為學(xué)生搭設(shè)實踐創(chuàng)新平臺
---南開大學(xué)加強和改革實驗教學(xué)紀(jì)實
南開大學(xué)學(xué)生在做趣味物理實驗。
“你們的實驗課水平不低于美國。”這是20世紀(jì)20年代美國哈佛大學(xué)校長在南開大學(xué)科學(xué)樓中發(fā)出的贊嘆。80多年后，斥資7000多萬元、占地25767平方米，被學(xué)生稱為“實驗航母”的全校本科生實驗基地---綜合實驗樓在科學(xué)樓旁拔地而起，延續(xù)著南開以“實驗見長”的優(yōu)良傳統(tǒng)。
“允公允能，日新月異”是南開的校訓(xùn)。南開大學(xué)校長饒子和說：“南開學(xué)生不僅要擁有豐厚的科學(xué)文化知識，更應(yīng)具有服務(wù)社會的實踐能力。實驗教學(xué)正是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神的重要過程。”
實驗不再照著教科書上的步驟“按方抓藥”
“劃開家兔皮膚時動作要輕，注意不要碰到下面的臟器和胸管。”在綜合實驗樓里的一堂動物學(xué)實驗課上，南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院03級本科生張倩正在講臺上一邊演示家兔解剖的步驟，一邊向同學(xué)們講解注意事項。實驗開始后，她又來到同學(xué)中間，逐一查看、指導(dǎo)他們實驗。
在這堂課上，張倩是教師。而課程的主講教師賀秉軍則在一旁默默觀察著張倩和同學(xué)們的“師生”互動，并進行適度的輔導(dǎo)。
從2000年開始，南開大學(xué)的動物學(xué)實驗課實行了“師生角色轉(zhuǎn)換”的教學(xué)模式，讓學(xué)生當(dāng)一回老師，親身參與到教學(xué)活動中來。賀秉軍說，本科階段的動物學(xué)、植物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的實驗多為驗證性實驗，如果只是讓學(xué)生照著教科書上的步驟“按方抓藥”，無法提高學(xué)生對此類實驗課的興趣。因此我們嘗試“師生互換”，讓學(xué)生通過主導(dǎo)實驗過程達到對實驗基本技能的掌握，同時培養(yǎng)他們搜集信息的能力和探索精神。
在南開大學(xué)，學(xué)生是實驗課堂的絕對主角，教師則為他們的實驗提供正確引導(dǎo)。南開大學(xué)教務(wù)長朱光磊說，我們鼓勵教師在實驗教學(xué)中打破教師講、學(xué)生聽、照章做的單一模式，讓學(xué)生能夠在實驗中充分發(fā)揮主觀能動性，在親自感受、發(fā)現(xiàn)、探索中獲得樂趣，提高能力，增強自信，從而自主地接受知識。
教師的科研項目轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)的內(nèi)容
南開大學(xué)在改革驗證性實驗教學(xué)方法，夯實學(xué)生基礎(chǔ)的同時，加大綜合性實驗的比重，特別強調(diào)根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展需要，在實驗教學(xué)中增添應(yīng)用性的實驗項目，將較新科研成果與教學(xué)相結(jié)合。
在高等物理實驗課上剛剛完成“黑白底片的彩色編碼”實驗的南開大學(xué)物理學(xué)院04級本科生趙坤十分興奮：“原來用黑白膠片真的能拍出彩色照片，不愧是應(yīng)用于國防建設(shè)的科研成果啊。”
該實驗是我國著名光學(xué)專家母國光院士的科研成果。他認為，這是一個物理思想和內(nèi)容都非常豐富的好實驗，很適合高年級學(xué)生的物理實驗教學(xué)，因此將其“移植”到學(xué)生的實驗課中，并經(jīng)常親臨現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生實驗。幾年來，該實驗成為物理學(xué)院學(xué)生們必做的經(jīng)典實驗。著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者楊振寧教授看了該實驗后，發(fā)出了“非常巧妙，是活物理”的贊嘆。
