

教師根據(jù)實驗教學大綱要求，列出課程每章需要掌握的實驗工程、儀器設(shè)備、儀器設(shè)備模擬器及使用考前須知，下達實驗任務(wù)書，在實驗教學平臺上發(fā)布。實驗前，要求學生自主設(shè)計實驗內(nèi)容、步驟，熟悉儀器設(shè)備操作規(guī)程，并能利用模擬器自主預(yù)習。下面以測繪項目專業(yè)?“數(shù)字地形測量學〞實驗大綱》第四章?水準測量實驗》為例進行表明，“大綱〞要求學生在6個學時內(nèi)完成水準儀認識與使用、等外水準測量、四等水準測量和水準儀的檢驗與校正等任務(wù)。根據(jù)實驗方案，于實驗前一周，教師在實驗教學平臺上發(fā)布實驗?zāi)康摹?nèi)容、學時、設(shè)備模擬器及使用考前須知，使學生提前為實驗計劃設(shè)計及儀器設(shè)備使用做好準備。

〔二〕實驗計劃設(shè)計

根據(jù)實驗任務(wù)書要求，實驗小組在組長的帶著下，在課下通過獨立思考、查閱資料或相互討論等伎倆查清實驗的關(guān)鍵問題，形成初步實驗計劃。學生如有困難，聯(lián)系教師進行指導(dǎo)；教師審核發(fā)現(xiàn)問題，幫忙學生分析原因，指導(dǎo)計劃修改。下面以第四章?水準測量實驗》為例進行表明，“水準儀認識與使用〞實驗計劃從儀器結(jié)構(gòu)、功能、操作、計數(shù)、記錄和計算等方面進行審核指導(dǎo)；“等外水準測量〞實驗計劃從雙面尺法和二次儀器高法等方面進行審核指導(dǎo)；“四等水準測量〞實驗計劃從讀數(shù)、記錄和計算順序等方面進行審核指導(dǎo)；“水準儀的檢驗與校正〞實驗計劃重《c從i角的檢驗與校正方面進行審核指導(dǎo)，特別是為了方便計算，如何進行前后視距設(shè)計。另外，根據(jù)儀器設(shè)備的開展要求，增加“數(shù)字水準儀的認識與使用〞工程。根據(jù)學時要求把“等外水準測量〞和“數(shù)字水準儀的認識與使用〞放到開放實驗中進行。

〔三〕協(xié)同指導(dǎo)機制的構(gòu)建

協(xié)同指導(dǎo)機制包含兩個方面：一是理論課教師與實驗課教師的協(xié)同，二是教師指導(dǎo)與學生自主的協(xié)同。

理論課教師與實驗課教師的協(xié)同是理論與實驗的協(xié)同，做到理論課應(yīng)重點講哪些，并為實驗做哪些鋪墊；實驗課應(yīng)重點使學生通過實驗掌握哪些技能，理解這樣做的理論依據(jù)，并實驗結(jié)論驗證理論。其實質(zhì)就是理論如何指導(dǎo)實踐，實踐如何深化理論，做到理論與實踐相結(jié)合。

教師指導(dǎo)與學生自主的協(xié)同，教師指導(dǎo)是對實驗設(shè)計的廣義指導(dǎo)，學生自主是對實驗工程設(shè)計的自主，但“自主〞是建立在理論課教師與實驗課教師的協(xié)同指導(dǎo)下。只強調(diào)學生的自主性，教師指導(dǎo)跟不上，其效果可能還不如過去按照實驗大綱去照本宣科；只強調(diào)教師的指導(dǎo)性，學生被教師牽著鼻子走，仍是填鴨式教育，學生實戰(zhàn)能力培養(yǎng)，仍不能滿足社會需求。

