开放式实验教学模式的改革与实践

来源 :知识力量·教育理论与教学研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nie492195407
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  实验教学在学生培养方面具有非常重要的作用,除了具有巩固验证理论知识或达到具体的研究目标的作用之外,还具有培养学生探索未知世界方法、勇气、创新能力和综合素质的作用。在传统实验教学中,从实验仪器准备到实验方法的确定,基本上都是由教师事先安排好,学生只是被动的接受和效仿,不利于调动学生创新积极性。传统的实验教学方式已不能满足目前多元化社会对学生动手能力、创新能力及竞争能力的需求。相对于传统的、封闭的实验教学,开放式实验是指实验时间、内容和教学方法等方面的开放,学生有自主选择权,它能为学生的主动学习和个性发展创造一个良好的外部环境,体现了以人为本的教学理念。实行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向。开放式实验有助于激发学生的学习兴趣,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,对于学生综合素质的提高,创新意识和实践能力的培养极为重要。
  关于开放式实验教学模式的研究可追溯到上世纪60年代[1],研究表明,开放式实验教学可以较好地培养学生的科研兴趣和综合素质,并可以提高本科生的合作能力、表达能力和解决问题的能力。近年来,开放式实验教学也引起了国内教育者的重视[2-3],众多高校都进行了尝试,根据学生知识结构的不同,开设综合性、创新性、设计性等不同层次的开放实验,取得了一定的效果,但却忽视了实验室管理模式的同步改革。实验教学是一个复杂的系统,既包括以实验室硬件为依托的条件系统,又包括以教学活动为中心的过程系统及实验教学管理系统。其中,条件系统是基础,过程系统是主体,管理系统是保证,实验教学的质量完全建立在各个子系统工作质量的基础之上。所以,要保证实验教学的质量,就必须进行实验室管理模式的改革,整合实验室资源。由于学科的差异较大,迄今对开放式实验教学仍无确切的结论和确定的模式。积极探索开放式实验教学的新模式,对实验课程教学模式进行新的尝试,对于本科生的培养具有重要意义。
  我们在实验教学实践中,根据实际情况,采取逐步推进的方式,对部分化学实验进行了开放式实验教学的改革,在08、09级应用化学专业和化学专业相关班级进行了实践,取得了一定的成效。
  我们针对目前所开设的部分实验如:硫酸亚铁铵的制备、工业碱的分析、水硬度的测定、乙酸乙酯制备、乙酸正丁酯的合成等实验,进行了教学实践。发现有以下几个方面的优势:
  (1)通过开放式实验教学的开展,树立了师生创新的教学理念和新的教学方法。该教学模式是根据大学生心理特点,运用教育学理论中的“读书指导法和发现法”,提出以设计实验性为核心的课堂实验教学模式和开放实验室教学模式。以改传统的验证性实验教学法为以设计性、综合性为核心的开放式实验教学方法。在实验教学中通过多方位、多层次的内容设计,真正的培养学生从事科学研究和解决工程问题的基本能力。表现在越来越多的大学生踊跃参加课外学术科技竞赛如大学生创新工程设计大赛、“挑战杯”、化学实验技能大赛等。通过提高学生的综合素质进一步增强了学校的综合实力。
  (2)促进实验室管理模式和实验教学模式的同步改革。开放式实验教学体系,是以实验教学方法的改革为动力,以大幅度提高本科生的创新能力和综合素质为目标,以实验室的管理机制改革为保证,在实验室管理运作模式、多媒体实验教学课件开发、开展综合性和设计性实验等多方面协调一致地进行全方位改革。这就要求教师对实验教学内容必须整合和更新,编写新的教材;实验室师资队伍建设和管理模式也要同步变化,即人员进行优化组合,既要保障实验仪器设备配套、完好,同时要对实验耗材进行科学控制,保证实验经费的合理使用,避免不必要的浪费,实现整个实验室的高效运作。这一举措,提高了学校实验管理的水平。
  (3)推动了研究式实验的开展。研究式实验是开放式实验教学和科技训练相结合的、融多样化教学形式为一体的教学环节。研究式实验教学重在科研能力的训练和创新思维的培养,大多以开放实验或进入科研实验室结合科研课题的内容进行。通过开放式实验教学,学生的综合能力得到提升,有更多的优秀生参与到科研中,在老师指导下自选研究小课题,并自行设计实验方案,完成研究内容,在培养科研与创新意识的同时,了解了学科发展与科技创新的前沿领域,受到了良好科技氛围的熏陶。培养了学生从事科研工作的实际操作能力。
  开放式实验教学,虽然有很多优点,但在实践中也发现一些问题。主要表现在一下几个方面:一是开放式实验,要求学生必须具备比较广泛的化学知识,有扎实的基础理论,这对低年级的同学是一种挑战。二是学生设计的实验方案有些很难开展,原因是实验仪器与常规实验设施不配套,维护需要较大精力和一定的投资。三是缺少配套实验教材,增加了教师指导的难度。四是实验室工作量加大之后,实验教师工作量的合理计酬问题等。
  总之,对化学实验实施开放式教学改革后,在强化学生能力培养等方面取得了一定的效果,也积累了不少有益的经验,为我校的专业基础实验教学改革摸索出一条可借鉴的途径。
  [参考文献]
  [1]J.R.V. Flora1, A.T. Cooper, Incorporating Inquiry-Based Laboratory Experiment in Undergraduate Environmental Engineering Laboratory[J], Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, 2005:131:19-25,
  [2]谢川,罗崇建,黄焕利,等.深化实验教学改革全面开放实验教学[J],化工高等教育,2004,79: 107-108
  [3]秦晓静.开放实验教学培养创新人才[J],实验技术与管理,2005,22: 87-89
  (作者单位:陕西科技大学化学与化工学院 西安)
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