學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備對提高實驗教學(xué)質(zhì)量的研究

賴增哲 何旭君 謝騰飛 吳 剛 趙 靜

(廣東生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 生態(tài)工程系，廣東 廣州 510520)

在高等教育自然科學(xué)課程中，實驗教學(xué)是課程內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，也是驗證理論知識的基本手段，如何開展好實驗教學(xué)工作、提高實驗教學(xué)質(zhì)量是一項值得深思的問題。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，實驗準(zhǔn)備通常由授課教師和實驗員共同完成，學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，進(jìn)入實驗室后，依照授課教師的講解和要求，完成實驗步驟，得出實驗結(jié)果，最后撰寫實驗報告，由教師根據(jù)數(shù)據(jù)情況和實驗結(jié)果評價打分。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，往往忽視了實驗準(zhǔn)備工作的重要性。雖然，不同專業(yè)因自身學(xué)科發(fā)展規(guī)律的不同，各自相應(yīng)課程的實驗要求會有所差異，但一項科學(xué)的實驗，能否順利并成功地完成，達(dá)到實驗?zāi)康模瑴?zhǔn)備階段的工作起到了非常重要的作用。

1 當(dāng)前實驗教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題

1.1 課堂教學(xué)模式單一，未突顯學(xué)生主體地位

目前，有的實驗課堂仍以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動記憶和執(zhí)行。一本實驗手冊、一套實驗課件，然后教師滿堂地講實驗原理、實驗步驟，學(xué)生不加思考、拼命記錄，生怕遺漏任何一項“標(biāo)準(zhǔn)”。接著教師當(dāng)堂示范，學(xué)生“照方抓藥”、“依葫蘆畫瓢”走一遍實驗流程，知其然而不知其所以然。個別學(xué)生甚至開小差，不動手操作，實驗報告照抄小組成員的，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)效果。

1.2 不重視實驗考核，有崗位倦怠感

有的專業(yè)核心課程開設(shè)有實訓(xùn)周，故有實驗實訓(xùn)考核環(huán)節(jié)。但絕大多數(shù)理科課程皆因考核時間有限，加之學(xué)生人數(shù)較多，通常沒有實驗考核環(huán)節(jié)。實驗?zāi)K的成績評定一般依照學(xué)生出勤及實驗報告來綜合打分。然而，單憑實驗報告的內(nèi)容并不能客觀反映學(xué)生的實驗操作水平。但有的教師明知不合理，卻不愿改進(jìn)，授課老師的職業(yè)倦怠感及責(zé)任心缺失，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)的質(zhì)量。

1.3 實驗資源緊缺，學(xué)生操作不規(guī)范

近年來，高等教育招生規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，一些高職院校擴(kuò)大了生源，學(xué)生人數(shù)暴增，但教學(xué)資源卻沒有能配套跟上，實驗資源緊缺，導(dǎo)致一個實驗臺面安排7～8名學(xué)生，共同完成單個實驗，資源分配不公，學(xué)生缺乏實操訓(xùn)練，操作手法不規(guī)范、不熟練，實驗教學(xué)效果大打折扣。

2 學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備的必要性

2.1 培養(yǎng)學(xué)生的實驗興趣及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)素質(zhì)

偉大的科學(xué)家愛因斯坦曾說過：“興趣是最好的老師，興趣是學(xué)習(xí)自覺性的起點，是智慧靈感的源泉?！盵1]大學(xué)生初入實驗室，對儀器設(shè)備充滿好奇，積極性較高。此時，若鼓勵學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備，一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)他們的求知欲望和自主學(xué)習(xí)；另一方面可以傳承實驗工作者應(yīng)具備的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、理性的探索精神和團(tuán)結(jié)互助的協(xié)作精神。比如，通過實驗準(zhǔn)備工作，學(xué)生對于實驗室的各項規(guī)章制度了解更透徹，同時掌握了實驗室廢棄物的處理方法及實驗室常見事故的緊急處理措施等。傳統(tǒng)實驗教學(xué)，許多學(xué)生對實驗預(yù)習(xí)缺乏全面認(rèn)識，并不會主動利用課余時間提前“消化”實驗原理和提出實驗疑問，實驗課上被動操作，應(yīng)付了事。而讓學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備可化被動為主動，實驗準(zhǔn)備過程中遇到的問題，促使學(xué)生去查找資料，或者主動詢問教師，大大地提高了預(yù)習(xí)效果，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實驗教學(xué)質(zhì)量自然也能得到保證。

