实施开放式实验教学加强学生实践创新能力培养

薛 凝,杜燕萍,王晓先

(西安工程大学环境与化工学院,西安 710048)

实施开放式实验教学加强学生实践创新能力培养

薛 凝,杜燕萍,王晓先

(西安工程大学环境与化工学院,西安 710048)

开放实验室是近年来高校实验教学改革的新举措.文章分析了开放式实验教学改革中对培养学生的实践能力、创新意识、个性化发展等方面的重要作用,探讨了在地方综合性大学实施开放式实验教学的方法及途径,总结了实践效果.

开放实验室;实验教学改革;创新意识;实践能力

实验教学对于激发学生学习兴趣、促进学生将知识转化为能力、逐步完成由学习者到实践者的转化,具有不可替代的特殊作用,是理工类本科人才实践能力培养的基础性实践教学环节[1,2],对于化学这样的实验性学科更是如此.长期以来,高校实验教学的基本模式是在规定的时间内,按教学大纲要求完成既定的实验内容,这种相对封闭的传统实验模式限制了学生主动性、创造性的发挥.因此,如何充分利用现有实验教学资源,及时解决实验过程中暴露出来的问题,使学生的主观能动性、专业素质、创新能力得到切实培养,是新世纪实验教学改革的重要议题[3].

基于实验教学在人才培养过程的重要地位和特殊作用,为突出学生实践能力和创新意识、创新能力的培养,促进学生知识、能力、素质的综合发展,西安工程大学化学实验教学中心就实施开放式化学实验教学进行了一些尝试,收到了良好效果,以下是我们的实践及体会.

1 实施开放式实验教学建立开放性实验室的意义

化学是一门实验性科学性很强的学科,化学专业人才必须要具备良好的专业理论,更须具备熟练的实践技能和创新思维意识.西安工程大学是一以工为主的地方综合性大学,以化学为专业基础课程的专业很多,包括应用化学专业、化学工艺专业、纺织工程专业、轻化工程专业、高分子材料专业、机织专业、生物学专业、环境工程专业等,且《普通化学》、《工程化学》是很多工科专业的选修课程.目前,我校实验室大部分是封闭式的,即学生只能在固定时间到实验室做规定的课内实验项目,缺乏灵活性;不同专业学生做相同内容的实验,缺乏专业侧重点及针对性.这种实验教学方法,不仅不能充分发挥学生对实验的积极性和主动性,更不利于学生综合素质的提高.

开放性实验是在完全开放实验室等特定条件下,学生主动参与到教师的科研活动或自行设计并在老师的指导下完成实验的实践活动.实施开放式实验教学,建立开放性实验室的意义在于:(1)有效培养学生的综合实践能力,发挥学生的主观能动性,改变学生由“被动式”实验为“主动探索式”学习,有利于学生实验操作技能和独立工作能力与素质的培养.例如,本科有机化学实验中有利用无水乙醇回流提取法提取花椒中花椒精油的实验,实验成熟但是产率不高,学生通过调研自学设计了利用多种溶剂多种方法采取正交试验的方式提高了实验产率,优化了实验方法.(2)体现学生的主体地位和教师的主导作用.开放式实验教学过程中,学生具有更大的独立性、自主性、探索性,更能充分体现学生是学习的主体.一方面,实验操作、数据测量、定性分析与定量计算、获得结论等各个环节都要求学生独立完成,学生在实验过程中成为名副其实的“主体”,学生从“封闭的束缚态”转达变为“开放的自由态”,增加了学生学习的自由度,激发了学生的学习积极性;另一方面,在开放式实验教学模式下,学生可据自身的智力、能力、兴趣和志向,自主选择学习内容、方式.(3)有效提高师资队伍的水平.将学生年轻开放的思维方式灌输给教师,通过与学生交流探讨提高自己的实验技术水平,掌握更广阔的知识面,达到了提高师资队伍能力与素质的目的.(4)有效提高资源利用率.实施开放式实验教学建立开放性实验室将提高实验室的使用效率,由于任务来源多元化,实施实验室资源共享可大大加速实验室的建设.

2 实施开放式实验教学的方法及措施

开放性实验教学应是教学主体、教学内容、教学资源的全面开放,为学生的主动学习创造了一个良好的外部环境[3].

2.1 实验内容的开放

实验室将实验分为必做基础实验和选做实验,学生完成必做基础实验后,可根据自己的专业、特长、爱好等情况,在选做实验中进行选择,不仅可以选择最低实验个数,也可以多选做.实验中心还根据学生的不同层次,为他们提供了多种形式的实践机会,同学们可以根据自己的兴趣特长,自愿选择,鼓励学生的个性发展和综合素质的提高.

(1)预备实验组.针对低年级学生,将实验课的准备工作交给主动要求到开放实验室学习的同学来完成.从实验试剂的配制、仪器的检查使用到实验结果的监测,全部由学生自己动手完成.不仅培养学生的基本操作能力,而且熟悉了实验内容、实验课时,他们既当学生,又当“小助教”,在帮助教师辅导其他学生的同时,他们对实验内容的掌握更加深入,更加扎实.

