淺析開放性探究實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)

高超穎+楊楊+陳靜

【摘要】大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是化學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的重要課程。在化學(xué)教學(xué)中，一般側(cè)重理論知識(shí)的教學(xué)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)造成了一定程度上的影響。針對(duì)此現(xiàn)狀，我們通過(guò)開放性探究實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和自主探究、創(chuàng)新的能力。

【關(guān)鍵詞】開放式教學(xué)探究實(shí)驗(yàn)研究能力化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是獲取化學(xué)知識(shí)、進(jìn)行化學(xué)知識(shí)創(chuàng)新的重要手段。隨著學(xué)生教育層次的提高，教學(xué)的方法也會(huì)存在很大的差異，在教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍采用注入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，技能訓(xùn)練和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)分離嚴(yán)重。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)技能訓(xùn)練和科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展已成為大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的核心內(nèi)容。探究式教學(xué)策略的構(gòu)建提倡學(xué)生主動(dòng)參與，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。

一、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本模式

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本模式一般分為兩種：一種基于某些事物、現(xiàn)象的起因以及影響它們的因素、相互關(guān)系等問(wèn)題出發(fā)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)者已有的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用有關(guān)的化學(xué)知識(shí)和技能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得到事實(shí)結(jié)果，進(jìn)行科學(xué)抽象從而獲得結(jié)論的模式。另外一種就是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，對(duì)某些事物、現(xiàn)象的起因以及影響它們的因素、相互關(guān)系做出一定的假設(shè)，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證假設(shè)來(lái)獲得結(jié)論從而實(shí)現(xiàn)交流應(yīng)用的模式。后者包含著對(duì)有關(guān)化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的掌握與綜合運(yùn)用，也是化學(xué)科學(xué)研究中運(yùn)用較為普遍的一種模式。

二、開放式實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用

運(yùn)用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師來(lái)說(shuō)，要對(duì)學(xué)生的探究性實(shí)踐活動(dòng)尤其要注重加強(qiáng)學(xué)生的綜合分析能力和處理實(shí)際化學(xué)問(wèn)題的能力方面的指導(dǎo)和培養(yǎng)。

1.指導(dǎo)學(xué)生自主性探究實(shí)踐

教師應(yīng)積極發(fā)掘生活和環(huán)境與化學(xué)相關(guān)的實(shí)踐資源，為學(xué)生拓展動(dòng)手實(shí)踐能力的空間。自主性探究實(shí)踐活動(dòng)要充分發(fā)揮學(xué)校圖書館、實(shí)驗(yàn)室以及各類教學(xué)設(shè)施的作用，建立科研興趣小組、學(xué)術(shù)科研活動(dòng)為化學(xué)探究性實(shí)踐創(chuàng)造條件。大學(xué)生參加科研活動(dòng)對(duì)于提高大學(xué)生綜合能力具有重要作用。通過(guò)科研立項(xiàng)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等進(jìn)入相應(yīng)的課題組和研究所，在老師和研究生的指導(dǎo)下開展理論研究與探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲兴刭|(zhì)。

教師在指導(dǎo)探究性實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，關(guān)鍵是從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)背景出發(fā)的教學(xué)，創(chuàng)設(shè)一些遞進(jìn)式的探究問(wèn)題，將學(xué)生逐步引入揭示奧秘或解決問(wèn)題辦法的能力。在化學(xué)科學(xué)研究中，合理、周密、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往能導(dǎo)致化學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。例如對(duì)“地溝油”事件進(jìn)行跟蹤探究其對(duì)生活的影響，如何通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行檢測(cè)都涉及化學(xué)探究性實(shí)踐活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅能提高實(shí)驗(yàn)效率，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的，綜合思維能力和策劃能力。

2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的開放性實(shí)踐

化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿化學(xué)教育的始終，開放式的教學(xué)方法和教學(xué)空間對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主探究的科研能力具有極其重要的意義。學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)要求和教學(xué)進(jìn)度提前預(yù)習(xí)和預(yù)約實(shí)驗(yàn)，如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在問(wèn)題時(shí)，教師通過(guò)引導(dǎo)的方式提供必要的幫助，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本方法和動(dòng)手能力。每個(gè)環(huán)節(jié)都要求每個(gè)學(xué)生自己來(lái)完成，從而使學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力獲得極大的提升。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)工具和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，其他資源的利用也必須得到極大重視。另外，通過(guò)增設(shè)設(shè)計(jì)性和綜合性探究實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供自由選擇、主動(dòng)參與科研實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用的能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)采取學(xué)生的自評(píng)和互評(píng)以及教師的他評(píng)等多種形式，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)調(diào)研、過(guò)程追蹤、數(shù)據(jù)處理和結(jié)論的得出以及交流討論多方面進(jìn)行量化測(cè)評(píng)。

3.通過(guò)化學(xué)的交叉領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)踐

化學(xué)科學(xué)研究涉及的內(nèi)容日益廣泛、深入和復(fù)雜，它與材料、生物、醫(yī)學(xué)、能源、環(huán)境等領(lǐng)域是相互滲透的關(guān)系日益密切。而化學(xué)教學(xué)中的開放式探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)也應(yīng)與其他學(xué)科配合進(jìn)行。在多學(xué)科交叉和綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生可以根據(jù)自己生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)背景出發(fā)，自主設(shè)計(jì)和完成有關(guān)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課題。例如化學(xué)與生物相關(guān)領(lǐng)域結(jié)合，可以通過(guò)探究性研究設(shè)計(jì)新型細(xì)胞染料和分子探針，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便高效的研究細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能。從學(xué)生興趣愛(ài)好的教學(xué)，必定是最能引起學(xué)生積極主動(dòng)參與其中的教學(xué)，同時(shí)也給學(xué)生提供了進(jìn)行化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和交流的機(jī)會(huì)，這將極大地推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

三、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

化學(xué)探究性實(shí)踐活動(dòng)和課堂教學(xué)相互配合，對(duì)于開發(fā)學(xué)生潛能、激活創(chuàng)造性思維具有重要的意義。通過(guò)開放性探究實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)、技能，進(jìn)行合理想象，從中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，解決新問(wèn)題的積極性。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠使學(xué)生獲得一定的科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)，了解科學(xué)理論知識(shí)與技術(shù)之間的關(guān)系，為將來(lái)獨(dú)立開展研究課題奠定良好的基礎(chǔ)。開放式探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于全面提高學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)，對(duì)學(xué)生的繼續(xù)深造和研究型人才的培養(yǎng)都大有裨益，應(yīng)該大力提倡。

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項(xiàng)目來(lái)源：內(nèi)蒙古民族大學(xué)混合式教學(xué)改革立項(xiàng)課題（JGH2016029）和內(nèi)蒙古民族大學(xué)教育教學(xué)研究課題（YB2017035）支持。endprint