地质工程本科生实验能力培养模式的实践和探索

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1、地质工程本科生实验能力培养模式的实践和探索摘要：地质工程专业大学生的动手能力是培养目标的重要组成部分，学生实践能力的强弱在很大程度上反映培养方式的正确与否，而实验是在校大学生培养和提局动手能力的最佳途径。基于教学工作中的实验课以及大学生创新实验项目，探索本科生实验能力的培养模式，分别通过对“大课堂”模式、电子教程预习模式以及精准式培养模式特点的研究，分析各种模式的优势和劣势，对其优点进行整合和优化，建立培养地质工程专业本科生实验能力的高效综合模式。关键词:地质工程;大学生;实验能力;培养模式中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-

2、9324(2016)41-0267-03一、弓I目工科是一种应用学科，它运用数、理、化等基础学科，结合人类生产生活中的实际问题，对技术经验进行综合和提炼。工科包含的学科很多，比如土木类、水利类、电工类、化工类、机械类等。工科的培养目标是培养在相应的工程领域从事规划、设计、实施以及研宄和管理等方面工作的工程技术人才。基于这种培养目标，高校需要大力提高工科学生在校期间的实践动手能力［1］，以达到专业培养目标、满足实际工作要求。实验环节是培养学生实践动手能力的关键环节，因此对实验能力培养模式进行深入探索具有实际意义。国内众多学者对大学生实验能力的培养模式

3、进行了深入的研究，比如开放式实验教学［2-3］、反转式课堂［4-5］、创新实验计划［6］等，多途径、多方式、多维度培养学生的实验动手能力，使学生真正达到“知行合一”［7］，提高工科大学生的综合培养质量。二、“大课堂”模式目前的实验课大多采用实验教师集中讲授实验内容、学生分散进行实验的模式，这种模式可称为“大课堂”模式，如图1所示。实验课是让学生进行实操的主要途径，也是学生实践普及面最大的方法。实验课是书本上抽象知识的落地措施，通过实验课的学习，学生亲自动手实践，对书本知识进行更加深刻和实际的理解。“大课堂”模式的涉及面最大，通过一堂实验课可让绝大多

4、数学生进行实验操作。当学生在实际实验操作中碰到问题时会向教师寻求解答，进而完成实验内容。这种模式的优点是涉及面广，学生参与人数多，但也存在先天的不足。首先，实验课的课时有限，而实验学生人数通常较多，教师无法一一解答。当学生在实验中遇到的问题无法得到及时、有效、正确的解答时，实验效果就会大打折扣，甚至会导致对知识的错误理解。其次，对于某些实验来说，实验设备数量不能满足每个学生在课时时间内都能亲手操作。实验课上通常会出现分组的情况，每个小组的学生进行分工，由一两名成员进行实际操作，其余成员进行记录等工作。在实际课中发现，当实验设备较少时，大多数学生没有

5、机会亲自操作，仅仅通过观察和记录完成实验课，这样对实验的理解是很不深刻的。另外，由于人多设备少，小部分学生丧失了实验兴趣，这部分学生通常只关注实验结果和数据处理，对实验过程的理解非常肤浅。第三，由于实验课是大班授课，课程安排比较紧密，一旦在实验课上没有完成或者没有正确完成实验内容，继续进行实验和重复进行实验的机会是很少的。出现这种情况时，学生通常会得过且过，草草完成实验报告了事，同样没有达到实验的目的。因此，对于传统“大课堂”模式来说，在对学生普及基本实验知识方面的贡献很大、效率最高。但“大课堂”模式过于仓促和浮浅，对于培养学生深厚的实验研究功底和

6、培养良好的实践素质是不利的，无法使学生深入追求实验原理，更无法通过实验获得新的启发。三、实验课电子教程预习模式虚拟教学技术已经在多学科中得到应用，有力促进了教育模式［8-10］和教学方法［11-12］的变革。基于中国地质大学（北京）教学改革项目开发实验教学电子教程，将实验内容通过视频、图片、文字等多种方式，将实验过程进行展示。在电子教程中，在实验的关键节点设置问答环节，学生只有正确选择了答案后，实验过程的演示才能得以继续，通过对问答环节结果的评价，对学生课前的预习成果进行打分，使学生加深对实验过程的了解和思考。实验教学系统将传统的实验手册转变成可见

7、的、可操控的、可互动的虚拟实验操作过程在课前教授给学生。通过采用电子教程系统，改变实验课教学方式，完成从学生进入实验室才开始认识实验，到学生进入实验室之前就深入了解了实验的转变。电子教程的运用，改变了学生实验课参与度较低的局面，省去了大量实验讲解和排队做实验的时间，将更多的精力集中于实验现象本身，对实验会有充分和深刻的认识。同时，教师拥有更多时间充分解答学生在实验中遇到的问题，课堂效率和效果会大幅提尚。传统实验课教学模式和电子教程预习模式的对比如图2。电子教程还会对实验操作安全进行明确提醒。教师在课堂上口头对学生集中强调实验安全环节效果不佳，学生在

8、没有实际参与实验之前对需要注意的潜在危险点认识模糊。通过电子教程系统的互动学习，整个实验程序学生都会了解，在关键节点上系统