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如何在高職教育中提高實驗教學效果
90年代后高等職業(yè)教育（簡稱高職教育）如雨后春筍在全國茁壯發(fā)展。實踐教學中的實驗課教學作為高職教育的重要模塊，其方法、模式也在不斷改進創(chuàng)新，但在運行中由于各高職院校存在師資力量不足、硬件設施匱乏、教學對象理論基礎參差不齊，教學過程監(jiān)控不到位等現(xiàn)象，造成不能將學生綜合能力的培養(yǎng)貫穿于整個實驗教學的始終，達不到預期教學效果。筆者以高職院校路橋?qū)I(yè)為例，探討如何采取措施提高高職院校學生的實驗教學效果。
1 明確高職教育培養(yǎng)目標，掌握高職實驗教學重要性
高職教育目標是培養(yǎng)適應生產(chǎn)、建設、管理、服務需要的技術應用型人才。學生的動手能力、實踐能力、可持續(xù)發(fā)展能力尤為重要。實驗教學是提高學生基本操作技能、專業(yè)技能、綜合素質(zhì)的有效手段，是理論教學的繼續(xù)、補充和發(fā)展。通過實驗教學可激發(fā)學生的學習興趣、探索精神；增強學生實事求是，開拓創(chuàng)新的意識；訓練學生操作技能；促進學生主動學習，將理論與實際有機結合起來。
2 改善實驗條件，加強實驗教學軟硬件建設
軟硬件設施是實驗教學的重要載體。實驗室建設水平體現(xiàn)了學校教學的基礎水平和能力。因而應改善實驗條件，加大實驗軟硬件投入。首先，應對現(xiàn)有實驗室進行合理規(guī)劃，采購一定數(shù)量的本行業(yè)使用最廣泛的常規(guī)儀器設備和先進設備；其次，組織教師依據(jù)國家現(xiàn)行有效的標準規(guī)范編制行之有效的實驗大綱、實驗指導書和實驗原始記錄表格，促進實驗教學有序進行；再次，在學生的業(yè)余時間開放實驗室，提高實驗教學場地、儀器設備的使用率。
3 正確選擇實驗類型，構建基于工作過程的學習情景
實驗類型有操作實驗、演示實驗、驗證實驗、模擬實驗、綜合實驗、設計實驗等，教師應根據(jù)各學校的實訓條件和硬件設施，正確選擇實驗類型，讓學生多一些摸索、嘗試、動手的機會，充分發(fā)揮學生的自主性、能動性。促使學生主動學習，形成感性認識，提高實驗技能。
應構建基于工作過程的學習情景，設計實驗教學模塊，優(yōu)化實驗教學內(nèi)容，重視實驗教學與工作實際的一致性；及時跟進本行業(yè)最新試驗標準規(guī)范，模擬、展示實驗項目全貌，突出項目重點、實用性和適用性。在教學中教師應杜絕填鴨式的灌輸和大包大攬，采用啟發(fā)、引導的教學方法，闡釋實驗的來龍去脈及各實驗項目間的相互關系，調(diào)動學生的積極性、主動性，引領學生在有限的時間里把握實驗項目的精髓。
4 強化學生的實驗預習環(huán)節(jié)，鍛煉其自學能力和領會標準意圖的能力
教師在實驗教學前應告知學生實驗內(nèi)容，讓其閱讀相關試驗規(guī)范、實驗指導書或上網(wǎng)查看相關視頻資料。學生通過預習對實驗內(nèi)容心中有數(shù)，才能帶著問題做實驗，在實驗中思考、獲得收獲，體驗成功的快樂。
5 加強教學過程巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)糾正學生的操作問題
巡視檢查是提高實驗教學效果的輔助手段。可幫助學生更好地操作使用實驗儀器設備，及時發(fā)現(xiàn)糾正學生操作問題和理解偏差。同時，與學生近距離接觸和恰到好處的贊賞，能增進師生關系，增強學生的自信心，創(chuàng)造輕松、互動的學習氛圍。
6 建立實驗任務驅(qū)動模式，培養(yǎng)學生的溝通協(xié)作能力和整體觀念
在實驗過程中，教師應建立實驗任務驅(qū)動模式，有意識的培養(yǎng)學生的溝通協(xié)作能力和整體觀念�？梢园嗉墳閱挝�，以組為單元分派實驗任務，要求小組人員分工合作，齊心協(xié)力，群策群力，在有限的時間里共同完成實驗項目、原始記錄和實驗報告。教師即要縱觀全局（班），又要兼顧個人，避免學生推諉扯皮。要強調(diào)協(xié)作的重要性，個人在任務中的作用及對結果的影響。
7 激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析問題解決問題能力
