开放式教学在生物医学工程实验中的实践

摘 要 针对传统实验教学模式存在的问题，创新了开放性实验教学模式，在实验时间、实验教学内容、实验教学手段、实验课程评价体系等方面实现开放，对于学生动手能力、分析问题、解决问题能力的培养起到了很好的效果，对实验教师队伍也提出了更高的要求。

关键词 开放式教学 生物医学工程实验 改革 实践

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.12.055

Abstract Aiming at the existing problems of the traditional experimental teaching modes， the open experimental teaching modes were achieved. The experiment time， the experiment teaching content， the experiment teaching methods， and the evaluation system of the experiment curriculum were opened. These effective steps played good effects in the practical ability， the skills of analyzing and solving problem for the undergraduates， and also put forward the higher requirements of the experimental teachers.

Keywords open experimental teaching； biomedical engineering experiment； reform； practice

0 引言

生物醫学工程是一门旨在为人类健康服务的学科，用于疾病的预防、诊断、治疗和康复，综合了生物学、医学、工程学的特点，具有综合性、交叉性、实践性的特点，实验教学是生物医学工程专业的一个重要环节，不仅可以深化课堂教学中学到的理论知识，还可以培养学生的探索精神和创新能力，全面提高学生素质。国外生物医学工程实验教学发展较早，实验室条件优越、实验教材规范、设计性实验所占比重较大，注重培养学生分析问题、解决问题的能力。但国内生物医学工程实验教学起步较晚，存在实验条件落后、教学模式封闭、学生主体作用不突出等特点，近年来，各高校纷纷探索实验教学改革方法，早在2005年，浙江大学生物学实验教学中心王国强等就提出多元化开放式实验教学的创新与实践，[1]宋国利等结合近年来实验教学示范中心建设和实验教学改革实践，提出了开放式实验教学模式的内涵和特征，即实验教学的目标、主体、方式、内容、资源的多元化、开放性，取得了不错的效果。[2]孔祥平等通过创建实验室管理网站、优选合适的实验教学内容、建立了多样化的实验教学方式。[3]王金发等总结了连续8年进行开放式实验教学的实践经验和体会，探讨了开放式实验教学的创新性和实践效果，并对进一步发展和完善开放式实验教学提出了设想，为我们提供了借鉴经验。[4]西安电子科技大学白云等提出开放、创新式实验教学内容体系，因材施教，采取灵活的开放式教学方法取得良好的教学效果。[5]桂林电子科技大学在九十年代率先引进开放性实验教学模式，并取得了一定的成就，本文对桂林电子科技大学生物医学工程开放性实验教学实践成果进行总结，以便更好地开展开放性实验教学的实践。

1传统实验教学模式存在的问题

1.1 实验教材缺乏系统性

生物医学工程属于新兴边缘学科，结合了生物学、医学、和工程学的特点，融理论性和实践性为一体，目前国内缺乏成熟的具有正对性的实验教材。很多高校根据自身的专业设置特点、实验条件自编了实验教材，自编教材适应本校教学需要，但各高校实验教材自成体系，没有系统性，并且一套教材沿用多年，不能根据实际需要及时更新，实验教材的质量也良莠不齐。

1.2 实验时间的固定性

传统实验教学模式中的实验时间是根据实验教学大纲来确定的，在每个学期开学教师就已经计划好实验教学的时间，学生只能按照课表安排在规定的时间去固定的实验室，学生没有实验的主动性和积极性。实验教学一般安排在理论教学之后，如果理论没有讲授，实验教学就无法开展，将会打破实验安排的系统性，使实验教学处于凌乱状态。

1.3 实验内容以理论验证为主

传统实验教学没有明确的实验目标体系，而是根据理论课程的需要设置实验内容，实验课程完全依附于理论课程，实验课程的设置目的是为了验证专业理论。学生通过实验课程的学习，只能简单地验证专业理论，获得对理论的直观感受，拘泥于理论知识的掌握，很少开展探索性实验。

1.4 实验教学方法僵化

传统的实验教学实验内容、实验方法、实验器材、实验时间都由教师统一安排，学生只能被动接受，完全没有主动性。在实验之前、实验器材由教师统一调试好，对于实验过程中可能会遇到的问题，教师都会预先重点叮嘱，学生只需按照老师规定的实验步骤和注意事项就能成功完成实验。在整个实验过程中以教师为主体，学生只是实验内容的被动接受者，不能激发学生的探索性和创造性，完全没有起到实验课程应有的作用。

1.5 实验课程评价体系单一

传统的实验课程考核依据为实验报告，以参加实验的次数、实验结果的准确性来评定实验课成绩，忽视学生在实验过程中实验方法的探索能力、实验中遇到问题的解决能力、实验结果的分析能力等的考核，造成很多学生不重视实验过程，实验后照搬他人实验结果。

2开放性实验教学模式的建构

针对传统教学模式存在的问题，我校生物医学工程专业引进开放性实验教学模式来弥补传统教学模式的不足，在借鉴其他兄弟高校经验的基础上，构建了具有自己学校和专业特色的开放性实验教学模式。

