开放实验室开展研究性实验教学的尝试

杨联芝,郭 林,李靖靖,董彩霞

(中州大学化工食品学院,郑州 450044)

随着科技的飞速发展和社会的急剧变革,教育目标、教学内容、教育方法等都在发生巨大的变化。化学实验是化学教学的重要组成部分,是培养学生把书本知识运用于实际,提高学生动手能力和创造能力的重要途径,是实施素质教育和提高教学质量不可缺少的重要实践环节。

1.实验教学存在的主要问题

1.1 教育观念有待转变

传统实验教学观念落后,过分强调理论性指导,忽略实验的能动性,同时大部分教师还在实施传统教学,实施实验教学新模式师生双方都要付出更多的时间和精力,所以老师和大多数学生都有畏难情绪。要真正开展实验教学新模式教学,师生双方都必须更新教育观念,树立正确的教育观、人生观和质量观,真正树立学生是课堂的主体的意识,将课堂变成师生互动的阵地,努力培养学生的创新意识和创新能力。

1.2 加强实验教材的改革

开展实验教学改革的研究属于尝试阶段,教学方法、教学思路和教学模式有待提高,特别是实验教材方面,传统的教材对于基本原理和操作过程描述过分详细,而对于相关的前沿知识和发展动向描述太少,甚至几乎没有描述。应该加大开展实验教材改革研究的力度,探索适合高职高专实验教学的新教材。

1.3 构筑实验教学改革的平台

进行实验教学改革,需要有良好的保障体系。现有的实验基地和实验条件不足,很多实验仪器设备有待更新和维护,因此,要在实验室建设、实验教学运行与仪器设备更新、维护等方面要加大经费投入,有关信息资源和图书资料也有待补充完善,为学生创造良好的研究性学习的条件与环境。

2.改革实验教学的方法和手段是培养创新型人才的核心

教学方法是实现教育目标,落实人才培养模式,提高教学质量的重要因素。在实验教学中,传统的教学方法是以书本知识为本位、教师为中心,以传授理论知识和实验技能为主要特征的教学模式。这种模式把实验课程的总学时以及每个实验项目的学时数都作了详细而明确的规定,学生没有灵活运用时间的机会,使得因材施教的教学方法难以真正贯彻。实验时,学生必须按教学的计划、进度规定的时间进入实验室,待教师讲解实验的原理、步骤方法及注意事项后,学生才能一起按实验讲义规定的步骤“照方抓药”,然后观察现象、获取数据、得出结论、完成实验报告。这样的教学方式显然不适应创新型人才的培养。要培养创新型人才必须改革传统的教学方法,并借助现代教育技术,逐步实现实验教学手段现代化。

教学方法的改革,关键是教学观念的转变。“学会”与“会学”是两种不同的教学观。前者是一种知识取向的教学观,而后者关注的则是让学生学会学习。改变传统“灌输式、填鸭式”的实验教学方法,实施研究性教学是时代发展的要求。特别是化学实验,是开展研究性教与学的重要途径。未来的学生是否具备自我学习、自我更新的能力,是否学会学习,比掌握知识本身更重要。从学会知识到学会学习,从学会记忆到学会选择,这一切都形成了一个时代最强音:创新能力是现代人才素质的核心。因此,在实验教学中最重要的是通过改革传统的教学方法,培养学生的研究意识、创新意识、问题意识,不仅要学会研究性学习,而且要掌握指导学生进行研究性教学的技能。研究性教学不仅是重要的教学方法,是日后继续独立学习、独立处理问题的生活能力的重要保证,而且是以学生发展为本的价值追求。因此,在教学中关键是要培养学生的研究意识和研究能力,不管是验证性实验,还是综合设计性实验都应该以研究的态度去学习,而不是完成任务而已。所以,教师必须围绕学生设计实验教学的内容和方法,让更多的学生有自我发展的空间,给学生更多的学习自主权。

3.实验课教学中可以培养学生的研究性技能

实验课在人才培养中有非常重要的作用。实验教学不仅检验理论知识、学习实验技能与研究技术,还可发展学生分析问题、解决问题的能力,为学生从事研究创新奠定基础。教学中,在加强实践环节,强化学生的实际动手能力和实践基本技能训练的同时,也十分注重学生自主实验能力和科研能力的培养。综合性实验阶段,在短短的时间内老师主要讲授实验原理、难点和本次实验注意事项方面,把大部分时间留给学生自主实验和讨论。在自主性实验阶段,老师主要任务是检查督促和答疑解惑,学生自由组合 3～4个同学为一小组,根据老师提供现有实验试剂和仪器设备,由学生自主选题、自主设计和自主进行实验研究,最后写出实验报告。通过严格的训练和考核,增加了学生实验的自主性,大大提高学生实际动手操作能力和独立分析解决问题的能力。

