實施開放式實驗教學　提高學生創(chuàng)新能力

李　娜

摘要:實施素質教育,改革傳統(tǒng)實驗教學模式,建立開放式實驗室,對培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和動手能力具有重要意義,也是教學改革中的重要環(huán)節(jié)。本文就開放式實驗教學的目的、對象、方式、內容、考核方式及如何加強開放實驗室的管理等方面進行了探討。

關鍵詞:開放式實驗教學;開放實驗室;創(chuàng)新能力

所謂開放式實驗教學,是指高校實驗室在時間、空間、內容和教學方法等方面對學生開放,由學生自主選擇并進行實驗學習與研究的教學方式,是現(xiàn)代高校培養(yǎng)綜合型、創(chuàng)新型人才的新途徑。實驗室的開放程度也已成為衡量高校教學、科研是否具有現(xiàn)代化水平的重要標志之一。

開放式實驗的目的和開放對象

實驗教學的目的是運用實驗的方法,加深對理論知識的理解,掌握基本的實驗技能,讓學生在實驗過程中不斷探索未知,從而提高自身的創(chuàng)新精神和實踐動手能力。

傳統(tǒng)的實驗教學往往是教師先講授、演示,然后學生按照教師設定好的實驗內容、方法、步驟進行操作,只是追求得到正確的實驗結果,這種教學方式不僅扼殺了學生的創(chuàng)新思維,也嚴重阻礙了實驗教學質量的提高。開放式實驗教學打破了傳統(tǒng)實驗教學模式的束縛,鼓勵學生利用業(yè)余時間參加實驗室的各種開放活動,主要目的就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手能力、獨立思維和設計思維、分析解決問題的能力以及團隊協(xié)作精神等多方面的綜合素質,為學生鍛煉成長、畢業(yè)后服務社會打下堅實的基礎。開放實驗室主要面向本科生開放,充分利用現(xiàn)有的實驗條件,為學生提供一個開放的、寬松的實驗研究環(huán)境,同時也為學生進行科技活動提供了重要場地。

開放式實驗的實施及開放方式

開放實驗室不僅是儀器設備與實驗時間的開放,更體現(xiàn)在實驗內容與管理手段上的開放。具體如下:

實驗時間開放除正常實驗教學的時間外,可以根據實際情況,采取全天開放、預約開放、定時開放等多種形式,以方便學生結合自身情況,合理利用業(yè)余時間,自行安排實驗計劃,大大地提高學生學習的積極性和自主性。

儀器設備開放以往常常不上課的時間實驗室的儀器設備基本上處于閑置狀態(tài),資源未能得到充分的利用,使用率偏低。實行開放式實驗,建立開放實驗室,不僅可以改善這一局面,而且增加了學生實踐操作的機會,提高了動手能力。對于那些需要使用精密、貴重儀器的實驗,我們可以先對學生進行適當?shù)呐嘤?包括使用方法、注意事項等,這也是開放實驗的一個重要環(huán)節(jié),對實驗的順利完成和設備的維護都具有重要意義。

實驗內容開放將實驗內容分為必做、選做、自主實驗三種類型,必做實驗是指按照實驗教學大綱要求,在課堂教學中未能完成的部分,由學生提出申請,利用業(yè)余時間進行實驗。選做實驗是指由指導老師設計出若干實驗課題,由學生根據自身情況選擇課題進行實驗。自主實驗是學生根據自己的興趣、愛好,通過查閱相關文獻,自行設計實驗題目,制定實驗任務,最終完成實驗。

管理手段開放利用現(xiàn)代教育技術手段,建立開放實驗項目管理系統(tǒng),包括開放實驗項目卡的填寫,開放實驗項目的申請,以及實驗報告的提交,實驗成績的錄入等。此外,可以將開放時間、地點,可供選擇的實驗項目,實驗室擁有的儀器設備、儀器的使用說明、注意事項等信息公布于網上,以方便學生隨時查閱并可以網上預約、登記,這樣不僅大大節(jié)約了時間,提高了管理效率,而且使得管理工作更加靈活、科學。

開放式實驗教學的幾個層面

開放式實驗是對現(xiàn)有基礎實驗的重要補充和發(fā)展,主要包括以下幾個層面:

