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[摘要]介绍了咸宁学院有机化学开放式实验教学的运作模式,采取以学生自主选择实验、 独立完成实验为主, 教师启发式指导为辅的教学模式,以进一步提高学生的实践能力和创新能力为宗旨。总结了有机化学开放实验教学所取得的一些积极效果.同时对有机化学开放实验运作过程中出现的一些问题进行了认真分析和思考, 提出了使有机化学实验可持续健康发展的一些设想。
[关键词]咸宁学院 有机化学开放式实验 运作模式 效果 问题与思考
一、引言
实验教学相对理论教学具有更强的直观性、实践性、综合性和创新性,在加强学生的素质教育和创新能力的培养方面有着极为重要的作用,因此构建化学实验教学新体系,培养适应知识经济时代发展的创新人才势在必行。开辟综合性、设计性和创新性实验,是培养学生实践能力、创新能力及对科技发展敏锐性的重要途径[1-3]。开放实验是在实施过程中,以学生为主导,教师起指导作用(不直接参与实验),在课外时间独立完成的一种实验形式。开放实验以其调动学生的学习积极性,培养创新思维,提高学生专业素养和动手能力等特点受到高校的青睐[4-5]。为此,笔者近年来在化学本科专业中开展了有机化学开放实验教学的有益尝试。经过一年多的实践,受到学生的积极响应,取得了良好的教学效果,同时,为进一步提高开放实验的教学效果,就有机化学开放实验的运作过程也有了进一步的思考。
二、教学目标
有机开放实验室教学模式的教学目标是激发学生的创新意识和观念,全面培养学生的科学素养和科学作风,培养适应社会发展需要的新型人才。通过开设不同的教学内容,主要达到培养学生以下几个方面的能力:①知识的应用和实践能力、分析归纳的能力和团结协作的能力;②独立思考能力、自主学习能力和自主创新能力。
三、有机开放实验的操作程序
(一)教师确定开放实验题目
在学生学习一段时间的化学基本知识和进行一定的基本实验技能训练后,教师面向化学本科专业(大二和大三)的学生开设有机化学开放实验。由于这些学生都已经进行了基本化学知识和技能的学习和训练,有了较好的动手能力和实验基础。因此老师在制定开放实验项目时,大部分都是根据自己的科研方向确定的,这类开放实验项目基本上都是综合性、设计性实验项目,可操作性好,并具有一定的创新性和科研价值,例如“从红枣中提取红枣多糖铁配合物”、“赖氨酸锌螯合物的合成”、“稀土金属氨基酸水杨醛Schiff碱配合物的合成”等项目都与教师的科研课题相关,为进一步提高学生的实践技能和创新能力奠定基础,为学生尽早参与教师的科研工作搭起了桥梁。
(二)教师申报开放实验项目
每学期初教务处通知教师申报本学期开放实验项目,并对各开放实验项目进行论证、审批。为便于专家审核和学生预约申请,教师申报开放实验项目须填 写“咸宁学院开放实验项目申报表”中实验项目、实验目的及意义、实验条件、实验对象等各项内容。
(三)学生申请开放实验项目
每学期开学初,教师申报的开放实验项目如果被教务处审批通过,负责开放实验的老师就通知学生填写预约申请。一周后,指导教师对预约申请的学生进行面试,从中选取符合条件的一部分人参与开放实验项目。根据学生的选题情况,教师对学生进行分组,为了管理和以后交流的方便,选相同课题的学生安排在同组里,一般4-6位学生为一组,例如,2008级化学教育本科班有36人参加开放实验,根据选题情况分成8个实验小组。并且在每组里推选出一位工作能力及责任心较强的学生担任组长。组长的责任很大,在整个实验项目的完成期间,要负责本组的纪律维护、仪器维护、药品的使用和管理等,同时要负责整个项目查阅文献资料、确定题目、联系指导老师、开题、实验安排、 结题的全过程。
(四)开放实验教学程序及原则