教師的科研項目轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)的內(nèi)容，幾乎存在于南開大學(xué)每一個學(xué)科的實驗課堂上。如環(huán)境化學(xué)實驗中“藻類攝取磷動力學(xué)方程”的實驗，是由國家攻關(guān)課題“湖泊的富營養(yǎng)化控制”中的相關(guān)內(nèi)容轉(zhuǎn)化而來；經(jīng)濟學(xué)院的實驗課程“災(zāi)因分析”，則來源于風(fēng)險管理與保險學(xué)系2004年與中國人民財產(chǎn)保險股份有限公司合作開發(fā)的科研項目---“中國財產(chǎn)保險重大災(zāi)因分析”。
為了讓學(xué)生更好地在實驗中吸收科研成果的精髓，了解前沿技術(shù)在科學(xué)、生活中的應(yīng)用，這些由科研項目轉(zhuǎn)化而來的實驗，一般都由該項目的負責(zé)教師來指導(dǎo)，其中不乏各學(xué)科的學(xué)術(shù)帶頭人。如包括許京軍教授、嚴秀平教授在內(nèi)的多名“長江學(xué)者”、知名教授都親自帶本科生做實驗，以他們豐富的科研心得、高超的實驗技術(shù)、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度激勵學(xué)生掌握實驗技能的熱情和求知欲望。
培養(yǎng)創(chuàng)新精神是實驗教學(xué)的永恒主題
日前，南開大學(xué)的幾名本科生設(shè)計完成了全國高校中首個互動式校園三維導(dǎo)航系統(tǒng)---“視覺南開”。這一集導(dǎo)航、介紹、服務(wù)和管理功能為一體的網(wǎng)站導(dǎo)航系統(tǒng)，可以實現(xiàn)人機互動，用戶只需輕點鼠標(biāo)，便能在虛擬的校園中輕松漫游，獲得在南開大學(xué)學(xué)習(xí)、生活所需要的各類信息。而這一導(dǎo)航系統(tǒng)正是學(xué)生們在文學(xué)實驗教學(xué)中心的數(shù)字藝術(shù)與傳播實驗室完成的。
“實驗室內(nèi)較新的蘋果iMac一體機、非線性采編系統(tǒng)、全套影視拍攝機器，完全能夠讓我們將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。”系統(tǒng)主要設(shè)計者、南開大學(xué)文學(xué)院2003級藝術(shù)設(shè)計系本科生劉俊玲說，“開放的實驗室可以使我們在課余時間也能使用這些設(shè)備討論、制作，還可以得到老師的指導(dǎo)。”
在南開大學(xué)，物理、化學(xué)、生物、電子信息、經(jīng)濟、文學(xué)等10余個實驗教學(xué)中心內(nèi)的實驗室均對本科生開放。精良先進的儀器設(shè)備、經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)教師，讓開放實驗室成為學(xué)生自由揮灑創(chuàng)新思維、積極實踐奇思妙想的空間。不僅如此，國家和省部級重點實驗室以及其他科研實驗室也有計劃地對本科生開放。例如，教育部光學(xué)信息技術(shù)重點實驗室專門開辟實驗室供本科生做教學(xué)實驗室，指導(dǎo)教師則是來自該實驗室的教授。在這些實驗室里，學(xué)生不僅可以預(yù)習(xí)實驗，還可以進行自主創(chuàng)新實驗。
南開2002年開始實施的本科生創(chuàng)新科研“百項工程”，為學(xué)生的科研創(chuàng)新活動提供資金支持，從這里誕生了許多具有較強應(yīng)用性和社會意義的優(yōu)秀成果。如由環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院1999級學(xué)生董昭為組長的項目組，對奧運賽場人群聚集進行風(fēng)險分析研究，對2008年北京奧運會賽場公共安全風(fēng)險進行分析，具有很大的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。
“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實際操作能力的高水平現(xiàn)代化人才，是南開大學(xué)實驗教學(xué)的永恒主題。”南開大學(xué)常務(wù)副校長陳洪表示。
《中國教育報》2007年7月28日第1版
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