興趣是最好的老師。將實驗項目與生活實際有機聯(lián)系起來有助于激發(fā)學生的學習興趣。如路橋?qū)I(yè)常做的試驗╠╠ 土的液塑限試驗是一個相對較復雜的試驗，需要試驗人員的實際經(jīng)驗。而學生從未接觸過該實驗，更談不上經(jīng)驗。教師在授課時透徹講述液塑限概念，強調(diào)水對土物理狀態(tài)變化的影響，讓學生在調(diào)水時注意觀察土的狀態(tài)轉變，分析測量數(shù)據(jù)變化規(guī)律。這種貼近生活的實驗，極大地提高學生的動手興趣。學生不斷的觀察、調(diào)水、碾土、裝盒、測試、分析，在其樂融融的氣氛中達到預期效果。
8 培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)整理分析處理能力
實驗結束，學生應完成實驗報告。但由于高職院校學生理論知識不扎實，數(shù)據(jù)整理處理能力較弱。如灌砂法測土的密度，從標準砂密度標定、灌砂筒錐形容納砂量標定、標定筒容積標定到現(xiàn)場土的干密度測定，有10多個稱量，少一個稱量勢必無法導出最后結果，而這么多的稱量數(shù)據(jù)如何整理、如何通過推導計算獲得最終結果是實驗重點，更是學生的難點。在講解中教師首先應分析灌砂法基本原理、儀器結構，講清標定的作用和重要性，讓學生領會各稱量數(shù)據(jù)的相關性，掌握基本公式用法，這樣學生就容易靈活把握試驗關鍵點，對試驗數(shù)據(jù)進行有效處理和分析。
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9 善于總結，解決實驗中存在的問題
教師應根據(jù)在實驗中的觀察，利用實驗小結，對學生存在的共性問題、突出現(xiàn)象進行講解，加深學生的印象，糾正學生的模糊概念，模糊操作，鞏固理論知識，強化學生的規(guī)范操作。
10 建立合理的實驗教學評價體系，提高學生的積極性
應建立合理的實驗教學評價體系，綜合過程考核、實驗結果、學生選做實驗、實驗報告等進行評價，盡量做到公平、公正。另外可以將學生的核心職業(yè)能力與國家職業(yè)資格鑒定掛鉤，鼓勵學生通過考核獲得職業(yè)資格證書，擴寬就業(yè)面，促進實驗教學質(zhì)量的提高。
11 結語
實驗教學是實現(xiàn)高職教育目的、培養(yǎng)學生綜合能力的有效手段，應從客觀實際出發(fā)，加大實驗教學分量，變換思路，多方位探索研究提高實驗教學效果的措施方法，為高職院校的教學服務。
如何在高職教育中提高實驗教學效果 [篇2]
要在高職數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的觀察思維能力、動手操作能力、探究能力、解決實際問題的能力以及創(chuàng)造能力，促進學生主動接受、消化數(shù)學知識，單靠教師的語言闡述是無法實現(xiàn)的。加強數(shù)學實驗教學，盡量創(chuàng)設條件讓學生動手實踐，將抽象的數(shù)學概念、定律直觀形象地展現(xiàn)出來，能夠突破數(shù)學教學的難點，滿足學生充當“發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”的精神需求，有效提高學生運用專業(yè)知識和專業(yè)技能觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的實踐能力，激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣，發(fā)揮學生的創(chuàng)造才能，激勵他們主動學習，培養(yǎng)他們的科學美感。
高職數(shù)學課堂中的實驗教學
數(shù)學課堂中的實驗教學是學生在課堂上參與操作的探索過程，在很大程度上能夠滿足學生好奇、好玩、好動的天性，使枯燥無味的數(shù)學變得形象生動，進而激發(fā)學生的數(shù)學學習興趣。數(shù)學課堂中實驗教學的趣味性、直觀性、新穎性，能夠切合學生的身心特點，符合學生的認知規(guī)律，使學生在愉悅的情緒下進入學習狀態(tài)。數(shù)學課堂上的分組實驗教學，有利于培養(yǎng)學生的協(xié)作精神，實驗教學能夠給學生提供更多的實踐機會、更大的思維空間，引導學生把實驗操作與思維聯(lián)系起來，讓實驗操作成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的源泉。實驗操作能夠促使學生對新知識進行再發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，從而完成由喜歡數(shù)學到努力學數(shù)學，再到刻苦鉆研數(shù)學的良性過渡。