指导教师在有机开放实验教学中,把握了2个教学原则:①教学环境自由宽松,以学生为主体,充分发挥其主观能动性。②实验内容难度适中,教师适时启发指导。该教学模式的教学程序如图1所示。
(五)实验项目的结题和成绩的评定
学生完成开放实验项目后,将结题报告交给指导老师,由老师统一审阅批改并登记成绩后,开放实验结题报告交给实验室管理人员验收登记并存档。
四、有机开放实验的效果
(一)激发了学生的积极性和主动性
在学生完成有机化学基础知识的学习和基本实验技能的训练后,开设有机开放实验有着重要的意义。学生可根据自己的兴趣自主选择和进行实验,大大激发了学生学习的主动性和积极性,学生经过实验方案的自主设计与实施、科学思维方法的锻炼以及全身心投入科研实践中,可亲身体验到科学研究的苦与乐,领悟科学研究的价值与意义,达到培养学生创新意识与实践能力的教学目的。学生问卷调查结果显示,对有机开放实验很感兴趣的为80%,实验不成功或出现异常现象时积极独立思考寻求原因的为40%,与同学沟通共同分析的为70%,打算重做的为40%;开放性实验与常规实验相比,学生自悟意识增强为的60%,合作交流的意识增强的为90%。
(二)对教师提出了更高的要求
有机实验的开放对指导教师提出了更高的要求,它要求教师的知识面更广,既要有扎实的理论知识,又要有丰富的实践经验,还要具备较高的科研水平。教师必须首先对自己申请的实验项目的各个环节都很熟悉,才能对学生进行有效的指导;同时有些申请实验项目的学生理论知识学得不是很扎实,因此在实验过程中教师不仅要指导其实验技能,在必要时还要对实验的原理进行详细解释。
(三)提高了实验仪器使用率
以前,实验室的仪器只有在上实验课和老师进行科研时是才会使用;现在,由于开设了开放实验,实验室除了完成正常的实验教学任务外,周六周日全天,甚至晚自习时间都为学生开放,仪器的使用率大大提高了,固定资产的价值得到了更好的发挥。
(四)促进了实验室的管理工作
有机开放实验要涉及到有机化学实验室的各种仪器的使用,要保证这些实验项目的顺利进行,实验室工作人员必须精心筹划,合理的、有效的管理好各仪器,同时要及时做好实验仪器的检修工作。要求学生实行签到制度,登记簿上详细记录了学生的实验项目、实验时间、及实验数据,这样既便于教师及时了解学生的实验情况,同时也对学生起到监管作用,使学生知道自己对实验仪器的损坏负有责任,这样有利于提高实验仪器的使用寿命,节省实验耗材。
五、有机开放实验存在的问题
不可否认,有机开放实验项目的设置,在学生实践能力、科研兴趣的培养,提高实验室管理人员的管理水平、提高仪器使用率等方面起到了非常重要的作用,但是由于有机开放实验刚刚起步,还处在摸索与尝试期间,在运行过程中的确存在一定的问题。
首先,开放实验项目少,每学期只有十来个开放实验项目,远远不能满足同学们的选择;而且实验项目来源形式单调,现在开设的开放实验项目大部分来源于教师的科研项目,这些实验项目一般都综合性和设计性较强,对于刚刚参加开放实验的学生来讲有一定的难度,如果指导老师不加强对学生的指导,这些做惯了基础操作性实验的同学很难独立的去完成,从而会让一部分学生失去信心甚至放弃实验,这样就起不到更好的教学效果。
其次,教务处对开放实验教学模式的重视还不够。第一,开放实验课时量较少,目前我校一个学期的开放实验总工作量只按30个课时计算,但是现实的情况是有些实验要做大量的准备工作,总工作量远远超过了30个课时,投入和回报不成比例,教师在面临这些情况时,难免会产生情绪,从而降低了老师的工作热情和积极性,所以愿意承担开放实验指导工作的老师很少。第二,给予的经费支持力度小,经常会出现学生已准备要做试验了,但相关课题的药品却迟迟没有到位,从而影响了学生实验的进度,也影响了学生的实验情绪。第三,工作安排不太合理,教务处要求指导老师在每学期开学初填写开放实验申请表,这样会使得学生的选题及准备工作都不充分,会影响实验的进度及实验效果。也会导致药品采购不能及时到位。因此,开放实验申请表的填写改到上学期末填写更恰当,这样,各方面准备工作会更加充分,对提高开放实验的教学效果是有利的。