2.1 实验时间的灵活性

传统实验教学模式只在规定的教学时间内开放实验室，实验器材的长期闲置，造成了实验器材的隐形浪费。开放性教学模式实行实验室全天候开放，不受实验课时间安排的限制，只要在网络系统上预约实验时间，就可以进行实验。实验时间的灵活性，学生在理论学习中没有掌握的知识，可以通过实验操作得到及时消化；学生在学习过程中发现问题的，可以及时预约实验，使问题得到解决；学生对有兴趣的问题可以进行探索性实验，激发他们的创造力，使学生素质得到全面提高。实验时间的灵活性，每个学生可以针对自己的实际情况，安排不同的实验次数、不同的实验内容、不同的实验时长，既不浪费已掌握实验内容学生的时间，又可以充分调动学生的积极性从事自己感兴趣的实验课题研究。

2.2 实验教学内容的开放性

传统的实验教学都是根据理论教学的需要来安排实验内容，实验课程成了理论课程的附属品，缺乏独立地位，实验课程在学生心目中的地位也不高，学生对实验课并不重视。开放性实验教学必须改变传统教学模式中实验课程的地位，建构起独立的实验教学课程体系，从学生认识实验器材、布置实验环境、到运用实验手段、分析实验结果，逐步培养学生从实验中独立自主掌握自然规律的能力，对实验结果与预想结果不一样的，要仔细分析，找出导致实验结果不一致的原因，提高学生分析问题、解决问题的能力。每次实验课之间要有内在联系，把实验教学按照实验规律有机串联起来，从而达到培养学生实验素养、提高实验能力的目的。我校在实验课程设置方面分为三个等级：基础实验、提高实验、探索实验，其中基础实验是每个学生都必须掌握的，学生可以选做部分提高实验，探索实验则留给对生物医学工程实验感兴趣的学生，学生可以根据自己的实际情况和兴趣自由选择。

2.3 实验教学手段的现代化

现代化教学离不开日益更新的设备，实验教学更是对设备具有特殊的依赖作用，在实验教学中运用现代化教学手段能够起到事半功倍的效果，可在实验教学中运用投影、CAI、录像、计算机、互联网等辅助技术，提高实验效率，节省人力和物力。我校在实验教学中也引进了一些现代设备，但没能充分发挥现代教学设备的功效，网络实验教学平台没有建立起来，学生只能通过网上选课，预约实验，学习方式单一，开放程度还远远不够，希望在以后的实验教学过程中能逐步完善，可以通过网络平台实现远程操控、网上授课，节约时间、提高效率。

2.4 实验课程评价体系的多维性

传统实验教学评价体系比较单一，大都依据学生实验结果进行评定，导致学生照抄他人实验结果的现象时有发生，更有甚者没做实验的同学分数比做实验的同学还高，大大打击了学生的学习积极性。在开放性实验教学中，实验结果不再作为评定实验课程的唯一标准，更重视实验过程。开放性实验教学课程评价体系应全面考核学生的实验准备能力、实验设计能力、实验动手能力、实验问题的解决能力，通过综合考评，才能全面提高学生素质。

3 开放性实验教学人才队伍构建

开放性实验教学并不仅仅是实验室的开放，而是整个实验教学环节的开放，涉及到整个实验教学的过程，不仅仅是学生主体性的体现，教师的辅助作用也必不可少，建立一支高素质的实验人才队伍是当务之急。但现在很对高校对实验教学并不是非常重视，通常把教学能力较差、快要退休的教师安排在实验教学岗位上，致使开放性实验教学无法顺利实施。在开放性实验教学中应培养一批敢于动手能力较强、敢于创新、甘于奉献的人才队伍。开放性实验教学对教师素质提出了更高的要求，在传统实验教学中，教师只要按照课本理论知识用实验验证即可，开放性实验教学中教师要能随时解答学生在提高实验和探索实验中提出的各种问题。开放性实验教学由于不固定实验时间、实验内容，给实验老师带来了更多的工作量，只有热爱实验事业，甘于奉献的教师才能无怨无悔地付出。

4 结语

开放性实验教学模式在探索中不断前进，为培养学生的动手能力、创新能力、开拓思维开辟了一条新的路径，尽管在开放性实验教学过程中我们遇到了各种各样的困难，但开放性实验教学是提高教学质量、节约实验资源、全面提高学生素养的必由之路，只有在探索中不断完善开放性实验教学模式，才能走出一条适合本专业的实验教学路径。

€L芑鹣钅浚汗阄鞲叩冉逃究平萄Ц母锕こ滔钅浚？016JGB216）

参考文献

[1] 王国强.多元化开放式实验教学的创新与实践[J].黑龙江高教研究，2005.9（137）：96-98.

[2] 宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010.29（2）：91-93.

[3] 孔祥平，王娟，吕海涛.开放式分析化学实验教学模式研究[J].實验技术与管理，2011.28（7）：164-166.

[4] 王金发，戚康标，何炎明等.开放式实验教学的创新性及实践效果.高等理科教育，2003.52（6）：51-54.

[5] 白云，柴钰.加强开放式实验教学，培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2010.29（8）：109-118.