开放式实验教学与学生创新能力培养

1 开放式实验教学模式的建立

目前随着教育体制改革的深入发展对高等学校的理论教学、实验教学及实践环节等提出了更高的要求。力求通过教学过程, 使学生对所学专业课程有比较深入的了解, 能够运用所学知识指导自身实践投入社会生产中, 为社会创造价值和财富能够发挥自身主观能动性, 激发自身创新意识, 在实践中不断创新, 推动技术的革新和进步, 促进社会的发展。

工科院校也逐年加大对实验教学的投入, 鼓励教师投入到实验教学中, 指导学生进行创新实践活动。以增强学生的社会竞争力, 为学校创造良好的社会效应。

1.1 开放式实验教学模式的提出

随着时代的进步, 教学也应与时俱进需要不断进行改革, 以适应培养新型人才的需要。开放式实验教学模式的提出, 要求教师根据学生理论学习实际情况, 结合最新科技发展及实验室现有仪器设备, 拟定若干个实验题目, 由学生选取后, 自行查阅文献、自行拟定实验方案、自行备齐所需试剂、按需要预先约定使用实验室及贵重仪器的时间, 最后独立完成实验。教师的作用是提供必要的理论引导和“维护型”的实验指导。在实施时需考虑以下因素。

(1) 由于要让学生自查文献、自拟实验方案, 要求学生必须具备相应的学习能力因而不宜在低年级的实验课中开展。

(2) 与新科研成果相结合的实验多数会涉及到大型实验设备的使用, 如紫外 (红外光谱仪、气相 (液相) 色谱仪、扫描电镜、核磁共振仪等, 要求学生在具备了仪器分析实验的经验后方能开展。同时, 根据学生的层次和能力不同, 开放实验的程度不同。

1.2 开放式实验教学模式的目的及意义

实验因其直观性、实践性、科研性及综合性等独特条件, 在整个教学体系中占有十分重要的地位。它比课堂理论讲授更接近学生的实际, 更容易启发和培养学生的创新思维及实践能力。

开放式实验教学的目的是创造学生自主学习和实践的条件, 营造学生自主实践的气氛, 激发学生自主实践的动力, 培养学生独立探索与解决问题能力。

开放式实验教学理论意义在于培养高素质创新型人才, 使学生具有高度的社会责任心, 具有社会竞争力和国际竞争力, 具有实践创新能力和追求进取、敢于创新的高素质。其实际意义在于培养学生的综合素质:独立思考、信息查询、观察判断、归纳分析、组织管理、演讲写作、交际沟通、团队合作、社会活动等能力。

1.3 开放式实验教学模式的实施

开放式实验教学并不是简单地打开实验室门就可实现的, 那只是“实验室的开放”, 而非真正的开放式实验教学。要搞好开放式实验教学需要有一套相应的措施, 必须认真做好以下三个方面的工作。

(1) 精心设计实验内容。

要求学生独立查阅文献、自拟实验方案、独立备齐所需试剂, 因而所选实验内容必须具有学科前沿性、综合性和应用性, 以激发学生的学习积极性。在第一次尝试时, 我们先选择三个实验: (1) 高效液相法测定奶制品中三聚氰胺含量; (2) 气相法测定发酵液中丙酸、乙酸含量; (3) 红外光谱测定有机合成产品 (Biginelli反应) 。内容涉及合成、分离、分析、以及大型分析仪器的使用, 学生独立完成, 并对实验结果进行讨论。大部分学生自我意识很强, 但团队精神比较缺乏。故我们进行开放实验过程中, 要求学生能独立查阅文献, 从而提高他们的文献检索能力, 同时鼓励学生间对实验内容进行讨论, 促使学生在学习过程中的交流, 形成团队协作科研的习惯, 培养其团队精神。

(2) 充分保障实验器材。

综合实验大多是含量定性定量类的实验, 其中试验均涉及到大型分析仪器, 需要分测中心给予很好的配合。我们为综合实验课程的开放了红外光谱仪、液相色谱仪、气相色谱仪等大型分析测试仪器, 同时备齐常规实验的所有设备, 以备学生可能提出的要求。

(3) 合理安排指导方式。

开放实验管理意味着学生进入实验室的时间完全自由选择。为保证开放式实验的正常开展并获得良好的教学效果, 在采用预约实验时间常规方法的同时, 注意尊重学生意见, 充分发挥学生的主观能动性、积极性和创造性。在每个实验过程中没有结束时间的规定, 允许失败后重新再开始, 直至实验成功。指导教师也改变以往偏重结果的做法, 让学生自由发挥。虽然教师在整个开放实验教学过程中付出更多的时间、精力和耐心, 但收到更好效果。

2 学生实践技能与创新能力的培养

开放式实验教学模式, 使学生有了发挥想象力、进行创新实践的时间和空间, 能够自主选择、设计实践。大部分学生积极支持开放实践创新教学, 实验室的空间和资源利用率提高, 缓解实践课程排课、理论教学与实验时间冲突的矛盾。学生的实践能力得到提高, 优秀学生脱颖而出。学生逐渐克服过于依赖老师的心理, 自觉发现问题、分析问题、解决问题。实践证明, 开放式实验教学模式, 不但把理论与实践、基础实验与工程实际、基本技能与创新能力结合在了一起, 还实现了专业人才的通识教育与精英教育的有机融合。

3 开放式实验教学的展望

开放式实验教学活动的开展, 教与学的环节都会发生较大的变化。

教师为了能将创新实践过程落实, 必然要付出更大的辛劳, 原有的论证型实验模式不再适用于开放式教学活动。教师本身首先要能够进行创新, 而且实践动手能力要比较强, 这是实施开放式教学活动的前提保障。其次教师需要设计整个教学过程的每个环节, 在不同的阶段, 要设置不同的问题, 营造不同的氛围, 刺激学生的兴趣点, 吸引学生的注意力。要善于引导学生, 激发学生, 吸引越来越多的学生全身心的投入实践教学活动中, 自觉溶入开放式教学活动中, 形成良性循环。

在当今社会崇尚知识, 能力优先的大环境下, 学生对于自身能力的缺乏也有清晰的认识。大部分学生愿意积极投入到实践创新活动中, 锻炼自己, 充实自己。一旦学生摆脱了学习的枯燥, 体会到其中的乐趣, 他们也会爆发出无穷的能量, 不懈的追求自己的目标。学生投入到实践创新活动中, 不会仅满足于论证型实验结果, 一定会尽可能利用学校提供的资源, 通过自身努力, 实现创新设计产品化, 体会设计成功的成就感。

在这样的良性循环中, 教与学相互促进, 相得益彰。开放式实验教学也会不断发展壮大。如此不仅能够丰富教师的教学手段, 提高学生的学习兴趣, 提高教学效果, 而且能够探索出适合自己学校的开放式实验教学模式。

摘要：文章围绕提高高校实验教学质量, 培养创新型人才, 对开放式实验教学模式进行探索和实践。开放式实验教学模式的建立, 一方面提高了分析测试中心的资源利用率, 另一方面培养了学生独立思考、自己动手的能力, 进一步增强了学生勇于创新、开拓进取的能力。

关键词：开放式,创新,实验教学