驗證性實驗教學方法研究

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摘要:針對高校教師和學生在驗證性實驗教學中分別存在實驗步驟過于詳細、教學方法單一和實驗報告抄襲等問題，提出簡化實驗指導書、走動式教學和實驗報告多樣化等教學方法，著力提升驗證性實驗的實驗效果，培養學生的獨立思考能力、創新能力和動手能力。

關鍵詞:驗證性實驗；走動式教學；報告多樣化；創新能力

實驗教學在高校培養創新型人才過程中起著至關重要的作用，驗證性實驗教學對于學生基礎知識的鞏固，有一定的益處。但傳統的驗證性實驗教學主要以前期教師講解實驗目的、實驗原理和演示實驗內容；中期由學生根據教師的演示進行機械的模仿實驗；后期學生根據實驗指導書抄寫實驗報告，教師批改實驗報告步驟進行，并不能提升實驗教學的質量[3]。同時，傳統驗證性實驗教學方法單一、實驗內容和實驗步驟固定，激發不出學生的探索欲和求知欲，不利于學生啟發性和創造性思維的培養[4]。因此，對傳統驗證性實驗教學進行反思，提出培養學生獨立思考能力、創新能力和實驗動手能力的驗證性實驗教學新方法，具有一定的實驗教學研究價值[5]。

一、傳統驗證性實驗教學現狀

1.1實驗目的明確、步驟詳細

采用傳統驗證性實驗教學，教師在實驗之前就會將實驗指導書發給學生，學生將實驗指導書進行打印。實驗指導書當中一般包含：實驗題目、實驗目的、實驗重點和難點、實驗內容、實驗步驟和實驗環境，其中實驗目的明確、實驗內容清晰、實驗步驟詳細，學生在沒有實驗指導教師的情況下，也可以按著實驗步驟獨立完成實驗內容[6]。教師根據學生的實驗結果判定其是否掌握了實驗原理和方法，大多數學生能夠得出正確的實驗結果，但并沒有對實驗原理進行認真思考，只是機械的按照實驗步驟操作，沒有培養學生將實驗原理用于解決現實生活問題的能力，未達到實驗目的[7][8][9]。

1.2教學方法單一

教師教學能力不均衡導致部分教師對驗證性實驗的理解有些偏頗，實驗教學方法單一、陳舊。傳統驗證性實驗教學方法以演示法和講解法為主。實驗前期教師對實驗目的和實驗原理進行詳細的講解，鞏固學生的理論知識，并使其理解理論知識的實際應用，然后對實驗任務進行演示，使學生掌握正確的實驗步驟，最后學生根據實驗指導書中的實驗步驟及教師的演示完成實驗任務。

1.3學生思維及動手惰性滋長

傳統驗證性實驗以實驗指導書和教師的演示為主，學生面對實驗內容，已養成一種根據實驗指導書和教師演示進行機械式實驗驗證的學習習慣。大多數學生沒有依據理論知識對實驗任務進行獨立思考，并探索切實可行的實驗方法，而是選擇實驗指導書或者教師提供的方法直接進行實驗，同時，在實驗過程中一旦遇到問題，既不選擇獨立思考出現的問題，也不向教師或者同學詢問解決方法，更不會選擇新的實驗方法重新進行實驗，導致驗證性實驗教學效果較差，滋長了學生的思維及動手惰性。

1.4實驗報告內容雷同

由于實驗指導書內容詳細、教師教學方法單一和學生學習惰性滋長等多方面因素的影響，導致能夠反映學生實驗效果真實情況的實驗報告也出現大量水分。經過走訪學生、實驗室觀察學生實驗情況以及對不同學生的實驗報告內容進行詳細對比等多種實驗教學反饋方式發現：學生的實驗報告內容基本來源于教師演示的步驟、實驗指導書中提取重要內容或抄襲其他同學的實驗報告等三個方面，既沒有獨立思考探索新的實驗方法和實驗步驟，也沒有得出不同的實驗結果，毫無創新，實驗報告內容基本雷同。

二、驗證性實驗教學新方法

2.1簡化實驗指導書

教師撰寫詳細的實驗過程作為實驗教案，有利于自己對實驗課堂的把控，不斷提升自己的實驗教學能力。從實驗教案當中提取實驗目的、實驗原理、實驗重點和難點、實驗環境和實驗題目作為發給學生的實驗指導書，而實驗結果需要學生根據實驗內容和自己探索的實驗方法得出，最后將實驗結果與指導教師給出的實驗結果進行對比，找出實驗過程中存在的問題，并改進實驗方法或與教師進行實驗交流，以獨立思考和探索的方式完成實驗，最后撰寫實驗步驟。

2.2任務驅動法教學

任務驅動教學法是指在教學過程中以若干分解的任務為中心，通過任務的完成來介紹基礎知識和技能，采取邊學邊練的方式來培養和提高學生分析問題、解決問題的綜合能力[10]。簡化實驗指導書會導致部分學生面對實驗內容無從下手，進而放棄實驗或者有意拖延實驗進度。針對這種情況，采用任務驅動教學法：教師在安排完實驗內容以后，可以引導學生將實驗任務進行分解，學生將以獨立思考、相互探討、與教師交流以及查找資料等不同的方式完成分解后的實驗任務，最后教師根據學生的實驗結果對學生的實驗進行打分，作為期末考核的標準之一，在實驗時間充分的情況下，還可以安排部分實驗方法和實驗效果較好的學生上臺演示，培養學生獨立思考和積極探索的能力，提高學生主動學習的積極性[11]。

