逍遥学能 2017-12-15 16:22
【摘要】目的激发学生学习化学实验的兴趣，培养学生的思维品质、动手能力和创新能力。方法构建以学生为中心的开放式实验教学新模式，开放实验内容、实验过程、实验时间段及成绩评定方式。结果取得了较理想的学习效果。结论学生获得较高的创新意识和创新能力。
【关键词】开放式 化学实验 实验教学 创新能力
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学教学中相当重要的一个环节。实验教学能为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实，可以帮助学生形成化学概念，理解和巩固化学知识，培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力，使其初步掌握一些常用的化学实验技能，并可培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。实验室是实施素质教育、培养学生实验能力的主阵地之一。决不是验收时必须的摆设，实验课更不是教学的点缀。要对化学人才培养模式、教育内容和教学方法等进行改革，首先就要改革传统的验证式实验教学模式。
一、开放式实验教学简介
传统的验证式实验教学只重视对课本理论知识的验证，过多地强调实验的结果、结论，而忽视了实验的设计、方法、步骤和过程，不注重培养学生的创新精神和科研作风。首先在实验教学方法上教师过于拘泥形式，通常是准备甚至调试好实验装置和仪器，编写好实验指导书，设计出实验报告框架，让学生按照已有的设计和统一的方法操作，把数据填入统一的表格，并按给出的计算公式处理数据，得出结论。这样做严重束缚了学生的积极性和创造性，对培养学生独立分析和解决问题的能力十分不利。其次在实验教学组织安排上不合理，影响了实验效果。由于受仪器设备数量少、器材药品耗损大等因素的影响，实验通常都是分组进行，不能保证每个人都动手，更谈不上对实验操作能力的培养。此外，由于仪器、设备、教材的更新跟不上社会生产发展和知识更新的步伐，现行教材涉及的一些实验方式呆板、内容陈旧，难以调动学生的积极性，主观能动性难以发挥。
开放式实验教学是改革传统的验证性实验教学的有效途径，其目的在于让学生在掌握有关知识和技能的同时，拓展知识面。获得较高的创新意识和创新能力。将教师由传授型转为指导型、将学生由被动接受验证型转为主动参与探索型，进一步提高分析问题、解决问题的能力，促进教学质量的提高。
二、开放式化学实验教学的内涵
开放式化学实验教学是针对传统化学实验教学封闭性的弊端而提出的，它已经成为当前高校实验教学改革的必然选择。它不光指实验室的开放，还指实验教学内容的开放、实验教学方法的开放、实验教学评价的开放等不可缺少的内涵。所以实行开放式实验教学，首先一定要充分深刻理解它的内涵。
2.1实验时间开放
开放式化学实验教学，首先意味着实验时间的开放。实验时间开放又包括两层含义：第一，学生进入实验室的时间开放;第二，学生做实验的时间时数开放，也就是每项实验在时间长短上没有限制，每个学生可以根据自己的实际情况进行实验。
2.2实验内容开放
从实验内容和学科发展的关系分析，开放式化学实验教学的教学内容应具有与时俱进的特点。开放式化学实验教学应及时根据现代科技发展的新知识、新技术和新的实验方法而发展，以先进的实验内容吸引、激发学生的求知欲。其教学内容应具有很强的实践性，与社会生产实践密切联系。教师要经常参与来自社会的实践课题，并使其及时转化为实验内容，从而使学生也参与到实践课题中来。这样既充实了实验内容，又锻炼了学生的实践能力，使课堂理论与实践密切结合。
2.3实验教学评价开放
对学生实验能力的评价，不能只重视实验的结果，更要重视实验的过程，特别是实验过程中学生所表现的独立分析问题、解决问题的能力及创新意识等等。对学生的化学实验考核要全面考核学生的实验能力，包括：学生的动手能力、思维能力、创造能力、设计能力、查阅资料的能力、提出问题的能力等等，在开放实验中有独特见解和创新的应给予较高的评价。这样不仅使我们对学生的评价公开公正，并且使学生的创造性得到极大的发挥。
三、改革传统的实验教学模式刻不容缓
化学实验课的目的在于使学生加深对化学理论知识的理解，熟练掌握化学实验操作技能，提高分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新思维和创新能力。但是，传统的化学实验教学模式局限于验证一些理论，很少让学生自己去创造、设计，教学模式基本上是“填鸭式”的。学生只需要按照实验步骤一步步做，实验往往比较顺利，不会遇到很大的困难。这样的实验中，学生处于被动的地位，对一些实验原理、方法往往掌握得不够透彻，抑制了其创造性的发挥和个性的发展。因此，改变传统的实验教学模式刻不容缓，势在必行。
