關于開放式環境化學實驗教學的探索論文
21世紀是科技創新高速發展的歷史時期。眾所周知,科學實驗在科技發展中有著極其重要的作用,而科技的發展又離不開科技人才的培養,所以實驗教學在培養現代科技人才中有著十分重要的地位。在高等教育階段,實驗教學不僅能夠培養學生的觀察能力、動手能力和獨立操作能力,更重要的是能夠培養其獨立思考的能力、分析解決實際問題的能力以及綜合應用創新的能力。高等教育如何適應社會的要求,改進和完善實驗教學,培養出既有扎扎實實的基礎理論,又能在科研和生產中有較強的開發能力的專門人才,以促進我國科技水平的提高,是一個迫切需要解決的問題。
三年來,我們在環境化學的實驗教學中,大膽改革原有的教學模式,將基礎性實驗內容與設計性實驗相結合,開展“開放式”環境化學實驗教學,收到了較好的效果。實踐證明,這樣做既有利于學生掌握研究原理,又使學生熟悉研究方法,掌握技術技能,提高創新能力。本文就我們在“開放式”環境化學實驗教學改革中的認識和積累的經驗做一下介紹。
一、“開放式”環境化學實驗教學的必要性
環境化學是在化學科學的傳統理論和方法基礎上發展起來的研究有害化學物質在環境介質(大氣、水體、土壤、生物)中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學,它是環境科學專業的重要專業基礎課。環境化學實驗是理論教學的重要組成部分。學生通過環境化學實驗來驗證理論,加深理解;通過實驗來提高觀察問題、發現問題、分析和解決問題的能力。因此,環境化學實驗是培養學生科學探索精神和創新能力的重要途徑。
(一)傳統環境化學實驗教學弊端分析
現代教育學理論強調,教學過程中應遵循傳授知識與培養能力相統一、教師主導作用應和學生學習主動性相結合的原則。原有的環境化學實驗教學模式只是完成教學計劃規定學時的實驗內容,存在下列缺點與不足:
(1)實驗學時少,內容陳舊。教學計劃內環境化學實驗的學時只有16學時,每個實驗內容為四學時,因此按照教學計劃,僅能安排四個實驗內容。另外,在規定的實驗內容中,沒有綜合設計性的實驗內容。在這樣短的時間內和有限的實驗內容中,學生的動手實驗能力根本得不到充分的鍛煉,更無從談起對學生創新能力的培養。另外,傳統的實驗內容來自于教學參考書,不能反映環境化學最新發展,也沒有聯系身邊的環境問題。實驗內容和實踐脫節使學生很少有解決實際問題的機會,缺乏實際鍛煉。久而久之,學生對生活中的實際問題漠不關心。盡管學習了許多高深的理論,卻沒有能力對身邊的簡單現象和實踐中的問題作出解釋,結果學生純粹為考試、就職而學習理論,學了一些死理論,這不僅是實驗教學的悲哀,也是整個環境化學教學的悲哀。
(2)實驗教學的主體—學生對實驗內容沒有選擇權。在傳統環境化學實驗教學中,實驗內容由教師統一規定。所有學生都進行一樣內容、一樣要求的實驗,實驗課結束后,實驗室統一關門。實驗能力強的學生沒有機會做一些深入的探索性的實驗,有特殊愛好的學生不能做一些他們自己感興趣而規定的實驗內容中所沒有的實驗。這種無視學生能力差異和個性發展的實驗教學,使學生在實驗教學中的主體地位根本無法體現。學生做實驗的積極性自然調動不起來。
(3)實驗教學方法僵化。在傳統的環境化學實驗教學中,實驗內容、所需儀器、設備材料以及實驗過程都是由教師規定的。實驗前教師通常準備好實驗器材、調試好儀器設備,一般還對實驗步驟進行詳細講解,甚至進行操作示范。實驗講義也把實驗原理、步驟甚至某些實驗現象都寫得一清二楚,使學生失去了獨立思考、獨立設計、進一步探索的空間。這種教學方式無疑束縛了學生的想象和思維,窒息了學生的創造力。由于實驗中沒有失敗的體驗和成功的喜悅,學生自然無法領會環境化學實驗的真諦。這種機械的教學方法沒有擺脫理論課的教學模式,完全失去了實驗教學的生機,使實驗教學根本未能發揮它應有的作用。