2.3啟發式教學

啟發式教學是“以學生為主題，教師為主導”的現代教學理念的具體體現，激發學生的學習興趣、想象力和創新精神[12]。傳統驗證性實驗教學過程中，部分學生雖然看過實驗指導書和教師的演示，但是仍然存在一些實驗問題，當學生舉手向實驗指導教師詢問時，大部分教師采取直接動手為學生解決問題的方式，并沒有向學生講解出現問題的原因或引導學生解決問題。利用啟發式教學方法，引導學生利用所學的理論知識來解決實驗過程當中存在的問題，這一點主要體現在教師集中演示和單獨指導學生實驗中出現的問題兩個方面。教師首先應將問題進行分解，然后將分解后的問題不斷拋出，并分析出現問題的原因，最后引導學生逐一解決問題，得到正確的實驗結果，培養學生獨立思考和動手能力。

2.4走動式教學

學生受到思維惰性、動手惰性、智能手機等因素的影響，導致教師布置完實驗任務之后，一部分學生則躲著玩手機、游戲，直接放棄實驗任務；一部分學生雖然投入到實驗當中，但是一旦遇到問題，既不舉手向指導教師詢問，也不與其他學生進行交流，以致實驗停滯。只有小部分的學生在認真實驗，并最終完成實驗任務。為了更好的實施驗證性實驗，教師在布置完實驗任務之后，應頻繁在實驗室中走動，來回觀察學生的實驗情況，了解學生對知識掌握的真實情況，同時，在觀察的過程中，若發現學生實驗中存在問題，主動與學生進行探討，引導學生走出實驗誤區，拉近學生與教師之間的距離，激發學生的求知欲，保證驗證性實驗的教學質量。

2.5實驗報告形式多樣化

實驗報告能夠反映學生在實驗中采取的實驗方法、實驗步驟和對實驗的全面總結。學生的實驗報告采用統一的格式，其中包含實驗題目、實驗目的、實驗環境、實驗步驟、結果分析和實驗總結等內容。由于受到傳統驗證性實驗指導書、教師的演示和學生惰性的影響，實驗報告并沒有反映出學生實驗過程的真實情況。簡化實驗指導書，利用任務驅動法教學、啟發式教學和走動式教學，讓學生以獨立思考和探索的方式完成實驗任務，并要求學生將整個實驗過程撰寫為實驗報告，不僅要撰寫實驗過程中遇到的問題，而且要撰寫解決問題的步驟，然后將錯誤實驗結果和正確實驗結果進行對比分析，加深對實驗內容的理解，最后，對整個實驗過程進行總結，這樣撰寫出的實驗報告能夠反映出學生的真實實驗情況，同時實驗報告的形式會呈現多樣化。

三、教學案例及效果分析

以大理大學計算機科學與技術專業《Linux基礎與應用》課程中DHCP服務器的配置實驗教學為例：

3.1教學案例

DHCP服務器配置的實驗教學設計過程如下：步驟1：簡單回顧DHCP服務器的工作原理及相關參數；步驟2：拋出實際問題（例如：學校有80臺計算機，使用IP地址段：192.168.1.1至192.168.1.254，子網掩碼為：255.255.255.0，網關為：192.168.1.1，其中192.168.1.2至192.168.1.30分配給學校各服務器使用，而客戶端僅使用192.168.1.100至192.168.1.200的IP地址，剩余IP地址保留。）；步驟3：針對實際問題，簡單闡述網絡端口的參數設置、DHCP主配置文件和網絡端口選擇的設置等內容；步驟4：將有操作流程，但無具體參數設置的實驗報告傳輸給學生；步驟6：學生獨立實驗，教師開始走動，來回查看學生的實驗進度，并主動與學生交流指導。針對出現的問題引導學生自己解決，讓學生帶著實際項目和存在的問題，獨立完成DHCP服務器的配置項目；步驟7：學生記錄服務器配置項目的相關參數和過程，根據參數及實驗過程獨立完成實驗報告，并分析錯誤原因和實驗結果。教師統計學生的項目完成情況，并有針對突出問題進行講解，輔導學生完成配置項目。

3.2教學效果分析

按照以上步驟進行驗證性實驗教學，首先學生可以對理論教學的內容進行回顧，其次讓學生帶著現實生活中的實際項目進行實驗，利用項目驅動和學生的探索欲望，促進學生學習的主動性，最后教師的走動查看和主動交流，不僅能夠掌握課堂的真實情況，而且幫助學生解決了實際問題，激發了學生的學習動力。課后，學生根據記錄的錯誤信息、參數和實驗結果，獨立撰寫實驗報告，杜絕實驗報告的抄襲，實驗報告形式呈現多樣化。在驗證性實驗教學當中真正實現學生獨立思考和主動探索式學習過程。

四、總結

驗證性實驗對鞏固學生理論知識和后期培養學生的獨立思考能力、創新能力是不可或缺的，但是傳統驗證性實驗在教學方法上存在一定的弊端。打破傳統驗證性實驗教學的模式，采用簡化實驗指導書、任務驅動法教學、啟發式教學、走動式教學以及實驗報告形式多樣化等教學方法，不僅能夠提升驗證性實驗教學的實驗效果，而且能夠激發學生學習的主動性，培養學生獨立思考能力、創新能力。

作者:曾新 何瓦特 單位:1.大理大學數學與計算機學院 2.云南大學社會科學處

參考文獻

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