2.2 減輕實驗員壓力，提高實驗準(zhǔn)備效率

實驗準(zhǔn)備工作通常較繁瑣，僅僅靠實驗員單獨準(zhǔn)備數(shù)個班級的材料，客觀來講工作量較大[2]。尤其是針對生化實驗所需的實驗試劑，配制時間一般較長，個別“現(xiàn)配現(xiàn)用”的化學(xué)試劑更是增加了實驗員的工作量。譬如短時間準(zhǔn)備Na2S溶液或淀粉溶液。此外還有實驗課程所需的儀器設(shè)備調(diào)試、器皿耗材的分組準(zhǔn)備等工作。實驗員既要準(zhǔn)備實驗，又要輔助授課教師指導(dǎo)學(xué)生操作，工作任務(wù)繁重。如果讓學(xué)生成立實驗準(zhǔn)備小組，積極協(xié)助實驗教師準(zhǔn)備實驗，不僅能加強(qiáng)學(xué)生實踐操作能力，也能減輕實驗教師的工作負(fù)擔(dān)，提高準(zhǔn)備工作的效率[2]。

3 學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備的具體做法

3.1 組建實驗準(zhǔn)備小組，培養(yǎng)成員實驗安全常識

從學(xué)生理論課程開課初期，授課教師就可發(fā)布有關(guān)組建學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備小組的通知。隨后經(jīng)過一段時間的理論學(xué)習(xí)，物色和觀察適宜的對象。最后根據(jù)學(xué)生的主觀意愿及專業(yè)基礎(chǔ)情況，雙向選擇，組建各課程對應(yīng)的實驗準(zhǔn)備小組。針對學(xué)生對各門課程的興趣狀況，且利用有限的實驗資源“優(yōu)生優(yōu)培”，同時提升各課程的實驗工作效率。

高校實驗室不管是工程技術(shù)類，還是生化反應(yīng)類，皆有一套嚴(yán)格的實驗室規(guī)章制度。要開展各類實驗，崗前安全培訓(xùn)是十分必要的。以化學(xué)實驗室為例，小組成員開展化學(xué)實驗前，務(wù)必在實驗教師的帶領(lǐng)下，熟悉《實驗室安全管理制度》、《危險化學(xué)品安全操作總規(guī)程》和《實驗室廢物處理條例》等，以確保后續(xù)工作的安全性、規(guī)范性和專業(yè)性。

3.2 強(qiáng)化學(xué)生基本操作技能技巧

通常實驗所需的儀器設(shè)備、試劑藥品及其它耗材種類繁多，準(zhǔn)備工作需考慮的問題紛繁復(fù)雜，要想學(xué)生能短期內(nèi)開展好工作，集中強(qiáng)化訓(xùn)練是必不可少的。從熟悉實驗用品開始，常見的實驗原材料規(guī)格、用途及存放要求；溶液的配制方法、儲存器皿及有效期限；常規(guī)小型儀器的使用方法及擺放位置；貴重精密儀器的調(diào)試、操作和維護(hù)保養(yǎng)等，都是課堂以外實驗準(zhǔn)備工作額外應(yīng)掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識與技能。具體做法是，實驗教師可采取親自操作演示和網(wǎng)絡(luò)視頻教程相結(jié)合的方式，有條件的實驗室，還可將教師準(zhǔn)備實驗的工作過程錄制成視頻供學(xué)生觀看[3]。讓學(xué)生學(xué)以致用，時刻解剖實驗準(zhǔn)備的各項細(xì)節(jié)。

3.3 引導(dǎo)學(xué)生運用知識解決問題

經(jīng)過前期的強(qiáng)化培訓(xùn)，學(xué)生基本掌握實驗準(zhǔn)備的協(xié)助能力，下一步就是安排各實驗準(zhǔn)備小組協(xié)助實驗教師完成各門課程的實驗工作。此階段仍以教師為主，學(xué)生為輔。小組成員在教師指導(dǎo)下完成部分簡單的工作，例如配制一定濃度的生化試劑、實驗器材的分組準(zhǔn)備、試劑藥品的添加補充、廢棄物的分類待處理、常規(guī)儀器的調(diào)試和校準(zhǔn)等。其中，在試劑配制和廢棄物處理方面可引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立完成，包括濃度計算、廢棄物的性質(zhì)判斷等。反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生的實驗準(zhǔn)備能力能獲得進(jìn)一步加強(qiáng)。