(4)實驗室儀器設備的利用率不高。實驗教學是高等學校實驗室的基本工作任務,是實驗室建設與管理的出發點與歸宿。環境化學實驗室集中了一批高級的進口的儀器設備。但是,在傳統環境化學實驗教學中,學生僅能在固定的實驗課中使用這些投資巨大的實驗儀器設備,實驗課結束后學生便無權使用。在教學計劃規定的四個基礎性實驗教學內容中,學生可能還接觸不到某些高級的儀器設備。因此,實驗設備的利用率不高,無形中造成了隱性的資源浪費。
(二)“開放式”環境化學實驗教學的內涵
“開放式”實驗教學是針對傳統實驗教學封閉性的弊端而提出的,它已經成為當前高校實驗教學改革的必然選擇。它不光指實驗室的“開放”,還指實驗教學內容的“開放”、實驗教學方法的“開放”,實驗教學評價的“開放”等不可缺少的內涵。所以實行“開放式”實驗教學,首先一定要充分深刻理解它的內涵。
(1)實驗時間開放“開放式”環境化學實驗教學首先意味著實驗時間的開放。實驗時間開放又包括兩層含義:第一,學生進入實驗室的時間開放;第二,學生做實驗的時間時數開放,也就是每項實驗在時間長短上沒有限制,每個學生可以根據自己的實際情況進行實驗。
(2)實驗內容開放從實驗內容和學科發展的關系分析,“開放式”實驗教學的教學內容應具有與時俱進的特點。“開放式”實驗教學應及時根據現代科技發展的新知識、新技術和新的實驗方法而發展,以先進的實驗內容吸引、激發學生的求知欲。其教學內容應具有很強的實踐性,與社會生產實踐密切聯系。教師要經常參與來自社會的實踐課題,并使其及時轉化為實驗內容,從而使學生也參與到實踐課題中來。這樣,既充實了實驗內容,又鍛煉了學生的實踐能力,使課堂理論與實踐密切結合。
(3)實驗教學評價開放對學生實驗能力的評價,不能只重視實驗的結果,更要重視實驗的過程,特別是實驗過程中學生所表現的獨立分析問題、解決問題的能力及創新意識等等。對學生的環境化學實驗考核要全面考核學生的實驗能力,包括:學生的動手能力、思維能力、創造能力、設計能力、查閱資料的能力、提出問題的能力等等,在開放實驗中有獨特見解和創新的應給予較高的評價。這樣不僅使我們對學生的評價公開公正,并且使學生的創造性得到極大的發揮。
二、“開放式”環境化學實驗教學的實踐
針對以前教學模式存在的問題,我們對環境化學實驗教學從內容層次上、教學模式上、教學方式上進行創新改革,具體的做法如下:
(1)從實驗內容層次上將環境化學實驗劃分為基礎性實驗和設計性實驗兩類。在計劃的16學時內,完成環境化學基礎性實驗的教學。
(2)從教學模式上,實驗教學采取“雙主”模式。通過實驗教學手段的創新,引發實驗教學改革,使教師的角色從傳統的信息提供者變為學生求知過程中的合作者與引導者,即由教師變為導師。為實現以上目的,在“教”與“學”中找到最佳的結合點,根據教學內容與目標,創設一個既能起到老師導學作用,又能實現個別化交互與協作學習的教學環境,提出的新型教學模式為雙主模式,它既可發揮教師的主導作用,又充分體現了學生的認知主體作用。
