实施开放式实验教学 提高学生创新能力

李　娜

摘要:实施素质教育,改革传统实验教学模式,建立开放式实验室,对培养学生创新意识和动手能力具有重要意义,也是教学改革中的重要环节。本文就开放式实验教学的目的、对象、方式、内容、考核方式及如何加强开放实验室的管理等方面进行了探讨。

关键词:开放式实验教学;开放实验室;创新能力

所谓开放式实验教学,是指高校实验室在时间、空间、内容和教学方法等方面对学生开放,由学生自主选择并进行实验学习与研究的教学方式,是现代高校培养综合型、创新型人才的新途径。实验室的开放程度也已成为衡量高校教学、科研是否具有现代化水平的重要标志之一。

开放式实验的目的和开放对象

实验教学的目的是运用实验的方法,加深对理论知识的理解,掌握基本的实验技能,让学生在实验过程中不断探索未知,从而提高自身的创新精神和实践动手能力。

传统的实验教学往往是教师先讲授、演示,然后学生按照教师设定好的实验内容、方法、步骤进行操作,只是追求得到正确的实验结果,这种教学方式不仅扼杀了学生的创新思维,也严重阻碍了实验教学质量的提高。开放式实验教学打破了传统实验教学模式的束缚,鼓励学生利用业余时间参加实验室的各种开放活动,主要目的就是培养学生的创新能力和动手能力、独立思维和设计思维、分析解决问题的能力以及团队协作精神等多方面的综合素质,为学生锻炼成长、毕业后服务社会打下坚实的基础。开放实验室主要面向本科生开放,充分利用现有的实验条件,为学生提供一个开放的、宽松的实验研究环境,同时也为学生进行科技活动提供了重要场地。

开放式实验的实施及开放方式

开放实验室不仅是仪器设备与实验时间的开放,更体现在实验内容与管理手段上的开放。具体如下:

实验时间开放除正常实验教学的时间外,可以根据实际情况,采取全天开放、预约开放、定时开放等多种形式,以方便学生结合自身情况,合理利用业余时间,自行安排实验计划,大大地提高学生学习的积极性和自主性。

仪器设备开放以往常常不上课的时间实验室的仪器设备基本上处于闲置状态,资源未能得到充分的利用,使用率偏低。实行开放式实验,建立开放实验室,不仅可以改善这一局面,而且增加了学生实践操作的机会,提高了动手能力。对于那些需要使用精密、贵重仪器的实验,我们可以先对学生进行适当的培训,包括使用方法、注意事项等,这也是开放实验的一个重要环节,对实验的顺利完成和设备的维护都具有重要意义。

实验内容开放将实验内容分为必做、选做、自主实验三种类型,必做实验是指按照实验教学大纲要求,在课堂教学中未能完成的部分,由学生提出申请,利用业余时间进行实验。选做实验是指由指导老师设计出若干实验课题,由学生根据自身情况选择课题进行实验。自主实验是学生根据自己的兴趣、爱好,通过查阅相关文献,自行设计实验题目,制定实验任务,最终完成实验。

管理手段开放利用现代教育技术手段,建立开放实验项目管理系统,包括开放实验项目卡的填写,开放实验项目的申请,以及实验报告的提交,实验成绩的录入等。此外,可以将开放时间、地点,可供选择的实验项目,实验室拥有的仪器设备、仪器的使用说明、注意事项等信息公布于网上,以方便学生随时查阅并可以网上预约、登记,这样不仅大大节约了时间,提高了管理效率,而且使得管理工作更加灵活、科学。

开放式实验教学的几个层面

开放式实验是对现有基础实验的重要补充和发展,主要包括以下几个层面:

综合素质能力培养型实验(含教学实习、毕业设计)由指导教师根据教学培养的要求,提出明显高于基础实验教学要求的综合性实验项目,主要培养学生的综合素质。此外,也包括一部分教学实习、课程设计或毕业设计等实践活动。