四、开放式综合设计性实验的实践和改革尝试为了激发学生学习的积极性和开创精神，培养他们理论联系实际和独立分析问题解决问题的能力，在学生掌握了无机化学、分析化学及有机化学的基本理论知识和技能后，教师结合学生所学专业进行选题。例如：超声波提取植物中草药总黄酮及鉴别研究、超声波提取植物中草药总黄酮及清除羟自由基作用研究、紫茉莉红色素提取及其稳定性研究、药物有机合成、化工中间体有机合成等，笔者对部分导师组和非导师组学生(因为报考导师组学生过多，而招生名额很有限，没有被录取的部分学生也强烈要求来做实验)进行了开放式综合设计性实验的改革尝试，主要分四个阶段。
4.1第一阶段 ：布置设计实验的题目 由教师将多个难易不同的实验题目列出发给学生，每位学生可以任选一个自己感兴趣的题目，并且将实验室所具备的条件 (如药品、仪器、设备等)告知学生。学生根据现有实验条件设计分析方案，如有特殊要求也可提前向教师提出申请。实验室尽可能为学生提供条件。但为了安全起见，有毒药品一律不予提供。
4.2第二阶段 ：设计实验方案 学生拿到题目后，可以针对选定的实验题目，查阅有关的文献资料，运用所学过的理论知识和基础实验知识，写出初步的设计方案，包括①实验原理;②所需药品以及所需溶液的配制方法;③所需要的仪器、设备;④具体的实验步骤;⑤实验数据的处理方法;⑥参考文献。设计方案完成后，交给指导教师审阅。教师认为设计方案合理可行且实验条件具备后，学生即可进入实验室实施设计方案。
4.3第三阶段：开放实验室，实施实验方案 实验室在双休日和节假日实行全天开放，学生在设计好分析方案后，在开放时段内随时可以进入实验室，完成设计实验的内容。教师只是适时地给予启发性的提示，以充分发挥学生的主观能动性。学生在实验过程中，独立思考解决问题，不断改进和完善实验方案，从而以最简单、最经济的方法得到最准确的实验结果。
4.4第四阶段：写出研究论文或实验报告学生完成设计实验后，整理原始数据，分析实验结果，写出研究论文或系统性实验报告，系统性实验报告包括实验目的、实验原理、实验所需试剂和仪器、具体实验步骤、数据的处理、结果讨论及误差分析。从理论上分析实验过程中所出现的现象，并对开放式综合设计性实验做出总结。
五、开放式综合设计化学实验实践的思考
5.1开放式综合设计性化学实验要充分发挥教师的主导作用 开放式综合设计性化学实验的选题非常关键，要求教师了解化学在各个学科中的应用及其发展动态，给出既有基本操作，又具有设计性、研究性，符合实验教学规律的题目。由于题目多样化、综合化，在实验过程中学生会提出各种各样的问题，教师要应付自如，必须具有扎实的理论基础和较高的动手能力，对每个实验都要了如指掌，并不断地提高业务水平。因此，开放式化学实验教学对教师的要求更高了。
5.2开放式综合设计性化学实验存在的问题 通过开放式化学实验教学的实践，笔者探索出了一条实验教学的新途径，提高了学生的全面素质，充分发挥了实验教学的特殊功能，使实验教学与国际上通行的教学方法接轨。笔者的教改，使学生成为最大的受益者。同时，该项实践也引起了我们深深的思考：由于高校中普遍重视科研和课堂理论教学，教师对实验教学投入的精力很少，这很可能导致实验教学水平下降。由于开放式综合设计性实验所需的药品及仪器很多，对实验室管理体制如何适应新的实验教学模式也提出了新的要求。开放式综合设计性化学实验题目较多并且全天开放，教师及教辅人员工作量如何计算，这些都是有待于我们着力解决的问题。要营造开放实验教学的大环境，只有全面实施学分制，学生才能有真正自主地进实验室做实验的时间保证。
六、结束语
化学实验实行开放式实验在部分导师组和非导师组学生中试点实施，已取得较好的成绩，学生公开发表了许多论文，部分论文还荣获广西高校化学化工类论文及设计竞赛二、三等奖及鼓励奖;学生组队代表学院参加实验技能竞赛荣获广西高校化学实验技能竞赛奖。通过化学实验教学方法的改革，编写新教材，开放实验室，安排设计性、综合性及研究性实验，给学生提供了更多的实践条件，扩大了学生的视野，拓宽了学生的知识面。学生变“要我做”为“我要做”实验，大大激发了对实验课的学习积极性，激励了研究化学的热情。开放式化学实验教学虽然已取得了一些成果，但受到硬件的制约，对师资要求提高了。开放式化学实验教学值得借鉴和推广。最近，我院已经出台有关开放实验室的系列文件和制度，学生可以申请进入开放实验室自主进行科学研究，这将进一步极大地推进我院开放式化学实验教学的改革。
【参考文献】
[1]黄锁义，陆海峰，潘祖光，等.民族医学院校化学实验教学改革探索[J].实验室研究与探索，2004，23(12)：65.
[2]路丽华，李晓晔，尉琳琳，等.化学实验进行开放式教学的研究[J].山西医科大学学报(基础医学教育版)，2004，6(3)：288.
[3]吕福荣，于淑萍，裴 婕.“开放式”环境化学实验教学的探索[J].大连大学学报，2005，26(6)：21.
[4]王桂花，张常群，杜洪光.开放式综合设计性实验的实践与思考[J].化工高等教育，2003，2：57
来源：精品学习网