六、促进有机开放实验教学的进一步思考
针对以上这些问题,首先我们应该加大实验项目的数量,才能满足学生的需求;在实验项目制定上要合理安排基础性、综合性、设计性及研究型实验的比例。另外除了老师自己提供实验项目供学生选择以外,学生也可以根据自己的兴趣自己确定实验课题,由指导老师审批合格后开展实验,学生选择自己感兴趣的实验,更能调动学生学习的积极性、主动性,更能激发他们的创造性。进行有机开放实验的指导,教师工作量较大,费时费力,学校应给予更多的支持和鼓励,以便进一步调动实验室各类人员的积极性,使开放实验教学可持续健康发展。另外,学生在完成开放实验后,结题报告经指导老师评定合格后可考虑给予一定的学分,对做得非常好的同学可适当给予奖励,这样更能激发学生进行开放实验的积极性。
开设开放实验并不是简单的时间和空间开放的问题,而是一项系统工程,涉及实验教师队伍建设、实验室资源的配置、科学规范的管理制度建设,同时必须与实验教学体系、教学内容、教学方法、教学手段等的改革相结合,与各高校的实际和基本条件相适应。随着社会日新月异的发展,对人才的要求原来越高,更要求高等院校必须开设开放实验,只有在开放中实现科学的教育理念,不断吸取先进的科学技术和管理经验,才能培养出更多的创新性人才。
[参考文献]
[1]王小燕,何邦平,章玲.药学专业《化学实验Ⅱ》课程教学改革的研究[J].药学教育,2007,23(1):27-28.
[2]何邦平,盛春泉,王小燕等.开放设计性实验教学探讨[J].药学教育,2007,23(2):49-50.
[3]刘传生,周显宏,叶领云等.无机化学实验中开放性实验教学的探索[J].东莞理工学院学报,2008,15(3) :125- 126.
[4]杜蔚青,谢颂平,李娟娟.药理学开放性实验的探索与实践[J].药学教育,2007,23(5) :54-56.
[5]董军,苏宇.医学院校化学实验教学改革探讨[J].新疆医科大学学报,2008,31(2):239-240.
(作者单位:化学与生命科学学院 咸宁学院)
[关键词]咸宁学院 有机化学开放式实验 运作模式 效果 问题与思考
一、引言
实验教学相对理论教学具有更强的直观性、实践性、综合性和创新性,在加强学生的素质教育和创新能力的培养方面有着极为重要的作用,因此构建化学实验教学新体系,培养适应知识经济时代发展的创新人才势在必行。开辟综合性、设计性和创新性实验,是培养学生实践能力、创新能力及对科技发展敏锐性的重要途径[1-3]。开放实验是在实施过程中,以学生为主导,教师起指导作用(不直接参与实验),在课外时间独立完成的一种实验形式。开放实验以其调动学生的学习积极性,培养创新思维,提高学生专业素养和动手能力等特点受到高校的青睐[4-5]。为此,笔者近年来在化学本科专业中开展了有机化学开放实验教学的有益尝试。经过一年多的实践,受到学生的积极响应,取得了良好的教学效果,同时,为进一步提高开放实验的教学效果,就有机化学开放实验的运作过程也有了进一步的思考。
二、教学目标
有机开放实验室教学模式的教学目标是激发学生的创新意识和观念,全面培养学生的科学素养和科学作风,培养适应社会发展需要的新型人才。通过开设不同的教学内容,主要达到培养学生以下几个方面的能力:①知识的应用和实践能力、分析归纳的能力和团结协作的能力;②独立思考能力、自主学习能力和自主创新能力。
三、有机开放实验的操作程序
(一)教师确定开放实验题目
