開放實驗室開展研究性實驗教學(xué)的嘗試

楊聯(lián)芝,郭 林,李靖靖,董彩霞

(中州大學(xué)化工食品學(xué)院,鄭州 450044)

隨著科技的飛速發(fā)展和社會的急劇變革,教育目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教育方法等都在發(fā)生巨大的變化?；瘜W(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生把書本知識運用于實際,提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)造能力的重要途徑,是實施素質(zhì)教育和提高教學(xué)質(zhì)量不可缺少的重要實踐環(huán)節(jié)。

1.實驗教學(xué)存在的主要問題

1.1 教育觀念有待轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)實驗教學(xué)觀念落后,過分強調(diào)理論性指導(dǎo),忽略實驗的能動性,同時大部分教師還在實施傳統(tǒng)教學(xué),實施實驗教學(xué)新模式師生雙方都要付出更多的時間和精力,所以老師和大多數(shù)學(xué)生都有畏難情緒。要真正開展實驗教學(xué)新模式教學(xué),師生雙方都必須更新教育觀念,樹立正確的教育觀、人生觀和質(zhì)量觀,真正樹立學(xué)生是課堂的主體的意識,將課堂變成師生互動的陣地,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

1.2 加強實驗教材的改革

開展實驗教學(xué)改革的研究屬于嘗試階段,教學(xué)方法、教學(xué)思路和教學(xué)模式有待提高,特別是實驗教材方面,傳統(tǒng)的教材對于基本原理和操作過程描述過分詳細(xì),而對于相關(guān)的前沿知識和發(fā)展動向描述太少,甚至幾乎沒有描述。應(yīng)該加大開展實驗教材改革研究的力度,探索適合高職高專實驗教學(xué)的新教材。

1.3 構(gòu)筑實驗教學(xué)改革的平臺

進(jìn)行實驗教學(xué)改革,需要有良好的保障體系?，F(xiàn)有的實驗基地和實驗條件不足,很多實驗儀器設(shè)備有待更新和維護(hù),因此,要在實驗室建設(shè)、實驗教學(xué)運行與儀器設(shè)備更新、維護(hù)等方面要加大經(jīng)費投入,有關(guān)信息資源和圖書資料也有待補充完善,為學(xué)生創(chuàng)造良好的研究性學(xué)習(xí)的條件與環(huán)境。

2.改革實驗教學(xué)的方法和手段是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心

教學(xué)方法是實現(xiàn)教育目標(biāo),落實人才培養(yǎng)模式,提高教學(xué)質(zhì)量的重要因素。在實驗教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以書本知識為本位、教師為中心,以傳授理論知識和實驗技能為主要特征的教學(xué)模式。這種模式把實驗課程的總學(xué)時以及每個實驗項目的學(xué)時數(shù)都作了詳細(xì)而明確的規(guī)定,學(xué)生沒有靈活運用時間的機會,使得因材施教的教學(xué)方法難以真正貫徹。實驗時,學(xué)生必須按教學(xué)的計劃、進(jìn)度規(guī)定的時間進(jìn)入實驗室,待教師講解實驗的原理、步驟方法及注意事項后,學(xué)生才能一起按實驗講義規(guī)定的步驟“照方抓藥”,然后觀察現(xiàn)象、獲取數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、完成實驗報告。這樣的教學(xué)方式顯然不適應(yīng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才必須改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法,并借助現(xiàn)代教育技術(shù),逐步實現(xiàn)實驗教學(xué)手段現(xiàn)代化。