(2)开设综合性、设计性大实验.针对高年级学生,学生选择感兴趣的题目,自行查找资料,设计出实验方案,与同学及指导教师共同探讨可行性,最后在实验室完成实验过程并撰写出实验报告的过程,实际上是充分发挥学生的主观能动性的重要过程.例如,针对于我校应用化学专业大三学生所开设的课程设计综合实验,学期末的最后两周将综合实验室、专业实验室全面开放,涉及到合成、仪器分析、界面化学、化工原理等各个方面,学生根据相同的兴趣自由结合成小组并选择感兴趣的一个或多个方面进行实验,不仅使学生将在一、二年级所学习的专业知识加以巩固,学以致用,并且给学生提供一个宽松、自由的环境使学生自身的创造性和能动性得以发展,使学生能有一个充分发挥想象力和自我表现的机会.

(3)建立科研组.针对本科毕业生及研究生开放,指导老师将所承担的科研课题从中选出子课题并将科研课题的内容和方法介绍给学生,并向他们讲授科研资料的积累、设计及论文的写作、撰稿、发表等,让他们直接参与到科研课题中,这样不仅使同学们亲历了一次科研活动,也较大地激发了学生的研究潜力和学习欲望.

2.2 开放性实验室的时间

对于开放实验室的时间,我们选择除计划中的课内实验时间外的其他时间进行有序的开放,以定时开放以及预约开放为主.定时开放,可利用晚上、双修日和节假日等业余时间接待申请进入开放实验室的学生.预约开放,学生根据自己的情况提出申请,实验室人员在实验室保证完成正常的教学任务的前提下,排出开放式实验教学的具体时间.另外,一些课外兴趣小组、第二课堂等可利用较长假期集中开放,拓宽开放的时间和空间,可完成一些大型科研实验,以满足部分学生的特殊要求.

2.3 开放性实验室的空间

对于我校两个校区的分配,临潼校区主要为基础化学实验室,包括无机化学实验室、有机化学实验室、分析化学实验、物理化学实验室以及工程化学实验室.金华校区主要为合成实验室、电化学实验室、界面与胶体实验室、化工原理实验室、分析测试中心.一、二年级学生可在临潼校区实验室申请完成一些小型的基础实验.高年级学生以及研究生可在金华校区申请完成大型综合实验及创新性的科研任务.

3 开放式实验教学的实践效果

通过实施开放式实验教学,取得了良好的教学效果.主要表现在:(1)调动和激发了学生的积极性和主动性,活跃了教学气氛.(2)合理利用废旧仪器及剩余试剂.课内规定实验结束后,剩余少量实验试剂及部分实验产物一般做废弃处理,在开放实验室教学中,学生可深入探索,充分利用废弃试剂或实验产物进行创新实验,制备合成新产物.而实验室的小型废旧仪器亦可进行维修改造再利用,提高了设备利用率.(3)在开放性实验教学中,学生通过资料的查阅与筛选、实验方案的设计、实验结果的分析,提高了动手能力以及分析问题、解决问题的能力,促进学生不断进行创新性学习,为后续课程的学习打下了坚实的基础.

4 结语

开放式实验教学有利于学生能力培养的个性化和多元化,促进学生知识、能力、素质的综合发展[4],有关方面的研究对于提高实验教学质量有积极的推动作用.以目前研究现状,开放式实验教学模式尚需在以下方面开展进一步研究,以期取得更为有效的成果:(1)完善学校的开放式实验教学规章制度和学生成绩的评价体系.(2)如何量化开放实验教师的工作量,使开放实验室工作得以长期坚持.(3)如何改革实验室管理与投资体制,保证开放式实验教学的可持续发展.

[1]苗艳丽,赵亮云.关于完善我国高校实验室管理体制的几点思考[J].实验技术与管理,2006,23(1):92-93.

[2]周金燕.开放性实验室管理研究与实践[J].重庆科技学院学报 (社会科学版),2007,(1):119-120.

[3]冯鸿周,王一山.浅谈当前高校实验室的管理问题[J].实验室科学,2006,12(6):87-89.

[4]于洪帅,孙蕊,柳叶,等.浅谈开放实验室对大学生综合素质的培养[J].检验医学教育,2008,15(3):37-38.

[5]张锐,刘莉.开放实验室的初步探讨[J].中国医学装备,2007,4(3):44-45.

[责任编辑 牛怀岗]

Implementing the Open ing Experiment Teaching to Strengthen Students’Practical Innovation Ability

XUE Ning,DU Yan-ping,WANG Xiao-xian
(College of Environment and Chemical Engineering,Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,China)

The opening experiment teaching is the new action for university exper iment educational refor m in recent years.This paper advances important effects of open laboratory in raising student’s practice ability,innovative ideology and personalized development.It also probes into the important role of the opening experiment teaching in local universities implementing the opening experiment teachingmethod and approach and summarizes the practical effect.

open laboratory;teaching reform of experiment;innovative ideology;practice ability

G424.31

A

1009—5128(2010)05—0078—03

2010—04—06

薛凝 (1983—),女,陕西韩城人,西安工程大学环境与化工学院助理工程师,西北大学在读研究生.