摘要:实验教学在现代高校教学体系中占据着越来越重要的地位,有必要将实验教学作为一门学科来研究和发展。本文对“实验教学”学科的内涵,学科研究的主要内容,在目前学科分类中的位置,教学机构设置的问题进行了初步探讨。
关键词:实验教学;学科分类;教育技术
作者简介:丁政(1965-),男,湖南衡阳人,广东工业大学实验教学部,副研究员,管理学硕士,主要研究方向:企业管理、教学管理;徐小明(1960-),男,广东梅州人,广东工业大学实验教学部副主任,教授,工学博士,主要研究方向:现代设计理论与方法、并行工程。(广东 广州 510006)
参考《现代汉语词典》和“百度百科”的解释,所谓“实验”,是依据假设,在人为控制条件下,对实验变量(或因子)的变化和结果进行记录、解释的科学方法;是为了解决文化、政治、经济及其他社会、自然问题,在其对应的科学研究中用来检验或发现某种假说、假设、原理、理论而进行的明确、具体、有步骤、可操作的技术行为。所谓“教学”,是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动。通过这种活动,教师有目的、有计划、有组织地引导学生积极自觉地学习和加速掌握文化科学基础知识和基本技能,促进学生多方面素质全面提高,使他们成为社会所需要的人。
实验教学就是在实验过程中或通过实验手段进行的教学活动。实验教学与纯理论教学有很大不同,其意义在于:(1)实验提供了印象强烈、详尽、直观、具体的思维对象。(2)实验训练了学生由表及里、由现象到本质的思维方法。(3)实验可使学生产生“发现感”,有助于激发学生观察和思维的主动性。(4)实验模拟了科学研究的科学方法,也向学生传授了理解概念的科学方法。
尽管实验教学具有非常重要的意义,但国内高校长期以来受传统重理论轻实验思想的影响,认为实验应附属于理论教学,因此并没有对实验教学给予应有的重视。据统计,很多发达国家的应用型大学,其实验学时在总学时中的比例达到50%或更多,而我国只有10%左右,比例明显偏低,这从图1给出的中国和德国大学的培养计划中理论、实验和实习学时的分布曲线的对比中可见一斑。[1]
同时,实验教学队伍也没有理论教师队伍那样受到人们的重视,而且缺乏专业的教学单位对实验教师进行培养或培训,这导致目前各高校普遍存在实验队伍结构不合理问题,高层次、高学历、高级职称人才比例偏低;有些实验教师不安心实验室工作,特别是不安心基础性实验教学,认为重复性工作量大,影响业务水平提高;有些实验教师缺乏工作热情,工作投入不够,没有主动改进和加强实验教学的积极性;新进人员思想不稳定,实验教师队伍后继乏人。[2]
现代社会,随着各种学科理论知识的爆发性增长,随着各种实验设备与技术的突飞猛进,实验教学愈来愈显现其技术性和专业性,或者说,实验教学已经成为一门专业技术。因此,完全有必要在学术层面明确其学科定位,以便让各高校真正对实验教学重视起来,适应现代大学教育和学科发展的需要。
一、实验教学学科的研究内容
“科学是反映自然、社会思维等的客观规律的分类的知识体系。”(《现代汉语词典》2002年增补本)“实验教学”作为一门学科,就是研究“实验教学”中的内在规律的知识体系。实验教学学科属于“实验学”与“教育学”的交叉学科,其研究内容涉及教育学、实验学、实验心理学、实验室管理学、实验电化教育技术、实验网络教育技术等广泛的专业领域。概括地说,实验教学学科研究的内容可为三大类:一是特定学科实验教学中的问题,即怎样通过实验的方法更好地传授特定学科和专业的有关理论;二是不同学科实验教学中的共性问题;三是实验本身问题,即怎样以更好的实验设备、方式、技巧等完成某项实验,达到教学目的。
就目前而言,以下两个课题尤其值得关注。
