開放化學實驗教學的構建與探討

孫萬虹　李海玲　孫豫

[摘 要] 通過對我校化學實驗教學目前存在問題的分析，根據實驗教學改革的實際情況，搭建適合我校的“開放式實驗教學”平臺，以多層次、多角度的開放形式，以及相應的管理模式，全面提高我校基礎化學實驗教學質量。

[關鍵詞]化學實驗 實驗教學 開放實驗教學

[中圖分類號] O6 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0089-02

“開放式實驗教學”是國外通用的教學模式，它打破傳統的封閉教育體系，以創新、包容、靈活的方式充分調動和利用課堂內外的教育資源。[1] [2] [3]這一教學模式在教學中體現為“以學生為主體，以學習為中心”的教學理念，重在學生綜合素質的培養和能力的提高。開放式實驗教學模式將成為實驗教學改革的一個新方向。[4]

一、存在問題

一方面，我校實驗中心承擔了全校相關專業的無機、分析、生化、有機化學實驗的教學任務，實驗課均為小班授課，因此實驗教學的任務較重；另一方面，我校屬于地方民族院校，西北五省少數地區的生源占有較大比例，而其余生源絕大多數來自全國各地少數民族地區。生源的特殊性使我們面臨如下問題：學生的專業素質參差不齊，實驗技能較薄弱；學生既渴望做實驗，又害怕動手；學生對實驗課缺乏認識、不夠重視。目前，在化學實驗教學過程中，教師多側重學生基本實驗技能的訓練和提高，對不同專業和能力的學生不能實現針對性的實驗教學；學生過于注重實驗結果，在課堂上急于完成實驗，而忽略實驗過程的基本操作和問題分析；教師在實驗教學內容設計上缺少對學生創造性思維和綜合素質的培養。

二、開放實驗教學現狀

在目前的實驗教學過程中，我校開放實驗主要表現為3種形式：1.開放實驗內容比較單一，或是實驗課堂教學內容的“擴充版”，缺乏學科間的交叉與綜合，實驗內容的設計主要依賴于課堂教學，不夠貼近生活，缺乏創新性；2.實驗教學任務重，實驗室不能保證全天候開放；3.開放實驗依附于教師的科研項目，一部分學生能夠真正深入課題，對實驗具有掌控能力，而一部分學生依賴于教師的指導，沒有對課題作深入的思考，成為不會動腦的“操作工”。

三、開放式實驗教學模式

（一）建立多形式開放實驗

按照不同的實驗內容設計，即驗證性實驗、綜合性實驗、研究性實驗等，開放式實驗教學可按實驗技能的不同分年級、分專業、分層次實施因材施教，并將教師科研滲入本科化學實驗教學中。[5] [6]具體要做到：1.開放實驗應根據年級的不同開設難易不同的實驗內容。對低年級且實驗技能薄弱的學生，主要開設一些技能訓練實驗項目，以驗證性實驗為主；對高年級且實驗技能較好的學生，應以綜合性和設計性實驗為主，在實驗內容上盡可能涉及多門課程的學科交叉。2.對于那些學有余力、實驗技能強，并具有實驗探索和創新精神的學生，主要是讓其參與指導教師科研項目的子項目，或在教師指導下申請完成校級或國家級大學生創新項目。3.根據專業特點開設不同實驗。為了提高學生做實驗的積極性和主動性，即使是基礎實驗課程也應選擇貼近專業的實驗內容，而不是“吃大鍋飯”。4.針對不同的開放實驗內容，也應采用不同的開放形式。對于驗證性開放實驗，實驗內容由教師指定，實驗過程在教師的指導下完成；而對于綜合性和研究性實驗內容，則需經教研室相關教師進行論證，分析實驗的可行性和難易程度，參與實驗項目的學生將在教師指導下在規定時間內完成。

（二）積極配合“創新項目”實施

為了給實驗熱情高和科研能力強的學生搭建實驗平臺，中心化學教研室教師每學年都會擬定一定數目的研究課題供學生選擇。學生可根據自己的喜好選擇指導教師，并可申請校級和國家級創新項目，在科研方面得到充分的體驗，達到深層次的鍛煉和培養。而將“創新實驗項目”與“研究性實驗”相結合，則有助于學生將理論與實際聯系起來，培養自身的科研能力和團隊協作精神。

（三）全方位開放

實驗中心設有專門的化學開放實驗室，實驗室實行“學生管理為主，教師管理為輔”的原則，實驗室管理細則完善規范，開放實驗室都裝有門禁系統。對于篩選評估后的學生課題，由教師負責進行實驗，學生可自主安排實驗時間，在規定時間內自主安排實驗進度。

對于節假日，實驗室的開放要按照學校對實驗室管理的要求，由學生提出申請，經中心主管領導批準后再安排指導教師進行開放實驗。近幾年，我校領導對開放性實驗教學高度重視，教學效果顯著，深受學生歡迎。

