基于自主學(xué)習(xí)模式的開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

鄭晉軍　汪震　王雨蒙　周淑輝

摘 ?要 針對(duì)開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，提出學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量要求、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與篩選原則，闡述自主學(xué)習(xí)過(guò)程管理監(jiān)督和考核評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心教學(xué)實(shí)踐得出基于自主學(xué)習(xí)模式的開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞 開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);自主學(xué)習(xí);汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

中圖分類號(hào)：G642.423 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）06-0121-03

Research on Open and Innovative Experimental Teaching based on Autonomous Learning Mode//ZHENG Jinjun， WANG Zhen， WANG Yumeng， ZHOU Shuhui

Abstract In view of the current situation and existing problems of the open innovation experiment， this paper puts forward the quality requirements of the open innovation experiment of the students autonomous learning mode， the design and screening principles of

the experiment project， expounds the management supervision and

assessment methods of the autonomous learning process， and com-bines the teaching practice of the automobile experiment teaching center to get the open innovation experiment teaching method based on the autonomous learning mode.

Key words open innovation experiment; experiment teaching; auto-nomous learning; automobile experiment teaching center

1 引言

開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)）具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、科研思維和綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生積極性、主動(dòng)性和求知欲的重要途徑[1]。以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為指導(dǎo)思想和目標(biāo)，開(kāi)展開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐，符合目前社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，對(duì)全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)有著重大的作用和深遠(yuǎn)的意義[2-3]。目前，國(guó)內(nèi)很多高校都已經(jīng)開(kāi)始普及開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4-6]。吉林大學(xué)近幾年在這方面有很大進(jìn)展，于2016年頒布《吉林大學(xué)開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)管理辦法（試行）》，每學(xué)期為本科生開(kāi)設(shè)數(shù)百項(xiàng)實(shí)驗(yàn)（2019年春季學(xué)期開(kāi)放608個(gè)項(xiàng)目，2019年秋季學(xué)期開(kāi)放604個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目），以期培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

在開(kāi)展的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)原有教學(xué)模式存在以下問(wèn)題[1-3]：

1）部分選題學(xué)生不感興趣，學(xué)生做開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的積極性不高;

2）部分學(xué)生基本依賴教師，不愿意主動(dòng)思考，缺乏解決實(shí)際工程問(wèn)題能力，難以培養(yǎng)動(dòng)手能力以及創(chuàng)新意識(shí);

3）考核方式僅僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況來(lái)確定最終成績(jī)，比較單一，考核結(jié)果難以體現(xiàn)出合理性、公平性、科學(xué)性。

基于上述幾種情況，需要從根本上找對(duì)策，制定出相應(yīng)的改革措施，增強(qiáng)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

2 開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

吉林大學(xué)汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心具有四輪驅(qū)動(dòng)底盤測(cè)功機(jī)、電控動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等200多臺(tái)套專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備;具有實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員22人，是我國(guó)汽車行業(yè)公認(rèn)的高層次復(fù)合型人才培養(yǎng)和基礎(chǔ)性共性技術(shù)研究開(kāi)發(fā)基地。中心發(fā)揮自身資源優(yōu)勢(shì)，積極參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，參照校內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，逐步總結(jié)出一套基于自主學(xué)習(xí)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（圖1）。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與篩選 ?開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該具有創(chuàng)新性和探索性，選題首要條件是要吸引學(xué)生興趣，學(xué)生愿意參與到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中來(lái)是項(xiàng)目選題的首要要求。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，重在對(duì)學(xué)生綜合能力和科學(xué)思維的訓(xùn)練，內(nèi)容新穎，方案合理，技術(shù)可行。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，制訂研究方案并得到合理有效的結(jié)論。

汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心充分利用學(xué)科實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目前開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由兩年前的兩項(xiàng)增加的現(xiàn)在的六項(xiàng)，選課人數(shù)由20來(lái)人增加的90人以上（表1）。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式 ?開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，主要包括提出問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題的能力。自主學(xué)習(xí)過(guò)程或許需要有教師的引導(dǎo)、啟發(fā)和幫助，但其核心是學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，通過(guò)學(xué)生獨(dú)立地分析、探索、實(shí)踐、創(chuàng)新等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)[7-8]。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)主要完成以下工作。

1）自主學(xué)習(xí)：教師將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以問(wèn)題的形式提供給學(xué)生，學(xué)生在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下自主學(xué)習(xí)、自主分析問(wèn)題和解決問(wèn)

題;學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到困難或疑問(wèn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師不要“填鴨式”灌輸，只需給予適度的幫助或解答。

2）主動(dòng)探究：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、要求或問(wèn)題，查閱文獻(xiàn)資料，提出實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程并完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理 ?在實(shí)驗(yàn)過(guò)程的管理上，通過(guò)QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的答疑、討論，實(shí)驗(yàn)儀器操作講解等，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提交都有據(jù)可查。以下是汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理流程。