一是综合性教学实验设计。教育部[2004]21号文件《普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)》的4.3条“实践教学”中,要求有综合性、设计性实验的课程占所有实验课程总数的比例不低于80%且效果好。就目前很多高校的实际情况来看,能够真正达到这一标准的高校并不多。不少高校缺乏设计性实验,而所谓综合性实验的知识综合程度也不高,尤其缺乏跨学科的综合性实验。而实验教学学科的建立,可以集中一批跨学科的教学与科研人员,对实验教学进行专门的探索、研究,对实验课程进行全面、深入的改革,设计、开发跨学科的、综合性的实验教学仪器设备。将原来以单一学科验证性实验为主的实验课程,逐步转化为以跨学科的综合性、设计性实验为主的实验课程。
二是网络远程控制实验教学。我国现正进入高等教育大众化的时代。为了应对实验室资源有限而学生数量不断膨胀的局面,如何拓展计算机网上实验教学,包括网络远程控制实验教学,也就成为实验教学学科需要着重研究的另一个重要课题。目前,教育技术学对于信息技术在教学中的应用多偏重于理论课教学,而对于信息技术在实验教学中的应用的研究,尤其是对网络实验教学的研究还远远不够,且多停留在以动漫方式对虚拟的实验设备、材料等进行仿真实验的网络实验教学初级阶段。未来网络实验教学研究将着重于远程控制实验,即通过计算机网络远程控制真实的实验设备、材料等进行实验。此时,信息技术只是手段和工具,其实验过程与现场试验完全一致,不同的只是用摄像头和机械手取代了实验操作者的肉眼和手,其数据结果是现实可用的。
二、实验教学学科在目前标准学科分类中的位置
在中国国家标准GB/T13745-92《学科分类与代码》中,目前还找不到以“实验教学”为名的学科。从概念上看,“实验教学”学科属于“实验学”与“教育学”的交叉学科。由于目前《学科分类与代码》中并没有“实验学”这一学科门类,而“教育学”被列为“人文与社会科学”门类下的一级学科(代号“880”)。因此,“实验教学”的学科位置目前只能落在“教育学”门类下。但未来若有可能设立“实验学”学科,或将“交叉学科”单独设为一个学科门类,则将“实验教学”放到“实验学”或交叉学科中也许更合适,因为这样可以突出其工程技术属性。
在GB/T13745-92《学科分类与代码》中,教育学下所列二级学科有:教育史、教育学原理、教学论、德育原理、教育社会学、教育心理学、教育经济学、教育统计学、教育管理学、比较教育学、教育技术学、军事教育学、学前教育学、普通教育学、高等教育学、成人教育学、职业技术教育学、特殊教育学以及教育学其他学科,共19项。逐一考察分析这19个学科的定义可知,“教育技术学”也许可以涵盖“实验教学”学科研究的主要内容。这里之所以加上“也许”二字,是因为“教育技术学”的定义目前还存在很大争议或模糊之处。教育技术学作为一门学科,起源于20世纪20年代美国教育领域内的视觉教育运动。我国的教育技术诞生于上世纪30年代,最初称为“电化教育学”,其学科定义一般理解为:“运用现代教育媒体,并与传统教育媒体恰当结合,传递教育信息,以实现教育最优化”。[3]随着信息技术的发展和应用,教育技术又被很多人理解为等同于信息化教育。这种理解显然与“实验教学”的概念有所区别。但如果考察一下美国教育传播与技术协会(AECT)94定义:教学技术是关于学习过程与学习资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践(Instructional technology is the theory and practice of design, development,utilization, management, and evaluation of processes and resources for learning),或AECT05定义:教育技术是通过创造、使用和管理合适的技术性的过程和资源,以促进学习和提高绩效的研究与符合伦理道德的实践(Educational technology is the study and ethical practice of facilitating learning and improving performance by creating, using, and managing appropriate technology processes and resources),[4]不难判断,此定义下的“教育技术”,则完全可以涵盖“实验教学”的概念。此时“实验教学”或许可以以“实验教学技术”的名义与“多媒体教育技术”或“网络教育技术”等并列,作为“教育技术学”的三级学科。