伴隨著高中階段教育普及程度的提高和高等教育大眾化步伐的加快，接受高等職業(yè)教育的學生的差異性越來越大。大部分高等職業(yè)學校學生的特點是形象思維長于邏輯思維，實踐學習長于理論學習，動手能力長于動腦能力。部分學生的人生目標不明確、自信心不足、學習興趣不高、學習習慣較差。因此，在高等職業(yè)學校數(shù)學實驗教學中，要力求讓每個學生都“動”起來，努力使每個學生都對數(shù)學教學內(nèi)容產(chǎn)生興趣。例如，在課堂教學中，可以充分發(fā)揮教具和學具的作用，讓學生親歷一次數(shù)學概念或定理的發(fā)現(xiàn)過程，引發(fā)學生的求知欲。在講授“橢圓”時，師生可以共同準備教（學）具——圓錐形的蘿卜和水果刀，首先由教師示范切削蘿卜的方法，然后讓學生自己切削，再由教師引導學生觀察并分析切口的形狀。在畫橢圓時，教師可以首先提出這樣的問題：“同學們能否用兩個圖釘，一根無彈性的細繩，一張紙板，先畫出一個圓，然后將畫圓的方法稍加變化，畫出橢圓？”提出問題后讓學生分組練習畫圖，培養(yǎng)學生的相互協(xié)作能力。然后再提出以下問題：“通過在紙板上作圖說明作圓與橢圓的聯(lián)系與區(qū)別。在作圖過程中，有哪些物體的位置沒有變化？有哪些量沒有變化？若調(diào)節(jié)兩圖釘?shù)南鄬ξ恢�，所得到的圖形有何變化？”接下來，教師引導學生繪圖，指出繩長大于圖釘間的距離是畫出橢圓的關鍵，由此引出橢圓的概念。另外，可以舉現(xiàn)實生活和科學實驗中的一些例子，如田徑賽場、衛(wèi)星運行軌道、橄欖球、鴨蛋等，幫助學生進一步理解橢圓的概念。還可以利用投影儀展示人體中的橢圓形紅細胞，擴大學生的知識面。
高等職業(yè)學校學生理論知識不足，但動手能力較強。在數(shù)學實驗過程中，應該鼓勵他們充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，增強其學習信心，消除“數(shù)學難、學不好”的恐懼心理，萌發(fā)學好數(shù)學的愿望，引發(fā)其學習動機，使他們以學為樂，主動進取，從而提高學習效果。
高職社會實踐中的數(shù)學實驗課
部分高職或高等職業(yè)學校已經(jīng)開設實踐課程，將所學知識直接應用到生產(chǎn)和實際生活中去，有效提高了學生應用所學知識處理實際問題的能力。將所學知識直接應用到生產(chǎn)實際中，在數(shù)學課程中開展社會實踐，有助于學生運用數(shù)學思想分析問題，解決問題。數(shù)學社會實踐教學能夠加深學生對數(shù)學專業(yè)基礎理論的認識，使學生熟練掌握和運用數(shù)學技術和方法，在實踐中培養(yǎng)和提高學生的數(shù)學創(chuàng)新能力。在選定研究課題后，能夠促使每個學生學習查閱文獻資料，撰寫簡單的設計研究方案，提高其調(diào)查和研究的能力，撰寫調(diào)查研究報告，并且能用數(shù)學的思想和方法分析問題、解決問題。在鍛煉學生上述能力的操作過程中，具體可以分為以下幾個步驟進行：
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第一，理論指導及案例解讀。（1）數(shù)學社會實踐方法的回顧。引導學生回顧社會研究方法，特別是社會調(diào)查研究方法中對實際操作的具體要求，如問卷設計、抽樣等。（2）配合進行對社會問題、市場調(diào)查和個案研究方法的數(shù)學教學指導。目的在于從認識社會、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題等幾方面引導學生關注社會問題和市場發(fā)展，為學生的相關數(shù)學社會實踐工作奠定基礎。（3）案例分析。選擇實際案例進行深入分析，從確定選題、設計研究方案、實際操作和撰寫研究報告等方面教會學生從事數(shù)學研究、社會實踐的全過程。（4）統(tǒng)計分析方法。以社會統(tǒng)計學、社會統(tǒng)計軟件spss的運用為支撐，讓學生在選題設計階段就充分考慮運用統(tǒng)計方法，全面掌握對所搜集的資料進行整理與統(tǒng)計分析的方法。
第二，在教師指導下，在查閱和收集各種文獻資料的基礎上，了解相關領域的研究現(xiàn)狀，提煉出具有研究意義的選題。
第三，在完成選題的基礎上，面向全體教師和同學作選題報告。報告內(nèi)容包括選題背景、選題目的和意義、理論建構和假設、主要研究內(nèi)容、研究方法和預期成果、經(jīng)費預算等。