綜合素質能力培養(yǎng)型實驗(含教學實習、畢業(yè)設計)由指導教師根據教學培養(yǎng)的要求,提出明顯高于基礎實驗教學要求的綜合性實驗項目,主要培養(yǎng)學生的綜合素質。此外,也包括一部分教學實習、課程設計或畢業(yè)設計等實踐活動。

計算機應用技術提高型實驗現(xiàn)代化多媒體技術以其所具有的交互性、多樣性、靈活性、可重復性的優(yōu)點在教學中得到了廣泛的應用。對于那些耗資巨大的、對環(huán)境有害的、無法直觀實現(xiàn)的實驗,我們可以利用多媒體技術將其展現(xiàn)出來,這樣學生通過計算機模擬手段不僅完成了實驗,而且計算機應用能力也得到了提高。

學生自擬課題型實驗此類實驗課題由學生根據自己的興趣、愛好,通過查閱相關文獻,自擬題目,制定實驗任務,提出實驗設計的具體方案,并提交可行性報告,經教師和學生共同討論、審議、修訂后,學生即可按照實驗方案自主開展實驗活動,在實驗過程中不斷整理分析數(shù)據,最后得到實驗結果、提交實驗報告。這類課題主要培養(yǎng)學生的獨立思維、分析問題、解決問題的能力。

學生科技活動型實驗指導教師提供課題研究方向,但不指定具體的課題題目,由學生結合實驗室條件自行擬定科技創(chuàng)新活動課題。此類課題著重于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

學生參與科研型實驗由指導教師將科研項目中有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的部分列為開放實驗,定期公布一些與科研相關的開放課題,吸收對此有興趣或優(yōu)秀的學生盡早進入實驗室參與科研活動。此類課題不但提高了學生對科研的認識,而且鍛煉了學生的實際工作能力和科研能力。

開放式實驗的考核方式

開放式實驗教學強調學生的主體地位,實驗的每個環(huán)節(jié)都由學生獨立完成,指導教師在整個實驗過程中只是起到啟發(fā)和引導的作用,只有在學生提出請求時才給予必要的指導,而且應鼓勵學生自行解決實驗過程中遇到的困難,提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。當然,對于難度大、比較復雜的實驗,學生也可以自由結合,組建科學小組共同完成,從而增強協(xié)作精神和團隊意識。

指導教師對實驗成績的評定不應單單依據實驗的結果,應考評實驗的整個過程,包括實驗方案設計、準備過程、操作水平、創(chuàng)新性、數(shù)據處理等多個環(huán)節(jié),通過整體分析,肯定其成功之處,指出其存在的問題,以便及時總結經驗,促進下一階段實驗室開放工作更好地開展。

開放實驗室的管理

建立科學的管理制度為了保障實驗室開放工作的順利進行,必須制定科學、完善的管理制度,使管理工作做到有章可循,有據可依。管理制度應包括《實驗室開放管理辦法》、《實驗室開放基金管理辦法》、《實驗室開放學生管理辦法》、《開放預約制度》等,要求實驗教師、實驗技術人員、學生嚴格執(zhí)行,合理利用實驗室資源。

加強實驗隊伍建設實驗教師不僅要有扎實的理論基礎,還應具有過硬的實驗技術以及拓寬自身知識結構的能力。要及時了解當前社會的發(fā)展動向及用人單位的需求,爭取把最新、最實用的技術介紹給學生;啟發(fā)學生自主學習、獨立思考的積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維和探索精神。

加強儀器設備及材料管理創(chuàng)建開放實驗室在很大程度上是對傳統(tǒng)實驗模式的改革與創(chuàng)新,對實驗場地、儀器設備和實驗材料等諸多方面都提出了較高要求。實驗技術人員應根據實驗的需要提供相應的保障,加強對儀器設備及材料的管理,以保證實驗教學的順利開展。

實施開放式實驗教學,定期總結,交流經驗,將實驗室開放工作方面的新思路、新舉措進行推廣,使實驗教學向著多層次、多元化的方向發(fā)展,培養(yǎng)出更多的綜合型、創(chuàng)新型人才。

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作者簡介:

李娜(1981—),女,河南焦作人,天津師范大學化學與生命科學學院助理實驗師,研究方向為實驗教學管理。

(本文責任編輯:孟凡云)