在学生学习一段时间的化学基本知识和进行一定的基本实验技能训练后,教师面向化学本科专业(大二和大三)的学生开设有机化学开放实验。由于这些学生都已经进行了基本化学知识和技能的学习和训练,有了较好的动手能力和实验基础。因此老师在制定开放实验项目时,大部分都是根据自己的科研方向确定的,这类开放实验项目基本上都是综合性、设计性实验项目,可操作性好,并具有一定的创新性和科研价值,例如“从红枣中提取红枣多糖铁配合物”、“赖氨酸锌螯合物的合成”、“稀土金属氨基酸水杨醛Schiff碱配合物的合成”等项目都与教师的科研课题相关,为进一步提高学生的实践技能和创新能力奠定基础,为学生尽早参与教师的科研工作搭起了桥梁。
(二)教师申报开放实验项目
每学期初教务处通知教师申报本学期开放实验项目,并对各开放实验项目进行论证、审批。为便于专家审核和学生预约申请,教师申报开放实验项目须填 写“咸宁学院开放实验项目申报表”中实验项目、实验目的及意义、实验条件、实验对象等各项内容。
(三)学生申请开放实验项目
每学期开学初,教师申报的开放实验项目如果被教务处审批通过,负责开放实验的老师就通知学生填写预约申请。一周后,指导教师对预约申请的学生进行面试,从中选取符合条件的一部分人参与开放实验项目。根据学生的选题情况,教师对学生进行分组,为了管理和以后交流的方便,选相同课题的学生安排在同组里,一般4-6位学生为一组,例如,2008级化学教育本科班有36人参加开放实验,根据选题情况分成8个实验小组。并且在每组里推选出一位工作能力及责任心较强的学生担任组长。组长的责任很大,在整个实验项目的完成期间,要负责本组的纪律维护、仪器维护、药品的使用和管理等,同时要负责整个项目查阅文献资料、确定题目、联系指导老师、开题、实验安排、 结题的全过程。
(四)开放实验教学程序及原则
指导教师在有机开放实验教学中,把握了2个教学原则:①教学环境自由宽松,以学生为主体,充分发挥其主观能动性。②实验内容难度适中,教师适时启发指导。该教学模式的教学程序如图1所示。
(五)实验项目的结题和成绩的评定
学生完成开放实验项目后,将结题报告交给指导老师,由老师统一审阅批改并登记成绩后,开放实验结题报告交给实验室管理人员验收登记并存档。
四、有机开放实验的效果
(一)激发了学生的积极性和主动性
在学生完成有机化学基础知识的学习和基本实验技能的训练后,开设有机开放实验有着重要的意义。学生可根据自己的兴趣自主选择和进行实验,大大激发了学生学习的主动性和积极性,学生经过实验方案的自主设计与实施、科学思维方法的锻炼以及全身心投入科研实践中,可亲身体验到科学研究的苦与乐,领悟科学研究的价值与意义,达到培养学生创新意识与实践能力的教学目的。学生问卷调查结果显示,对有机开放实验很感兴趣的为80%,实验不成功或出现异常现象时积极独立思考寻求原因的为40%,与同学沟通共同分析的为70%,打算重做的为40%;开放性实验与常规实验相比,学生自悟意识增强为的60%,合作交流的意识增强的为90%。
(二)对教师提出了更高的要求
有机实验的开放对指导教师提出了更高的要求,它要求教师的知识面更广,既要有扎实的理论知识,又要有丰富的实践经验,还要具备较高的科研水平。教师必须首先对自己申请的实验项目的各个环节都很熟悉,才能对学生进行有效的指导;同时有些申请实验项目的学生理论知识学得不是很扎实,因此在实验过程中教师不仅要指导其实验技能,在必要时还要对实验的原理进行详细解释。
(三)提高了实验仪器使用率
以前,实验室的仪器只有在上实验课和老师进行科研时是才会使用;现在,由于开设了开放实验,实验室除了完成正常的实验教学任务外,周六周日全天,甚至晚自习时间都为学生开放,仪器的使用率大大提高了,固定资产的价值得到了更好的发挥。
(四)促进了实验室的管理工作
有机开放实验要涉及到有机化学实验室的各种仪器的使用,要保证这些实验项目的顺利进行,实验室工作人员必须精心筹划,合理的、有效的管理好各仪器,同时要及时做好实验仪器的检修工作。要求学生实行签到制度,登记簿上详细记录了学生的实验项目、实验时间、及实验数据,这样既便于教师及时了解学生的实验情况,同时也对学生起到监管作用,使学生知道自己对实验仪器的损坏负有责任,这样有利于提高实验仪器的使用寿命,节省实验耗材。