（四）開放式實驗教學的質量保障體系

1.師資力量

中心化學教研室專業有專任教師13人，教授1人，副教授5人，講師4人，實驗師3人，其中具有博士學位5人，其余都是碩士學歷。涉及專業有無機化學、有機化學、分析化學、環境工程、分析檢測、生物化學等相關專業。這種“復合型”教師隊伍，不僅具有先進的教學理念，且具有學科門類多、實踐能力強、學識水平高和職業素質好等優勢。化學教研室多學科的教師團隊，不僅在傳授基礎知識、基本技能和前沿動態方面具有互補優勢，而且在學科交叉方面創造更好的條件。同時，在傳授知識的方法和思想上也可以取長補短。總之，多學科的教學團隊在培養學生的創新意識、科學品質、職業發展能力等方面都表現出較強優勢。

2.指導教師在教學中的作用

教師是開放式實驗教學的設計者、組織者和指導者，指導教師在開放式實驗教學過程中起到主導的作用，具體要做好3個方面的工作：① 設計實驗項目。實驗項目設計的合理性關系到實驗效果和教學質量，這是重中之重；② 課前預習。具體實驗方案的設計須在教師的指導下完成，教師要熟悉、掌握相關儀器設備，能夠規范操作，學生在教師引導下獨立完成實驗內容。③ 實驗報告或論文評定。對于學生實驗報告或論文的評定要及時、翔實、準確，能讓學生從中了解自己的不足和改進的方向。由此看出，開放式實驗教學可以充分調動學生的積極性，而指導教師的指導也尤為關鍵。

3.開放式實驗教學對指導教師的要求

開放式實驗教學對指導教師提出更高要求，表現在：①指導教師設計的實驗內容要符合不同層次學生的實際水平和認知規律，要結合專業特點和不同層次的學生需要，做到因材施材。②指導教師要采用科學、先進的教學方法，在實驗指導過程中應通過激發學生實驗興趣，讓學生自己探尋相關知識，掌握實驗技能和科學研究方法。③指導教師對學生實驗成績的評定要客觀、合理、公正。因此，指導教師應具有扎實的專業知識，掌握學科發展動態與前沿知識，對自身知識和技能的擴展和更新要求更高。

（五）開放式實驗教學的意義

1.讓學生成為學習的主人

在開放式實驗教學模式下，學生才成為真正學習的主人，有充分的自主權。學生可根據個人的專業特點和興趣愛好選擇實驗內容和時間，且在學有余力的情況下，可開展創新實踐活動，也可參與教師科研項目。除個別經典驗證性實驗外，實驗內容沒有詳細的實驗指導書，而是在實驗教師的指導下，學生自己完成文獻查閱、實驗方案設計、實驗儀器的使用與調試，最后撰寫實驗總結報告。通過對整個過程的規劃設計，充分鍛煉了學生綜合運用理論知識的能力，也提高了學生的實驗技能，培養了學生分析問題、解決問題的能力。

2.提高教學質量，促進教師科研

開放式實驗教學必然帶給實驗教師和專業指導教師更多工作任務和困難。如需要大量的時間和精力，高水平的實驗技能，扎實全面的知識儲備。然而，通過開放式實驗教學，教師不僅僅是“照本宣科”，而是密切聯系學科前沿，使教學與科研相輔相成，力求在科研上不斷探索與創新，能為教學注入新的“血液”——科研成果，從而起到教學與科研相長的良好教學效果。

四、結束語

培養創新型人才是目前我國高等教育的一項重要目標，而推行開放式實驗教學就是實施創新型人才教育的重要途徑。構建良好的開放式實驗教學模式是實驗室高效、可持續開放的基礎，不僅可以充分利用學校實驗室資源，提高教學水平和質量，更有助于形成綜合型、創新型人才培養的新機制。構建和實施開放式實踐教學模式是一個系統工程，也是今后教學改革的長期任務。我們目前所做的工作只是在摸索適合我校實際情況的教學模式，部分工作還在構建中，還有更多的需求，值得我們繼續為之探索。

[ 注 釋 ]

[1] 鄺溯瓊，楊定新，陶利民.構建開放式實驗教學模式培養創新型人才[J].高等教育研究學報，2012.

[2] 龔利華.實驗室開放存在的問題及解決辦法探討[J].實驗室科學與技術，2009.

[3] 宋國利，蓋功琪.開放式實驗教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2010.

[4] 王興邦.實驗室開放的內涵與機制研究[J].實驗室研究與探索，2009.

[5] 侯振雨，段凌瑤，侯超逸，侯玉霞.農科專業無機及分析化學實驗教學平臺建設的探索[J].河南科技學院學報，2012.

[6] 雷杰，高翔，馬林，張晉芬，莊繼華.加強大學基礎化學實驗之間聯系的嘗試[J].大學化學，2012.

[責任編輯：覃侶冰]