1）自由選題：學(xué)生自由選題、組建實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍，選取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2）資料查閱：學(xué)生查閱文獻(xiàn)，總結(jié)掌握實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所提出的工程問(wèn)題及所涉及的專業(yè)知識(shí)，提出要解決的問(wèn)題關(guān)鍵所在并制訂詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。

3）答疑討論：學(xué)生遇到不懂的問(wèn)題，首先通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料、獨(dú)立思考去解決問(wèn)題，遇到困難與同學(xué)、教師交流探討，尋找解決問(wèn)題的方法。

4）操作、安全培訓(xùn)：學(xué)生確認(rèn)實(shí)驗(yàn)步驟及人員分工;教師講解儀器設(shè)備操作使用方法及安全注意事項(xiàng)，讓學(xué)生時(shí)刻保持實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)。

5）實(shí)驗(yàn)測(cè)試：學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

6）撰寫(xiě)報(bào)告：學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或者PPT文檔。

7）匯報(bào)交流：學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告或者以PPT形式匯報(bào)并交流討論，及時(shí)總結(jié)并將最終結(jié)果提交給教師。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià) ?開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)要能準(zhǔn)確地反映學(xué)生全方位的綜合素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)應(yīng)重能力、重過(guò)程，實(shí)驗(yàn)操作、PPT演講、小組討論、案例分析、資料查閱等各種形式的考核都要?dú)w入其中。要考查學(xué)生的綜合能力，如溝通與表達(dá)能力、分析思考能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、動(dòng)手操作能力等。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的考核評(píng)價(jià)成績(jī)由以下幾部分組成。

1）初步實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)程序報(bào)告，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所提出的工程問(wèn)題及所涉及的專業(yè)知識(shí)，整理該工程問(wèn)題背景意義;交流討論得到實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)準(zhǔn)備報(bào)告。

2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的態(tài)度、團(tuán)結(jié)合作、實(shí)驗(yàn)操作及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力等，主要考查學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度是否積極主動(dòng)認(rèn)真;是否能夠在實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)相應(yīng)的角色，是否理解個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系;是否能夠?qū)⒐こ讨R(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題;對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題是否能夠提出解決方案;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否遵守安全規(guī)范要求等。

3）小組匯報(bào)情況，考查學(xué)生對(duì)本組實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果是否熟知，并能準(zhǔn)確而清晰地向受眾進(jìn)行展示匯報(bào)。

4）實(shí)驗(yàn)的完成和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)情況，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容能否制訂實(shí)驗(yàn)方案，能否選擇合適的手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能否分析結(jié)果與解讀數(shù)據(jù)，得到合理有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

采用分階段、分層次、多樣化考核方式，能夠更清晰地了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的完成情況和完成質(zhì)量，從而做出更公平、合理的考核評(píng)價(jià)。

優(yōu)化開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，學(xué)生自主選做實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程監(jiān)督管理，分階段考核評(píng)價(jià)，最后對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖2是汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心自主學(xué)習(xí)模式的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程。

3 教學(xué)實(shí)踐及成果

經(jīng)過(guò)近兩年的探索，汽車實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心逐步建立起學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，中心對(duì)教學(xué)模式和考核方式進(jìn)行改革，已經(jīng)取得一定的成效。學(xué)生對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的興趣也日趨濃厚，綜合實(shí)踐能力得到顯著提高，部分參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在各項(xiàng)競(jìng)賽中屢獲佳績(jī)。其中近兩年大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃獲獎(jiǎng)20余項(xiàng)，獲得中國(guó)大學(xué)生方程式汽車賽車國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)兩次。2018年10月，吉林大學(xué)吉速方程式油車隊(duì)獲得中國(guó)大學(xué)生方程式賽車（FSC）總冠軍。2019年4—5月，吉林大學(xué)肯賽節(jié)能車隊(duì)首次參加殼牌節(jié)能馬拉松（亞洲賽），就在來(lái)自18個(gè)國(guó)家和地區(qū)的109支學(xué)生車隊(duì)中獲得燃油原型車組第五名。2019年8月，吉速車隊(duì)代表中國(guó)參加德國(guó)大學(xué)生方程式大賽，在來(lái)自25個(gè)國(guó)家的119支頂尖車隊(duì)中以直線加速單項(xiàng)亞軍、八字繞環(huán)第13名、營(yíng)銷答辯第10名的成績(jī)，刷新了上述單項(xiàng)的中國(guó)參賽車隊(duì)歷史最佳名次。

4 結(jié)語(yǔ)

開(kāi)展以自主學(xué)習(xí)為核心的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，使學(xué)生了解本專業(yè)國(guó)內(nèi)外研究前沿，拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，有利于培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的復(fù)合型工程技術(shù)人才。

1）實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為主體，通過(guò)自主學(xué)習(xí)完成開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的熱情。

2）強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)和科學(xué)研究方法訓(xùn)練。使學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)原理和技術(shù)方法，識(shí)別、系統(tǒng)地表達(dá)并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問(wèn)題，能夠采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，能夠撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行清晰表達(dá)，從而具備不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

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