第四，在教師組織下，學生圍繞確定資助的研究項目組成課題小組。課題設計者為課題組長，課題組長對課題負責，總體安排課題研究工作，協(xié)調(diào)小組成員分工，管理經(jīng)費使用，要求課題組成員根據(jù)課題需要做好相關工作。
第五，制定詳細方案。課題組在充分查閱資料的基礎上，反復研究制定方案，根據(jù)選題的總體要求設計出研究的基本思路和指標體系，在教師指導下設計出調(diào)查問卷。
第六，實地調(diào)查。對調(diào)查質(zhì)量進行監(jiān)控，負責問卷復核和追訪，回收問卷。
第七，統(tǒng)計分析。課題組成員分工對合格問卷和訪談筆記進行整理、編碼、錄入和統(tǒng)計分析；課題組成員分工對調(diào)查所得的文字資料進行定性分析，然后將統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)交給課題報告撰寫人員。
第八，撰寫報告。課題組每個成員都要撰寫調(diào)查總結報告和實踐教學心得體會或數(shù)學小論文，總結參與實踐教學的經(jīng)驗。該報告作為一個重要的教學環(huán)節(jié)，是考核和評估學生參與實踐教學活動的表現(xiàn)和效果的依據(jù)
例如，可以在采用長期趨勢測定方法和季節(jié)變動測定方法的數(shù)學實驗課上，安排學生到某市統(tǒng)計局進行社會實踐，調(diào)查統(tǒng)計某市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入情況。要求學生根據(jù)調(diào)查資料對居民人均可支配收入的長期趨勢進行測定，并預測2017年居民人均可支配收入。同時，繪制相應的圖形反映出變動的趨勢，圖形要在excel表中創(chuàng)建。還要將預測的情況繪制成模型，并根據(jù)社會經(jīng)濟現(xiàn)象變動的情況選擇適宜的模型。
高職數(shù)學課程中的實地測量教學
通過參加實地測量活動，讓學生在解決實際問題中體會、應用數(shù)學知識，強化學生使用數(shù)學的意識，提高其應用數(shù)學知識解決實際問題的能力。在數(shù)學實地測量教學中，要創(chuàng)設積極競爭的實驗情境，小組成員互相幫助、互相交流、共同進步，充分發(fā)揮師生之間、學生之間的交往、交流與合作，營造一個民主、平等、和諧的學習氛圍，使學生在掌握知識的過程中，逐步培養(yǎng)協(xié)作精神，樹立關心他人、關心集體的人生態(tài)度，克服其高傲孤獨的弱點。在數(shù)學實地測量教學中，教師應指導學生選擇適當?shù)臏y量問題，并結合實際問題選用有效的測量工具（如皮尺、測角儀、經(jīng)緯儀等），設計出測量的具體方案（盡可能考慮多種不同的方案），讓學生以小組合作的形式進行實地測量，分工負責，記錄測量數(shù)據(jù)，并運用相關數(shù)學知識完成有關計算，解決數(shù)學問題，得出實際問題的結果，總結測量問題的解決方法及其所用到的知識點，寫出實習報告、小論文或心得體會文章，并以小組為單位交流實習體會。例如，在測量有障礙物相隔的兩點間的距離或測量底部不能到達的物體的高度等問題情境中，解三角形可以發(fā)揮重要作用。
運用現(xiàn)代教育技術進行數(shù)學實驗教學
在現(xiàn)代教育技術支持下，改革傳統(tǒng)的數(shù)學教學模式，實施數(shù)學實驗教學，已成為數(shù)學教學改革的一個新動向，越來越受到教育界的關注。
運用現(xiàn)代信息技術進行數(shù)學模擬實驗教學運用現(xiàn)代信息技術的數(shù)學實驗教學是根據(jù)教學內(nèi)容的需要，在典型的實驗環(huán)境中或特定的實驗條件下，人為地、有目的地模擬創(chuàng)設一些有利于觀察的數(shù)學對象，經(jīng)過預先的組織、設計，讓學生借助一定的現(xiàn)代信息技術手段，并在數(shù)學思想和數(shù)學理論的指導下，對實驗素材進行數(shù)學化的操作，理解、解釋數(shù)學概念、定理等內(nèi)容的數(shù)學學習活動。信息技術為數(shù)學學習提供了學習環(huán)境，極大地拓展了師生實踐活動的空間，使學生有機會在一種真實的、體現(xiàn)數(shù)學發(fā)明與證明過程的環(huán)境中接受挑戰(zhàn)性的學習任務，進行實驗、探究和發(fā)現(xiàn)。例如，學習導數(shù)的幾何意義時，傳統(tǒng)的數(shù)學教學展現(xiàn)的是一種靜態(tài)的數(shù)學知識，帶給學生的是一種靜態(tài)的思維方式，不容易發(fā)現(xiàn)一些隱藏的數(shù)學關系，難以理解數(shù)學概念，學生很難找到解題思路，經(jīng)常片面地理解問題。