关于实施开放实验的思考

2022-09-11

实验教学是培养本科学生动手能力和创新能力最有效的手段之一[1], 但目前的实验教学中普遍存在以下问题: (1) 随着招生规模的扩大, 由于实验设备复套数低, 造成一个班或几个班同时做同一项实验, 导致只有少数学生参与实验, 出现了高峰时设备不够用, 而低峰时设备、仪器大量闲置的现象。 (2) 实验内容固定, 学生没有选择空间。 (3) 学生依赖性强, 由于实验课时和实验老师都比较少, 无法有效启发、引导学生进行独立思考。为了充分利用实验室资源, 激发学生做实验的兴趣, 提高学生分析问题、解决问题的能力, 我校于2 0 0 7年开展了开放实验教学。

1 开放实验的管理

开放实验的管理实施流程如下:教师申请课题 (或学生自己设计课题) -学校组织专家评审-发布实验项目-学生选题-开展实验教学工作-期末考核学生成绩-教学情况总结-设备处审核。

2 开放实验设计与运行

教师提出问题-学生自己写开题报告-各实验室组织所有开放实验项目进行开题报告-根据建议修改实验方案-老师审核实验方案, 合格后开始进行实验。实验开始前, 由学生列出所需要的实验药品、实验仪器, 实验室根据要求提供充分的药品和仪器保障。实验过程中以学生独立完成为主, 教师在实验过程起引导作用。对学生在实验过程中遇到的问题, 首先让学生自己通过查阅资料来解决, 如还不能解决, 则组织学生进行讨论, 启发引导学生找到解决方案。开放实验结束后, 由学生整理实验数据, 写出实验总结报告或实验论文。教师根据学生平时实验过程中的表现, 以及开题报告、实验报告情况, 对学生进行综合评价。

3 开放实验的效果

3.1 变被动学习为主动学习, 激发学生学习兴趣

在传统的实验教学模式下, 上课前老师准备好仪器、药品等实验用品, 学生按照老师预先制定的详细的实验方案一步步进行实验, 造成了实验内容和实验时间的固定, 学生没有充分发挥主观能动性, 做完实验后不会留下太深的印象[2]。开放实验由学生自己选择感兴趣的实验, 并且在课余时间进行, 具备自由选择的空间, 在时间安排上更为自由。在实验过程中由学生自己动手配置药品、准备仪器, 以及设计实验操作等。实验中遇到问题时, 学生要先独立思考, 解决不了时再与老师进行探讨, 从而提高了学生的学习热情和学习主动性, 做完实验后, 学生有成就感, 能持续保持较高的学习热情和主动性。

3.2 提高学生的实践能力

开放实验重点转向设计性、探索性、研究性的系统化实验, 重视对学生思维能力、初步科研能力和创新能力的培养。学生通过查阅资料、设计实验方案、撰写开题报告、自主实验等实践过程, 熟悉了知识产生和创造的过程, 提高了科研能力;在开放实验中, 学生具有充分发挥想象力和创造力的空间, 从而培养了学生的创新能力。通过开放实验, 学生还可以真切领悟了严谨求实、勇于探索的科学精神[3]。

3.3 提高设备的利用率, 促进教师素质的提高

实验的频率和实验循环的节奏由学生自己调节, 这使得实验室的容量大幅度提高;大型、贵重仪器, 实验室一般只有一台, 通常只为学生做演示实验, 开放实验学生人数少, 可以在老师的带领下让学生操作, 这都极大程度地提高了设备的利用率。如何把握实验项目的难度、对学生进行引导, 解决在开放实验中随时可能出现的新问题, 这都对指导老师和实验技术人员提出了更高的要求, 迫使我们不断学习新知识, 拓宽知识面, 了解掌握更多更新的实验方法、手段和前沿科技信息和科技动态。开展开放实验一年后, 教师们普遍反映, 各方面的能力和素质都有较大的提高。

4 开放实验中存在的问题与建议

4.1 开放实验中存在的问题

在开放实验中我们发现了如下问题: (1) 开放实验项目的选择有难度。开放实验项目应该具有综合性、趣味性、前瞻性、应用性等特点;并且难易程度应该与学生能力水平相当, 难度过大, 学生容易产生畏难情绪, 难度过小, 学生不愿意做。所以如何选择合适的实验项目是带教老师面临的难题。 (2) 开放实验的教学条件受限制。开放实验的资金有限, 一般一个项目只有1000元左右, 只有极少部分学生能参与实验, 也限制了实验的深入。实验技术人员少, 带教老师业务繁重, 实验室缺乏完善的管理制度和专职的管理人员, 运行效率低。 (3) 学生对开放实验缺乏足够认识。部分学生把开放实验当成任务来完成, 有敷衍了事的现象。对实验的难度认识不够, 实验开始之前好高骛远, 往往把实验内容设计得过宽, 却很难达到目的。学生没有独立思考问题的习惯, 在遇到问题时依赖老师, 而不是查资料, 独立思考解决。

4.2 开放实验的建议

针对开放实验中存在的问题, 我们提出以下建议: (1) 教师加强自我素质的提高和对学生知识背景的了解, 设计难度合适的实验项目;鼓励学生根据自己兴趣爱好, 设计实验项目。 (2) 加大开放实验经费投入, 配备专职实验室管理人员, 制定仪器预约、登记、实验设备操作规范、实验室管理人员职责、教师辅导、实验结果测评等制度, 以便各方面工作有章可循、有据可依。 (3) 让学生明确开放实验的目的就是培养自学能力, 独立解决问题的能力, 实事求是的科学精神;对实验进程中出现的问题, 为学生指明方向, 让学生沿自寻解决办法, 难度比较大的问题组织学生讨论, 得出解决方案。