3.4 培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗操作素質(zhì)

有了操作能力和運用知識的水平，學(xué)生基本具備了獨立準(zhǔn)備實驗的能力。此時，教師可實行實驗室和準(zhǔn)備室定期向?qū)嶒炐〗M開放的制度。該階段以學(xué)生為主體，教師的任務(wù)是從旁監(jiān)督、指導(dǎo)。小組成員應(yīng)在組長的安排下，合理分工、團(tuán)結(jié)協(xié)作，在班級實驗開始前完成實驗準(zhǔn)備的各項工作。不同的學(xué)科實驗，準(zhǔn)備工作的難易程度和繁瑣程度各不相同。縱然是同一門課程的不同章節(jié)實驗，準(zhǔn)備工作的具體細(xì)節(jié)也會有所差異。所以安排學(xué)生獨立準(zhǔn)備實驗時，務(wù)必循序漸進(jìn)、由易到難、逐步推進(jìn)。這樣才能避免學(xué)生出現(xiàn)畏難情緒，進(jìn)而持續(xù)保持積極向上的學(xué)習(xí)動力。如此下來，學(xué)生不僅掌握了過硬的理論基礎(chǔ)知識和扎實的操作技能，還養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。

4 學(xué)生參與準(zhǔn)備對提高實驗教學(xué)效果的體現(xiàn)

4.1 確立學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)了教與學(xué)的互動性

以往的實驗教學(xué)，準(zhǔn)備工作由實驗員和授課教師完成，學(xué)生是在一切準(zhǔn)備就緒的情況下進(jìn)入實驗室完成“制定動作”的，實驗結(jié)束后即馬上離開。既不關(guān)心實驗前后的實驗室工作，也不思考當(dāng)堂實驗所要掌握的操作技能和聯(lián)系的理論知識。被動地機(jī)械操作，馬虎了事、不求甚解，實驗效果不理想。如果讓學(xué)生主動參與實驗準(zhǔn)備工作，則可利用師生共同準(zhǔn)備實驗，拉進(jìn)師生間的距離，把“教”與“學(xué)”及“師”與“生”融為一體。在準(zhǔn)備實驗過程中，雙方能在彼此平等、坦誠的基礎(chǔ)上進(jìn)行交流、溝通和探討[4]。教師多從學(xué)生的角度出發(fā)，去考慮他們的思維模式，盡可能把實驗知識講得通俗易懂。而學(xué)生亦從中學(xué)習(xí)到老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。兩者共同思考、解決和應(yīng)對實驗準(zhǔn)備中出現(xiàn)的問題，不斷探索新思路和改進(jìn)實驗新方法。在某種程度上挖掘出了學(xué)生的自我潛能，加強(qiáng)了教與學(xué)的互動性，使得實驗教學(xué)質(zhì)量得到很大提升。

4.2 提高學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，避免了實驗的盲目性

眾所周知，技術(shù)課程實驗，課前預(yù)習(xí)是十分重要的。在預(yù)習(xí)中明確實驗?zāi)康?，熟悉實驗?nèi)容，理解實驗原理，清楚實驗裝置及注意事項等，是上好實驗課程的重要前提[5]。然而，現(xiàn)在很多學(xué)生對實驗預(yù)習(xí)缺乏充分認(rèn)識，態(tài)度也不端正，很大程度都是應(yīng)付了事，甚至不做預(yù)習(xí)，故實驗過程出現(xiàn)手足無措或手忙腳亂，實驗時間延長，實驗誤差較大等問題。讓學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備，學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變，實驗操作變成了自身掌握技能的方式，順利完成實驗就是檢驗自身是否學(xué)會技能操作的判斷標(biāo)準(zhǔn)。他們從最初的“任務(wù)預(yù)習(xí)”變成了現(xiàn)在的“需求預(yù)習(xí)”，端正了實驗態(tài)度，提高了預(yù)習(xí)效果，也做到了“心中有數(shù)”，實驗成功率大大提升，教學(xué)效果也明顯的獲得提高。