二、實驗教學的質(zhì)量保障機制

〔一〕編寫分析開放式實驗教材

轉(zhuǎn)變實驗教學教材編寫格式，即由固定指導(dǎo)式變?yōu)榉治鲩_放式，“大綱〞要求學生在6個學時內(nèi)完成水準儀認識與使用〔儀器結(jié)構(gòu)、功能、操作、計數(shù)、記錄和計算〕、等外水準測量〔雙面尺法和二次儀器高法〕、四等水準測量〔讀數(shù)、記錄和計算〕和水準儀的檢驗與校正〔重點i角的檢驗與校正計劃設(shè)計〕等任務(wù)，并根據(jù)學科的開展和社會需求，隨時更新實驗內(nèi)容和工程，設(shè)計以培養(yǎng)學生解決問題能力為目標的多模塊實驗內(nèi)容，示例在第四章增加“數(shù)字水準儀的認識與使用〞實驗工程。

〔二〕實行組長負責制

對于測繪項目專業(yè)來說，前視、后視、觀測和記錄任何一方出現(xiàn)問題，整個任務(wù)就會失敗，團體意識非常重要。羊群走路靠頭羊，組長負責制就是在組長的指揮協(xié)調(diào)下，大家分工合作，團結(jié)協(xié)作，才能把一件事情做好。〔三〕注重教師巡導(dǎo)

“探究式〞實驗教學成功的關(guān)鍵在于教師的巡導(dǎo)，學生設(shè)計的計劃不盡完善，總會有這樣那樣的問題。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)什么問題，需要教師的引導(dǎo)和分析，找出問題的關(guān)鍵及時完善實驗計劃，提高實驗效果。

〔四〕構(gòu)建虛擬仿真平臺

工欲善其事，必先利其器。設(shè)計開發(fā)虛擬測繪儀器模型，建設(shè)測繪虛擬實驗平臺。學生可在網(wǎng)絡(luò)上自行下載測繪儀器模擬器。測繪儀器模擬器是儀器使用和完成實驗課的根底，學生通過得用課外時間操作測繪儀器模擬器，初步了解儀器的功能和操作辦法?？s短熟悉儀器時間，為節(jié)約課堂時間，提高實驗效率和效果，奠定扎實的根底。同時，減少儀器損害。

〔五〕建設(shè)開放式實驗教學平臺

改變過去單純以學生興趣為目的的開放實驗，把實驗教學溶入開放實驗中，使兩者有機結(jié)合，在實驗內(nèi)容和工程上進行提升。

開放實驗工程拓展，僅開設(shè)實驗大綱規(guī)定的實驗工程，很難培養(yǎng)滿足社會需要的實用型人才，必《融合資源，做到資源共享。比方在第四章中增加“數(shù)字水準儀的認識與使用〞實驗工程；平面控制測量增加“GPS和GPSRTK圖根控制測量〞工程；野外數(shù)據(jù)采集增加“GPSRTK數(shù)據(jù)采集〞工程；地形圖的應(yīng)用中增加土石方量的計算、剖面圖的繪制等工程，真正地培養(yǎng)學生解決實際問題的根本能力。

三、實驗教學效果評價

科學有效且多樣化的考核評價體系是監(jiān)測人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要伎倆，是學校教學的指揮棒，對人才的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用[5]。為科學考核評價學生能力，促進自主學習，培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力，應(yīng)把課堂實驗納入學習能力評價，占總成績30%，即30分，計劃設(shè)計、實驗過程和實習報告各占10分。根據(jù)考核內(nèi)容的特點，提出了一種多元化實踐考核評價體系。

多元化實踐考核評價體系由辯論評議、過程考核和報告批改等局部組成。其中實驗計劃設(shè)計通過集體辯論評議，由指導(dǎo)教師和小組分別進行評議打分，以平均值作為該小組最終計劃設(shè)計分。實驗過程分值由指導(dǎo)教師巡導(dǎo)檢查記錄決定。實習報告由指導(dǎo)教師批改記錄分值。多元化實踐考核評價體系的實施，提高了學生對實驗課的重視度，促進了“探究式〞實驗教學的發(fā)展。

以開放式實驗教學大綱為指導(dǎo)，以虛擬仿真實踐教學平臺為根底，以開放式實驗為補充，對“探究式〞實驗