五、有机开放实验存在的问题
不可否认,有机开放实验项目的设置,在学生实践能力、科研兴趣的培养,提高实验室管理人员的管理水平、提高仪器使用率等方面起到了非常重要的作用,但是由于有机开放实验刚刚起步,还处在摸索与尝试期间,在运行过程中的确存在一定的问题。
首先,开放实验项目少,每学期只有十来个开放实验项目,远远不能满足同学们的选择;而且实验项目来源形式单调,现在开设的开放实验项目大部分来源于教师的科研项目,这些实验项目一般都综合性和设计性较强,对于刚刚参加开放实验的学生来讲有一定的难度,如果指导老师不加强对学生的指导,这些做惯了基础操作性实验的同学很难独立的去完成,从而会让一部分学生失去信心甚至放弃实验,这样就起不到更好的教学效果。
其次,教务处对开放实验教学模式的重视还不够。第一,开放实验课时量较少,目前我校一个学期的开放实验总工作量只按30个课时计算,但是现实的情况是有些实验要做大量的准备工作,总工作量远远超过了30个课时,投入和回报不成比例,教师在面临这些情况时,难免会产生情绪,从而降低了老师的工作热情和积极性,所以愿意承担开放实验指导工作的老师很少。第二,给予的经费支持力度小,经常会出现学生已准备要做试验了,但相关课题的药品却迟迟没有到位,从而影响了学生实验的进度,也影响了学生的实验情绪。第三,工作安排不太合理,教务处要求指导老师在每学期开学初填写开放实验申请表,这样会使得学生的选题及准备工作都不充分,会影响实验的进度及实验效果。也会导致药品采购不能及时到位。因此,开放实验申请表的填写改到上学期末填写更恰当,这样,各方面准备工作会更加充分,对提高开放实验的教学效果是有利的。
六、促进有机开放实验教学的进一步思考
针对以上这些问题,首先我们应该加大实验项目的数量,才能满足学生的需求;在实验项目制定上要合理安排基础性、综合性、设计性及研究型实验的比例。另外除了老师自己提供实验项目供学生选择以外,学生也可以根据自己的兴趣自己确定实验课题,由指导老师审批合格后开展实验,学生选择自己感兴趣的实验,更能调动学生学习的积极性、主动性,更能激发他们的创造性。进行有机开放实验的指导,教师工作量较大,费时费力,学校应给予更多的支持和鼓励,以便进一步调动实验室各类人员的积极性,使开放实验教学可持续健康发展。另外,学生在完成开放实验后,结题报告经指导老师评定合格后可考虑给予一定的学分,对做得非常好的同学可适当给予奖励,这样更能激发学生进行开放实验的积极性。
开设开放实验并不是简单的时间和空间开放的问题,而是一项系统工程,涉及实验教师队伍建设、实验室资源的配置、科学规范的管理制度建设,同时必须与实验教学体系、教学内容、教学方法、教学手段等的改革相结合,与各高校的实际和基本条件相适应。随着社会日新月异的发展,对人才的要求原来越高,更要求高等院校必须开设开放实验,只有在开放中实现科学的教育理念,不断吸取先进的科学技术和管理经验,才能培养出更多的创新性人才。
[参考文献]
[1]王小燕,何邦平,章玲.药学专业《化学实验Ⅱ》课程教学改革的研究[J].药学教育,2007,23(1):27-28.
[2]何邦平,盛春泉,王小燕等.开放设计性实验教学探讨[J].药学教育,2007,23(2):49-50.
[3]刘传生,周显宏,叶领云等.无机化学实验中开放性实验教学的探索[J].东莞理工学院学报,2008,15(3) :125- 126.
[4]杜蔚青,谢颂平,李娟娟.药理学开放性实验的探索与实践[J].药学教育,2007,23(5) :54-56.
[5]董军,苏宇.医学院校化学实验教学改革探讨[J].新疆医科大学学报,2008,31(2):239-240.
(作者单位:化学与生命科学学院 咸宁学院)