教學(xué)方法的改革,關(guān)鍵是教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。“學(xué)會”與“會學(xué)”是兩種不同的教學(xué)觀。前者是一種知識取向的教學(xué)觀,而后者關(guān)注的則是讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。改變傳統(tǒng)“灌輸式、填鴨式”的實驗教學(xué)方法,實施研究性教學(xué)是時代發(fā)展的要求。特別是化學(xué)實驗,是開展研究性教與學(xué)的重要途徑。未來的學(xué)生是否具備自我學(xué)習(xí)、自我更新的能力,是否學(xué)會學(xué)習(xí),比掌握知識本身更重要。從學(xué)會知識到學(xué)會學(xué)習(xí),從學(xué)會記憶到學(xué)會選擇,這一切都形成了一個時代最強音:創(chuàng)新能力是現(xiàn)代人才素質(zhì)的核心。因此,在實驗教學(xué)中最重要的是通過改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的研究意識、創(chuàng)新意識、問題意識,不僅要學(xué)會研究性學(xué)習(xí),而且要掌握指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性教學(xué)的技能。研究性教學(xué)不僅是重要的教學(xué)方法,是日后繼續(xù)獨立學(xué)習(xí)、獨立處理問題的生活能力的重要保證,而且是以學(xué)生發(fā)展為本的價值追求。因此,在教學(xué)中關(guān)鍵是要培養(yǎng)學(xué)生的研究意識和研究能力,不管是驗證性實驗,還是綜合設(shè)計性實驗都應(yīng)該以研究的態(tài)度去學(xué)習(xí),而不是完成任務(wù)而已。所以,教師必須圍繞學(xué)生設(shè)計實驗教學(xué)的內(nèi)容和方法,讓更多的學(xué)生有自我發(fā)展的空間,給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自主權(quán)。

3.實驗課教學(xué)中可以培養(yǎng)學(xué)生的研究性技能

實驗課在人才培養(yǎng)中有非常重要的作用。實驗教學(xué)不僅檢驗理論知識、學(xué)習(xí)實驗技能與研究技術(shù),還可發(fā)展學(xué)生分析問題、解決問題的能力,為學(xué)生從事研究創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。教學(xué)中,在加強實踐環(huán)節(jié),強化學(xué)生的實際動手能力和實踐基本技能訓(xùn)練的同時,也十分注重學(xué)生自主實驗?zāi)芰涂蒲心芰Φ呐囵B(yǎng)。綜合性實驗階段,在短短的時間內(nèi)老師主要講授實驗原理、難點和本次實驗注意事項方面,把大部分時間留給學(xué)生自主實驗和討論。在自主性實驗階段,老師主要任務(wù)是檢查督促和答疑解惑,學(xué)生自由組合 3～4個同學(xué)為一小組,根據(jù)老師提供現(xiàn)有實驗試劑和儀器設(shè)備,由學(xué)生自主選題、自主設(shè)計和自主進(jìn)行實驗研究,最后寫出實驗報告。通過嚴(yán)格的訓(xùn)練和考核,增加了學(xué)生實驗的自主性,大大提高學(xué)生實際動手操作能力和獨立分析解決問題的能力。

4.開放實驗室,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識

高校實驗室是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能,鍛煉學(xué)生動手能力,進(jìn)行科研活動的重要場所。改變傳統(tǒng)的教育觀念,實施實驗室開放,是深化實驗教學(xué)改革的標(biāo)志之一。近幾年來,化學(xué)實驗教學(xué)條件得到了極大改善,也為實驗室對學(xué)生開放提供了更廣闊的空間,實驗室開放機制得以完善。

在學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的實驗技能的基礎(chǔ)上,有條件的實驗室對學(xué)生進(jìn)行開放。實驗室開放期間,學(xué)生在一定范圍內(nèi)可自由選擇時間和實驗題目進(jìn)行實驗,既可以選擇實驗室提供的實驗題目進(jìn)行實驗,也可自帶實驗題目在實驗室完成實驗。學(xué)生可以做基礎(chǔ)實驗,也可以根據(jù)學(xué)生自己所感興趣的問題,通過查閱文獻(xiàn)、參考書等將某些科研成果、生產(chǎn)或生活中遇到的實際問題設(shè)計出具體的實驗方案和步驟,經(jīng)指導(dǎo)教師同意后進(jìn)行實驗。例如在精細(xì)化工實驗課程中“十二烷基苯磺酸鈉的制備”實驗項目中,將學(xué)生分成兩大團(tuán)隊,通過查資料、討論、教師對技術(shù)重點、難點進(jìn)行指導(dǎo)等方法,由學(xué)生自己設(shè)計出不同的制備十二烷基苯磺酸鈉方案,各組獨立完成實驗方案實施的全過程,最后將兩種不同方法制備的十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行性能測試,組織學(xué)生進(jìn)行公開評價,從交流中可使各組之間互相了解實驗內(nèi)容、研究思路和創(chuàng)新點,達(dá)到互相啟發(fā)、互相學(xué)習(xí)、取長補短的效果。