4.3 激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”(《論語·雍也》)，萬世師表孔子向我們闡述了學(xué)習(xí)的三個層次，以‘知之者’突出‘好之者’，再緊承‘好之者’突出‘樂之者’。要想取得好的學(xué)習(xí)效果，秘密是要熱愛學(xué)習(xí)。不同的人在同樣的學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)效果不一，自身的素質(zhì)固然是一個方面，更重要的還在于學(xué)習(xí)者對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的態(tài)度或感覺[6]。正所謂“興趣是最好的老師”，當(dāng)學(xué)生對一門課程產(chǎn)生了興趣，還有什么理由學(xué)不好[6]。所以讓學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備，讓學(xué)生自己準(zhǔn)備實驗器材、試劑藥品及設(shè)計實驗方案等，體現(xiàn)了老師對學(xué)生的信任和認(rèn)可。對學(xué)生而言，這是一種鼓勵和支持，能無限量地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其自信心，激發(fā)其內(nèi)在潛力和對學(xué)科的持久興趣。以化學(xué)實驗為例，計算的準(zhǔn)確度、稱取藥品的精密度、試劑配制的方法選擇和使用試劑的純度等因素，都會對后續(xù)的實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。而產(chǎn)生的影響是導(dǎo)致結(jié)果偏高還是偏低？如何運用所學(xué)的理論進(jìn)行分析？經(jīng)過一系列的準(zhǔn)備實驗，學(xué)生的腦海里就會充滿各種懸念，進(jìn)而對實驗課上的實驗過程產(chǎn)生興趣，激發(fā)他們的求知欲，引發(fā)他們積極去思考，間接鍛煉了學(xué)生的觀察力、分析力和獨立解決問題的能力。

4.4 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞黠L(fēng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞黠L(fēng)有助于學(xué)生養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。它包括：正確使用儀器設(shè)備、規(guī)范的實驗操作、認(rèn)真觀察并記錄數(shù)據(jù)與分析實驗現(xiàn)象、如實完成實驗報告、遵守實驗室規(guī)則、節(jié)約藥品和注意實驗室財產(chǎn)安全、環(huán)境衛(wèi)生等方面[7]。而讓學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備，是培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)實驗作風(fēng)和提高其綜合素質(zhì)最行之有效的方法。因為各門課程的實驗準(zhǔn)備工作涉及的內(nèi)容錯綜復(fù)雜。以微生物學(xué)實驗為例，準(zhǔn)備工作就包含生化試劑的配制與分裝、培養(yǎng)器皿的殺菌消毒、高溫滅菌鍋和超凈工作臺的準(zhǔn)備及調(diào)試、試劑盒的選取和擺放、藥品的上架與下架、實驗后的廢棄物處理等，每一個環(huán)節(jié)都需要慎小謹(jǐn)微，用心準(zhǔn)備，才能確保實驗的順利進(jìn)行。經(jīng)過長期的反復(fù)操作、習(xí)慣養(yǎng)成，準(zhǔn)備者就會具備純熟的實驗技能、較強(qiáng)的責(zé)任心和一絲不茍的工作態(tài)度，其綜合素質(zhì)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于“趕鴨式”實驗教學(xué)所培養(yǎng)出來的學(xué)生。

5 結(jié)語

總的來說，利用有限的實驗資源讓學(xué)生自主參與各門課程實驗準(zhǔn)備，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，促進(jìn)師生交流，更提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。雖然成立各課程實驗準(zhǔn)備小組目前只能受益部分積極好學(xué)的學(xué)生，但要普及到全體學(xué)生也并非不可能，最根本的問題是要形成良好的學(xué)風(fēng)和教風(fēng)。在教學(xué)過程中教師要不斷更新教學(xué)理念，以學(xué)生為本，樹立以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)的理想。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)前社會對職業(yè)技能人才的培養(yǎng)要求，如何實現(xiàn)實驗教學(xué)中的創(chuàng)新與改革，是我們教育工作者要繼續(xù)思考的問題，未來咱們?nèi)砸粩嗵綄こ龈佑行У膶嶒灲虒W(xué)模式[8]。