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1實踐教學體系構成
1.1“一體化”
指服從實驗目標,以培養創新型和應用型人才為宗旨,追求知識體系的完整。即打破課程間的壁壘,所有的水文氣象實踐課統一管理、統籌安排,把相關的實驗知識、技術和方法有機地組織在一起形成一個完整的體系。
1.2“三層次”
根據培養目標將實踐教學分為基礎性試驗、綜合應用型實驗和實踐創新型實驗三個層次。第一層次,基礎性試驗。主要是以基礎實驗課程為主體,掌握基本操作技能為主,培養低年級學生的認知能力、動手能力。如水力學實驗中靜水壓強和靜水總壓力的測量、液流流態和液流阻力的測量,水文測驗中的流量、流速、水位等測量,氣象要素降水、蒸發的觀測等。第二層次,綜合應用型實驗。主要是以綜合實驗課程為主體,旨在強化專業知識和應用技能,培養學生初步設計能力和分析解決問題的能力,常采用啟發式教學。如臨近和短時天氣預報實習、水文預報課程設計,水文水資源綜合實習等,要求學生通過所學的課本知識,查閱相關文獻,設計實驗流程,圍繞著理論、程序技術和研究思維三個環節展開進行實驗。第三層次,實踐創新型實驗。主要是以創新類實驗項目為主體,為設計、研發型實驗,旨在培養學生自主研究、科研創新能力,常采用開放式教學。這里主要指高年級的學生申請的校級、省級和國家級的大學生創新項目,在教師指導下的學生自主文獻檢索、設計實驗方案、實施實驗過程、總結和處理實驗數據、撰寫論文等環節,充分體現了學生在教學活動中的主體地位和教師在教學活動中的主導作用的教學原則。通過開放式教學,學生的實踐能力得到了鍛煉,創新能力得到了提高,促進了創新型和研究型人才的培養。
1.3“多形式”
是指采取基本實驗、綜合實驗和創新實驗相結合,計劃內學時與計劃外開放實驗相結合,傳統教學與現代技術相結合,充分利用網絡資源,將實驗操作與虛擬仿真實驗相結合等,并將室內試驗與實踐教學基地和基礎人才培養基地有機結合;在形式上采用講授式、啟發式、自學式、開放式等多種形式有機組合的實驗教學,達到培養學生創新能力,激發學生學習興趣的最終目的。“一體化、三層次、多形式”實踐教學體系的建立,形成了由單一到綜合,由相對獨立到有機融合的一個完整的實踐教學新體系。學生的能力從實踐動手能力、綜合應用能力到科研創新能力得到了全面遞進式培養[3-7]。
2“一體化、三層次、多形式”實踐教學體系的實施與管理
2.1優化實驗教學,探索多元化的教學模式
水文氣象學專業的課程主要是圍繞水文和氣象交叉學科的相關知識解決國民生產中的實際工程問題,因此實踐教學是整個培養計劃中非常重要的組成部分。根據實踐課程規劃(實驗教材、實驗大綱和實驗項目的設計),優化實驗教學主要包括以下幾個方面:第一,優化課程體系,突出實驗性教學。以課程綜合化為突破口,優化課程體系和教學內容。圍繞加強實踐能力培養,修訂教學計劃和教學大綱,構建新實驗教學體系。第二,多開綜合性、設計性的實驗來提高學生的獨立創新、綜合實踐能力的培養。第三,建立實訓網絡平臺,將網絡資源和學習更好地整合,將新的教學理念灌輸到實際實踐教學中。快速滿足教學要求,使實踐教學更加優化。第四,加強實習和實訓,提高學生職業能力。實習、實訓是整個實踐性環節的重要組成部分,將實驗教學活動與生產實踐、社會服務、技術推廣緊密結合起來,提高學生的實踐能力,加強和實際生產實踐的聯系,同時可以促進教師自身進行自我完善,對課堂教學進行有益補充。多元化的教學模式[8]主要包括以下幾個方面:第一,傳統的實驗室模式。在教師指導下,在規定的時間到實驗室進行集中實驗。這種模式面向的對象主要是低年級的學生,通過參加實驗培養動手操作能力的一種實踐教學模式。第二,啟發式的教學模式。注重個性培養和創新思維的訓練,鼓勵學生開動腦筋,提出不同的實踐方案,培養獨立思考和綜合運用能力。第三,開放式的教學模式。主要采用分時段,分層次的開放。低年級學生基礎性實驗實行雙休日集中開放模式,以鞏固知識和技能為主,有目的地引導學生進行提高操作技能的實驗。高年級學生以綜合性實驗和研究型實驗為主,綜合性實驗采用研討課的形式進行開放式實驗教學。研究性實驗主要是學生通過申請學院、學校、省級和國家級的大學生創新項目進行科學研究。學生在教師的指導下選出實驗項目,經查閱文獻,擬定實驗方案,中期答辯和結題匯報等層層過程,充分利用周末、教學實踐周和寒暑假,在開放實驗室進行實踐并完成實驗項目。通過一系列開放的實驗過程,培養了學生對前沿和熱點問題的“提出—研究—解決”的興趣,培養了學生的思索能力、辨析能力和探索求知精神,從實踐上探索了基礎科學人才培養的新模式,推動了教學與科研的結合。