计算机应用技术提高型实验现代化多媒体技术以其所具有的交互性、多样性、灵活性、可重复性的优点在教学中得到了广泛的应用。对于那些耗资巨大的、对环境有害的、无法直观实现的实验,我们可以利用多媒体技术将其展现出来,这样学生通过计算机模拟手段不仅完成了实验,而且计算机应用能力也得到了提高。

学生自拟课题型实验此类实验课题由学生根据自己的兴趣、爱好,通过查阅相关文献,自拟题目,制定实验任务,提出实验设计的具体方案,并提交可行性报告,经教师和学生共同讨论、审议、修订后,学生即可按照实验方案自主开展实验活动,在实验过程中不断整理分析数据,最后得到实验结果、提交实验报告。这类课题主要培养学生的独立思维、分析问题、解决问题的能力。

学生科技活动型实验指导教师提供课题研究方向,但不指定具体的课题题目,由学生结合实验室条件自行拟定科技创新活动课题。此类课题着重于培养学生的创新意识。

学生参与科研型实验由指导教师将科研项目中有利于培养学生创新能力的部分列为开放实验,定期公布一些与科研相关的开放课题,吸收对此有兴趣或优秀的学生尽早进入实验室参与科研活动。此类课题不但提高了学生对科研的认识,而且锻炼了学生的实际工作能力和科研能力。

开放式实验的考核方式

开放式实验教学强调学生的主体地位,实验的每个环节都由学生独立完成,指导教师在整个实验过程中只是起到启发和引导的作用,只有在学生提出请求时才给予必要的指导,而且应鼓励学生自行解决实验过程中遇到的困难,提高学生独立分析问题、解决问题的能力。当然,对于难度大、比较复杂的实验,学生也可以自由结合,组建科学小组共同完成,从而增强协作精神和团队意识。

指导教师对实验成绩的评定不应单单依据实验的结果,应考评实验的整个过程,包括实验方案设计、准备过程、操作水平、创新性、数据处理等多个环节,通过整体分析,肯定其成功之处,指出其存在的问题,以便及时总结经验,促进下一阶段实验室开放工作更好地开展。

开放实验室的管理

建立科学的管理制度为了保障实验室开放工作的顺利进行,必须制定科学、完善的管理制度,使管理工作做到有章可循,有据可依。管理制度应包括《实验室开放管理办法》、《实验室开放基金管理办法》、《实验室开放学生管理办法》、《开放预约制度》等,要求实验教师、实验技术人员、学生严格执行,合理利用实验室资源。

加强实验队伍建设实验教师不仅要有扎实的理论基础,还应具有过硬的实验技术以及拓宽自身知识结构的能力。要及时了解当前社会的发展动向及用人单位的需求,争取把最新、最实用的技术介绍给学生;启发学生自主学习、独立思考的积极性,培养学生的创造思维和探索精神。

加强仪器设备及材料管理创建开放实验室在很大程度上是对传统实验模式的改革与创新,对实验场地、仪器设备和实验材料等诸多方面都提出了较高要求。实验技术人员应根据实验的需要提供相应的保障,加强对仪器设备及材料的管理,以保证实验教学的顺利开展。

实施开放式实验教学,定期总结,交流经验,将实验室开放工作方面的新思路、新举措进行推广,使实验教学向着多层次、多元化的方向发展,培养出更多的综合型、创新型人才。

参考文献:

[1]王甫想.高校开放式实验教学模式初探[J].新西部,2007,(24).

[2]陈艾华,张春良,李岚,等.建立开放式实验室,提高学生创新能力[J].山西教育学院学报,2000,(12).

[3]李振键,金军,邓慧云.实验室开放式培养高素质创新人才的有效途径[J].实验技术与管理,2004,(2).

作者简介:

李娜(1981—),女,河南焦作人,天津师范大学化学与生命科学学院助理实验师,研究方向为实验教学管理。

(本文责任编辑:孟凡云)