4.开放实验室,培养学生的综合素质和创新意识

高校实验室是培养学生实验技能,锻炼学生动手能力,进行科研活动的重要场所。改变传统的教育观念,实施实验室开放,是深化实验教学改革的标志之一。近几年来,化学实验教学条件得到了极大改善,也为实验室对学生开放提供了更广阔的空间,实验室开放机制得以完善。

在学生已经掌握了基本的实验技能的基础上,有条件的实验室对学生进行开放。实验室开放期间,学生在一定范围内可自由选择时间和实验题目进行实验,既可以选择实验室提供的实验题目进行实验,也可自带实验题目在实验室完成实验。学生可以做基础实验,也可以根据学生自己所感兴趣的问题,通过查阅文献、参考书等将某些科研成果、生产或生活中遇到的实际问题设计出具体的实验方案和步骤,经指导教师同意后进行实验。例如在精细化工实验课程中“十二烷基苯磺酸钠的制备”实验项目中,将学生分成两大团队,通过查资料、讨论、教师对技术重点、难点进行指导等方法,由学生自己设计出不同的制备十二烷基苯磺酸钠方案,各组独立完成实验方案实施的全过程,最后将两种不同方法制备的十二烷基苯磺酸钠进行性能测试,组织学生进行公开评价,从交流中可使各组之间互相了解实验内容、研究思路和创新点,达到互相启发、互相学习、取长补短的效果。

利用学生感兴趣的实验项目,吸引学生积极投入到开放实验过程中来。在精细化工试验中给出设计美容、美发、护肤产品的题目,并告知实验室条件和主要试剂,具体题目学生自定。学生们结合所学知识和自己的兴趣,通过上网查资料、图书馆借书等多种途径,设计了许多不同的实验题目,有面膜、保湿霜、洗发香波、洗洁精、防晒油、指甲油,都是学生愿意做的实验项目。当学生用到了自己亲手制作的日化产品时,都格外高兴。亲自动手获得成功的喜悦及成就感在他们的心中爆发,更增强了进行实验研究的兴趣,也激发了他们学习的主动性和创造性。

开放的实验室除常用实验试剂外,应该根据学生设计的实验题目要求,实验室还提前购买某些特殊实验药品,并准备好仪器设备,然后开放实验室,供学生完成实验。按照预先设计的实验方案,学生提前预约安排实验时间,实验次数不限,只要在规定时间内完成实验即可。实验过程教师主要起指导作用。实验中再也不会像以前那样:老师事无巨细、提前把实验中可能出现的每一个问题都“打预防针”。由于实验的成败取决于实验方案、准备工作和实验操作等各种因素,实验过程每一步都需要自己认真操作、仔细观察并及时记录,若出现问题需要自己动脑筋分析原因并加以克服。学生没有了依赖心理,从而充分调动了学生的学习主动性,极大地提高了学习兴趣。当然,学生有不清楚的地方而请教教师时,教师还是会耐心回答的。

实验室向学生开放使学生有更多的独立实验的机会,充分发挥同学们的想象力和聪明才智,为学生的个性发展创造条件,有利于培养学生科学思维能力和创新能力,提高学生独立科学研究的能力。

总之,教师通过更新观念,改变教法,加强训练,增强了师生间、生、生间的互动与合作。教师教育理念的转变为学生实践能力的培植提供了宽松的氛围。学生敢于发表自己的不同见解,能够利用信息技术获得知识信息,培养了学生强烈的求知欲,从而严格要求自己,创造性地完成学习任务。通过开放实验室,既提高了学生的实验热情、激发了创造性思维,又巩固了所学的知识和技术,培养了学生的科研能力,深受学生们的欢迎。

在实验课程改革中既要立足现在,又要展望未来,坚持以人为本,全面、协调、可持续发展的科学发展观,适应新形势,迎接新挑战,以适应未来实验教学深化改革和全面推进素质教育的需求。

[1]姜玉松.土木综合性和设计性实验探讨与实践[J].安徽理工大学学报:社会科学版,2008(3).

[2]赵文敏,胡华,周怡.开放实验教学模式的研究与探讨[J].实验室研究与探索,2006(9).

[3]付章杰.开放实验体系建设及其综合网络管理系统的设计与实现[D].湖南大学,2008.

[4]杨海明,王志跃.开展研究性实验教学的意义与方法及保障措施[J].职业教育研究,2010(3).

[5]张玉荣.粮油食品类专业实验教学中存在的问题及对策[J].河南工业大学学报:社会科学版,2010(1).