第四,以人為本的教學模式。以自主性為主要特點,充分慮學生個人的興趣和特長,有針對性和目的地設計實驗、科學研究和社會實踐,突出學生創造性、探索性能力和組織協調能力的綜合培養。第五,開放的實踐教學基地模式。充分利用社會資源,建立穩定的實踐教學基地,進一步加強本科學生在工程實踐中的分析問題、解決問題的能力。比如學院與廣西水文局建立了《水文測驗》、《水文水資源綜合實習》教學實習基地,與安徽省六安市水文局建立了《水利工程》教學實習基地,與天津市氣象局、河北省氣象局建立了《數值天氣預報》、《臨近和短時天氣預報》實習基地。這幾種實踐教學模式要有機配合,促進各類實驗資源的互補與共享,最終達到提高綜合素質和創新能力的培養目標。
2.2優化管理,有效利用網絡資源,實現資源共享
優化管理主要通過網絡化管理來提高實驗室的管理效率[9-10]。主要通過以下幾個方面實現管理:第一,實行網絡預約制度,儀器狀態實行網絡通報制度,提高了儀器使用的效率,也加強了儀器管理人員的工作責任心。第二,實驗耗材的購買也實行網絡管理,購買藥品等耗材時,需要網上申請,經管理員批準后統一采購并登記入庫、登記領用。通過耗材庫查詢,學生可以快速、準確地找到藥品,方便互相調用,做到資源共享,節約實驗室運行經費,更能增強學生的節約意識。第三,通過考勤系統提高出勤率。網站考勤功能每天記錄了每位學生到實驗室及離開實驗室的時間,提高了學生的組織性和紀律性。第四,以網站展示實驗結果加強學生的成就感。通過實驗室網站將學生在實驗中取得的良好實驗結果、獲得的獎勵、發表的論文等進行展示,給學生創造一個展示成績的平臺,有助于加強學生的成就感。網站化管理真實記錄了學生完成任務和教師檢查指導的及時性,加強了師生的工作責任心,大大提高了許多環節的工作效率。有效利用網絡資源,實現資源共享。主要包括:第一,通過對實驗過程進行實時錄像,將其網絡化和視頻化后,為學生正確規范地使用儀器提供了一個培訓的平臺。通過網絡資源共享,應用計算機仿真技術和數碼技術構建實驗項目庫,方便學生了解學科前沿。學生在課前通過網絡實驗室觀看實驗視頻,對將要進行的真實實驗進行預習,其效果遠遠好于瀏覽講義文字。從而提高了實驗操作的規范性和實驗結果的正確性。第二,網絡應用系統的建立,方便了實驗教學的開展。教師和學生利用積件庫中的CAI課件,視頻庫中的視聽教材,以及校園網上、Internet上的網絡資源進行實驗教學互動,通過網絡信息系統及時查詢到實驗室的有關信息和教學實驗的操作技術,下載自己所需要的資料,也可以通過BBS論壇系統參與實驗教學的討論,使教師和同學進行實時網上交流;學生將自己近期的研究計劃、實驗方案、實驗數據及階段結果及時上傳到各自的科研文檔中,教師可以直接從網上讀取并進行批閱,提出建議,及時了解某位學生的情況,從而加強對學生的指導和管理。
2.3建立科學的管理及完善的考核體系
制定并逐步完善實驗室的管理制度,進行科學的管理。主要包括:制定工作條例,明確各級職責,使實驗室建設與管理逐步規范;從實驗教材選編、實驗大綱制定(實驗課程的性質與任務、實驗目的和要求、實驗內容、實驗報告的撰寫、課程考核方式、實驗成績評定等)和實驗項目設計等實驗教學多個環節明確目標和要求,作為組織實驗教學的依據。建立配套的管理制度,實施有效的管理,比如建立實驗室的文件資料檔案,定期開展實驗室工作評估和考評活動;學習和借鑒兄弟院校的好的管理模式,充分利用和發揮實驗室的功能和效益。為提高實踐教學質量,應在實驗教材的選編、實驗大綱制定和實驗項目的設計等等教學環節做出明確的規定。為了最大限度實現公平性,調動學生的積極性,激發學生的學習信心,將建立一套完整、合理的實驗評分規則。為了更好地調動教師的積極性和責任心,使學生最大限度地受益,將建立一套合理的教學效果評價體系。并實施多樣化的考核模式,它包括平時考核、實驗理論考核和實驗操作考試。通過學生和教師兩套評價考核體系及多樣化的考核模式有效提高實驗課教學質量。
3結語
建立一個科學完整的實踐教學體系是一項復雜的系統工程。水文氣象學專業通過借鑒相關專業和兄弟院校的經驗,構建了“一體化、三層次、多形式”的水文氣象學實踐教學體系。并在這個體系基礎上,優化教學內容,探索實施多元化的教學模式;優化管理,有效利用網絡資源來實現資源共享;進一步進行科學的管理和完善的考核體系。通過實踐體系的構建和實施管理為學生搭建一個進行實踐創新能力的平臺,使學生的實踐動手能力、分析解決問題綜合能力、創新能力得到訓練,整體素質得到提高,為新時期創新型和研究型人才的培養進行有益的探索和實踐。