三、高等院校的实验教学学科教研机构
“实验教学”的学科建设要真正在高校开展起来,建立相对独立的实验教学学科教研机构是必要的前提。根据上节的分析,如果高校本身是或含有教育学院或教育技术学院,可直接在其下设实验教学学科教研机构。当然,最好是单独成立校级教学单位,专门从事实验教学学科的教学与研究活动。
近年来,国内一些高校为了从根本上改革实验教学从属于理论教学的传统模式,以适应新形势下对人才能力培养的要求,开始整合实验教学资源,在校级层面搭建统一的基础实验教学平台。例如广东工业大学于2004年初将原金工实习中心、计算中心以及原隶属于物理学院的大学物理实验室和电工电子实验室组合在一起,成立校级实验中心,后更名为实验教学部,主要承担全校一、二年级本科生的工程训练、大学物理实验、电工电子类实验、计算机类实验等基础实验课程教学任务,以及相关的实验室建设和管理工作。
校级统一的基础实验教学平台的建立,开创了一种新型的公共基础实验教学管理模式,有利于打破基础实验原属不同学科间的界限,节约管理资源,提高管理效率,促进基础实验室的开放和资源共享,对于在高等教育大众化、高校学生规模日趋庞大的新形势下,高效发挥基础实验室的作用,保障和提高学生的实验效率和效果,培养和提升他们的实验素质和创新精神等具有重要的意义。由于部门内部的教师都是实验教师,大家的工作类似、地位相同、待遇一致,容易形成归属感,这也为培养和造就一支专业化的、稳定的实验教师队伍创造了条件。校级统一的基础实验教学平台,集中了一批跨学科的实验技术与教学人才以及跨学科的实验仪器与设备,为实验教学、教改研究和实验技术科研提供了难得的软、硬件环境,从而为实验教学学科的全面建设和持续发展奠定了坚实的基础。
四、结语
近年来,实验课在各级学校中越来越受到重视,实验课时所占比例普遍增加,实验课程化进程正在不断深入,对实验教学的科研活动也得到广泛开展,相关书籍、论文大量涌现。例如在“维普中文科技期刊数据库”中以“实验教学”为题名和关键词,目前已可搜索到近3万篇文章。在为数众多的涉及实验教学相关研究的杂志中,清华大学主办的《实验技术与管理》和上海交通大学主办的《实验室研究与探索》进入了2008版全国中文核心期刊。随着对实验教学的研究,尤其是对不同学科实验教学中的共性问题的研究的日趋深入,“实验教学”正逐步形成其独立的知识体系。GB/T 13745-92《学科分类与代码》指出:“学科是指相对独立的知识体系”,“所列学科应具备其理论体系和专门方法的形成;有关科学家群体的出现;有关研究机构和教学单位以及学术团体的建立并展开有效的活动;有关专著和出版物的问世等条件。”可见,“实验教学”或“实验教学技术”已具备了单独列入学科分类中一些基本条件。当然,无论其最终是否列入学科分类目录,将实验教学作为一门学科来研究和发展是必要的,也是必然的选择。
参考文献:
[1]谢春.基于德国大学教育模式的FMS实验室建设[J].实验室研究与探索,2009,28(1):145-148.
[2]孙健,陆国栋.高校实验教学队伍建设的思考与探索[J].实验室研究与探索,2008,27(10):92-95.
[3]汪基德.中国教育技术学科几个问题的探讨[J].教育研究,2006,(7):56-61.
[4]王运武,陈琳.关于中国教育技术学科建设与专业建设的思考[J].现代教育技术,2008,18(8):42-46.
(责任编辑:刘辉)