利用學(xué)生感興趣的實驗項目,吸引學(xué)生積極投入到開放實驗過程中來。在精細(xì)化工試驗中給出設(shè)計美容、美發(fā)、護(hù)膚產(chǎn)品的題目,并告知實驗室條件和主要試劑,具體題目學(xué)生自定。學(xué)生們結(jié)合所學(xué)知識和自己的興趣,通過上網(wǎng)查資料、圖書館借書等多種途徑,設(shè)計了許多不同的實驗題目,有面膜、保濕霜、洗發(fā)香波、洗潔精、防曬油、指甲油,都是學(xué)生愿意做的實驗項目。當(dāng)學(xué)生用到了自己親手制作的日化產(chǎn)品時,都格外高興。親自動手獲得成功的喜悅及成就感在他們的心中爆發(fā),更增強了進(jìn)行實驗研究的興趣,也激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性。

開放的實驗室除常用實驗試劑外,應(yīng)該根據(jù)學(xué)生設(shè)計的實驗題目要求,實驗室還提前購買某些特殊實驗藥品,并準(zhǔn)備好儀器設(shè)備,然后開放實驗室,供學(xué)生完成實驗。按照預(yù)先設(shè)計的實驗方案,學(xué)生提前預(yù)約安排實驗時間,實驗次數(shù)不限,只要在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗即可。實驗過程教師主要起指導(dǎo)作用。實驗中再也不會像以前那樣:老師事無巨細(xì)、提前把實驗中可能出現(xiàn)的每一個問題都“打預(yù)防針”。由于實驗的成敗取決于實驗方案、準(zhǔn)備工作和實驗操作等各種因素,實驗過程每一步都需要自己認(rèn)真操作、仔細(xì)觀察并及時記錄,若出現(xiàn)問題需要自己動腦筋分析原因并加以克服。學(xué)生沒有了依賴心理,從而充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,極大地提高了學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)然,學(xué)生有不清楚的地方而請教教師時,教師還是會耐心回答的。

實驗室向?qū)W生開放使學(xué)生有更多的獨立實驗的機會,充分發(fā)揮同學(xué)們的想象力和聰明才智,為學(xué)生的個性發(fā)展創(chuàng)造條件,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生獨立科學(xué)研究的能力。

總之,教師通過更新觀念,改變教法,加強訓(xùn)練,增強了師生間、生、生間的互動與合作。教師教育理念的轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實踐能力的培植提供了寬松的氛圍。學(xué)生敢于發(fā)表自己的不同見解,能夠利用信息技術(shù)獲得知識信息,培養(yǎng)了學(xué)生強烈的求知欲,從而嚴(yán)格要求自己,創(chuàng)造性地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。通過開放實驗室,既提高了學(xué)生的實驗熱情、激發(fā)了創(chuàng)造性思維,又鞏固了所學(xué)的知識和技術(shù),培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力,深受學(xué)生們的歡迎。

在實驗課程改革中既要立足現(xiàn)在,又要展望未來,堅持以人為本,全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀,適應(yīng)新形勢,迎接新挑戰(zhàn),以適應(yīng)未來實驗教學(xué)深化改革和全面推進(jìn)素質(zhì)教育的需求。

[1]姜玉松.土木綜合性和設(shè)計性實驗探討與實踐[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2008(3).

[2]趙文敏,胡華,周怡.開放實驗教學(xué)模式的研究與探討[J].實驗室研究與探索,2006(9).

[3]付章杰.開放實驗體系建設(shè)及其綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].湖南大學(xué),2008.

[4]楊海明,王志躍.開展研究性實驗教學(xué)的意義與方法及保障措施[J].職業(yè)教育研究,2010(3).

[5]張玉榮.糧油食品類專業(yè)實驗教學(xué)中存在的問題及對策[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2010(1).