(3)在教學方式上采取計劃內實驗和開放實驗兩部分。基礎性實驗在學校規定的上課時間內完成;“開放式”環境化學實驗在第七學期安排四周時間進行。我們在環境01級的開放實驗教學中,教師擬定了若干題目,學生每5-6人為一組。學生自由選題后,即進行文獻查閱的工作。學生在進入實驗室進行開放實驗之前,每組同學需要先提交開題的一個綜述報告,然后由教師統一組織同題目的同學在一起,進行開題研討。指導教師參加開題報告的討論,對方案進行指導之后學生便可以進入實驗室,開始實驗。經過這樣的過程,既鍛煉了學生的文獻收集與檢索、綜述的能力,同時也加強了學生的自學能力、獨立思考問題的能力。開放實驗的實驗室工作結束后,學生即進入開放實驗論文的撰寫及答辯階段。答辯是根據題目按小組進行的。每個組派一個同學自述5分鐘,答辯10分鐘。開放實驗的成績考核要考慮到學生的出勤、實驗表現以及論文和答辯情況。另外,為了加強學生對開放實驗的重視,我們把開放實驗的成績納入到環境化學期末考試的成績中,占環境化學總評成績的15%。
三、進一步的改進措施
通過兩年來的開放式環境化學實驗教學改革,我們積累了寶貴的經驗,同時也發現了一些問題,促使我們對今后教學應加強的方面進行了深思。
(1)實驗內容的靈活與更新。實驗教學內容活、教學方法活也是“開放式”環境化學實驗教學的必備條件之一。“開放式”環境化學實驗教學的教學內容是和環境化學、社會等外部環境緊密聯系的,要與時俱進、不斷推陳出新。這就要求指導開放實驗的教師應加強學習,關注學科前沿,才能把最新的內容呈現給學生。既然教學內容來自社會實踐、來自學生生活,形式多樣,這就必然要求教學方法也必須靈活多樣,才能達到預期的教學目標。可以舉辦實驗講座,向學生介紹學科的最新動態、實驗的最新成果,系統介紹實驗知識、實驗方法和手段。這樣一來,既可激發學生實驗的積極性,又可使學生掌握基本的實驗知識和技能。
(2)加強對學生的實驗考核。“開放式”環境化學實驗教學中要促使學生主動到實驗室來,就必須制定嚴格的實驗考核制度。根據科學合理的考核標準對學生的實驗情況進行全面嚴格的管理。學生必須要有真本領才能通過。實驗考核的成績必須與升留級和學位的獲得相掛鉤。“開放式”環境化學實驗教學不但要加強實驗課程結束后的實驗能力的考核,也要加強學生平時每次實驗的考核—從實驗預習準備、出勤情況、實驗過程到實驗結果、實驗報告等方面進行全面評價。
(3)實驗設備盡可能現代化、多樣化。“開放式”環境化學實驗教學的內容固然要新,要與時俱進,實驗設備也必須同時更新。先進的實驗設備也是“開放式”環境化學實驗教學的必要條件之一。在“開放式”環境化學實驗教學中,實驗設備越豐富多樣,學生選擇的空間就越大,綜合性實驗、設計性實驗的開展受設備的限制就越少,學生的實驗方案也就越容易實現。所以,“開放式”環境化學實驗教學的實驗儀器設備在力求現代化的同時,還必須盡可能多樣化,這樣才能使“開放式”環境化學實驗教學真正達到其應有的教學效果。
(4)實驗教學管理手段開放。“開放式”環境化學實驗教學要真正做到開放,還必須改變傳統的實驗一定操作的觀念,善于在實驗教學中運用現代教育技術手段如幻燈、錄像、CAI計算機軟件、網絡等輔助實驗教學手段。這樣既可以提高效率,又可以節省人力。另外,“開放式”環境化學實驗教學的管理手段也要現代化。用計算機進行實驗教學管理,能夠極大地提高管理效率,方便師生。將開放時間、可選擇的實驗項目、實驗室擁有的儀器設備、儀器的操作說明、儀器結構圖、電器線路圖等信息公布在教學網絡上,學生可以隨時隨地方便查閱,節約了師生的時間,管理靈活而科學。
【開放式環境化學實驗教學的探索論文】相關文章：
化學與環境論文07-15
化學實驗教學探討論文10-14
化學與環境論文(精選15篇)07-16
化學實驗教學存在的問題及對策論文11-06
化學與環境論文精品（15篇）07-17
化學與環境論文15篇【實用】07-16
化學與環境論文(合集15篇)07-17
科研成果向實驗教學轉化的探索與實踐論文10-21
化學論文07-02
（經典）化學論文07-05