運用強大的計算機動態(tài)模擬功能，可以為抽象思維提供直觀模型，能夠更加生動地將數(shù)學關系的靜態(tài)結構表現(xiàn)為時空中的動態(tài)過程，幫助學生強化感知，豐富表象，揭示對象的本質(zhì)和規(guī)律，使抽象知識變得容易理解，使數(shù)學課堂教學變得真實，使學生不僅親歷了探索知識的全過程，而且在整個數(shù)學實驗教學活動中始終處于主體地位，給予學生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的空間，是對傳統(tǒng)教學方式的有益補充，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的實踐園地。
運用mathematica和matlab等軟件進行數(shù)學實驗教學mathematica軟件具有強大的數(shù)值計算、符號計算、繪圖、程序設計等功能。從1988年問世至今，已被廣泛應用到工程、應用數(shù)學、財經(jīng)、生物、藥學、生命科學以及太空科學等領域，深受科技工作者的喜愛。在高職數(shù)學教學中引入mathematica軟件作為教學輔助工具，可解決數(shù)學運算問題、函數(shù)圖形繪制問題等，提高學生的數(shù)學分析能力和解決綜合應用問題的能力。運用mathematica軟件可以求極限、求導數(shù)（偏導數(shù)）、解常微分方程等。另外，還可以運用matlab軟件解決微積分、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計等數(shù)學問題，運用lindo軟件解決運籌學中的問題，運用qsb軟件解決線性規(guī)劃、網(wǎng)絡規(guī)劃、排隊系統(tǒng)模擬問題等。運用上述軟件解決數(shù)學問題是計算機技術和數(shù)學軟件引入教學后出現(xiàn)的新事物，是數(shù)學教學體系、教學內(nèi)容和教學方法改革的一項嘗試，能夠提高學生應用數(shù)學方法解決實際問題的意識與能力。在學生學習了mathematica、matlab等軟件之后，讓學生親自上機操作，編程計算，現(xiàn)場操作，完成求函數(shù)值、導數(shù)、定積分等數(shù)值計算，繪制重要的平面函數(shù)圖像及曲面圖形，強調(diào)學生參與教學和運用數(shù)學知識，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新意識和實踐能力具有特殊的作用。
現(xiàn)代教育理論認為，數(shù)學教學應是數(shù)學活動過程的教學，這種活動是主體與客體之間的相互作用。它不僅要求學生接受數(shù)學家總結出的數(shù)學結論，還要求學習形成數(shù)學結論的過程、方法及思想，使學生形成學習數(shù)學的情感，形成學習數(shù)學的親身體驗。沿著數(shù)學發(fā)現(xiàn)的活動軌跡，從具體問題到抽象概念，從感性認識到理性認識。數(shù)學實驗恰恰是溝通具體到抽象、感性到理性的橋梁。在具體情境中讓學生展開實驗或模擬實驗，能充分調(diào)動學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，讓學生最大限度地參與到教學中，讓學生用自己的思維方式主動獲取知識。數(shù)學實驗教學的趣味性、直觀性、新穎性，能夠切合學生的心理特點，符合學生的認知規(guī)律。大量的數(shù)學實驗教學活動，能夠讓學生盡可能多地動手操作，拓寬了學生的思考與探索空間，使其更真切地理解數(shù)學概念和方法，提高學生的數(shù)學素質(zhì)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、勇于探索的科學精神及團結協(xié)作的集體主義精神。數(shù)學實驗教學摒棄了以往教學中過分強調(diào)形式化的邏輯推導，過分注重對數(shù)學發(fā)現(xiàn)過程的展示和較少注意數(shù)學直觀性背景的弊端，可以突出學生的主體地位，充分激發(fā)學生的學習興趣，使過去學生眼中那些枯燥無味的數(shù)學公式、定義、定理變得鮮活起來，讓學生在“做數(shù)學”的過程中體會到數(shù)學帶給他們的愉悅和快樂，真切感受到數(shù)學的美。
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