大學生實驗技能實踐與探討

張哲 鐘清清 楊霖 章愛群 崔雪梅

摘 要：大學理論課和實驗課的并行開課表明了實踐的重要性。不同于高中的純理論教學模式，與現在大學提出的培養創新性人才，研究性人才的呼吁相適應，大學對學生的動手實驗能力提出了明確的要求。因此，對于在實際生活中遇到的問題可以通過設計實驗來尋找問題的答案并對其檢驗佐證，尤其是動手能力差的人更要重視實驗技能的培養。而要想提高實驗技能就得切身參與到實驗當中來。本文還對學生實驗現況進行調查分析，并探討培養實驗技能的方法。

關鍵詞：實驗技能 大學生 有效方法

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0107-02

所謂實驗技能，包括狹義和廣義兩個方面的內涵。狹義的實驗技能，是指實驗中的技術操作能力；而廣義的實驗技能，則是在實驗技術操作基礎上把握實驗研究的能力，包括實驗設計、實驗操作、現象觀察、結果采集，以及分析現象，總結規律，推導結論等的能力[1]。對環科系的學生來說，掌握廣義的實驗技能是必須的，在有動手操作能力的同時還要擁有獨立思考的能力，不僅對畢業后的就業提供良好的保障，還對繼續升學深造有幫助。

1 實驗準備和實踐階段

1.1 提高學生主動性，適當培養文獻檢索、獨立思考的能力

要提高學生的實驗技能，就需要學生提高主動性，而不是被動地接受“滿堂灌”式的教育。當前的高校實驗課大都是按照步驟機械式地完成的驗證性實驗，過程中缺乏獨立思考，無法培養學生的創新性思維。因此充分利用設計性實驗，讓學生探索式地前期帶著問題后期再設計實驗路線。雖然利用百度、谷歌進行信息檢索很方便，但做科研，就必須學會使用維普、CNKI等文獻檢索工具，而大部分學生使用后者的頻率較低。所以實驗技能提高的第一步是培養文獻檢索的能力。如老師告訴學生課題是調查孝感田間土壤基本農化性狀，讓學生去查閱文獻，通過學生查閱文獻資料培養學生解決問題的能力。因為本實驗為設計性實驗，為了讓學生有明確的思考方向，教師會適當啟發學生，比如提出讓學生注意旱田和水田對測定指標的影響，某些因素對測定的影響，指出學生的思考方向，啟發學生主動思考。

1.2 實驗儀器的選擇

通過教師指導，學生自制了本實驗的取土器。本實驗利用一根鋼管，在鋼管的側面開了兩個長為10 cm的矩形槽，從而制成了一個簡易的取土器。待土樣風干后，按照四分法取土開始磨樣制備樣品并在預期內完成。

1.3 理化指標的測定

對于全氮、全磷、有效磷三個指標，采用了實驗室最近引進的AA3連續流動分析儀進行測定，其中有效磷使用了兩種不同的浸提劑，比較傳統方法和新方法的測定結果，研究新方法測定有效磷的可行性。對于pH、堿解氮、速效鉀的測定仍然采用了經典方法，并嚴格按照實驗步驟完成測定。

2 實踐體會

實踐中總結出了一些可以提高大學生實驗技能的有效方法。

2.1 合理利用實驗室間的實驗設備，提高學生做實驗的效率

在進行多樣品分析時，通常本實驗室的實驗設備是不夠的，因此利用實驗室間的資源，由此加快了實驗的進度，提高了學生做實驗的效率。

例1：在土壤浸提的步驟中，樣品數量較多，而本實驗室只有一臺往復振蕩機。學生利用其他實驗室的設備在同一操作條件下，同時進行震蕩，節約時間，加快了實驗進程。

2.2 完善實驗室安全意識，培養學生應急能力及保障學生安全

實驗進行前，讓學生了解實驗室的操作規范，以降低火災等突發性災害發生的風險。掌握危險情況下的應急方法，使學生的人身安全得到保障。

例1：在吸取濃硫酸時，使學生了解濃硫酸的一些危險的化學性質，如腐蝕性、強氧化性。因此，學生在吸取的過程中一定必須身著工作服且十分小心。

例2：在測定有機質的實驗中，采用的是重鉻酸鉀氧化還原滴定-外加熱法。由于鍋過于老舊，導致承裝石蠟的鍋底被燒穿，里面的液體石蠟順勢流出。可燃的石蠟被瞬間引燃，造成驚慌的同時，老師馬上把電源斷開，然后用滅火器及時把火撲滅，使學生掌握危險情況下的應對方法。

2.3 實驗過程中積累經驗，助長實驗技能

在進行重復操作時，利用前幾次積累下來的經驗，使學生對實驗原理領悟更加深刻，實驗步驟更加熟悉，實驗操作更加準確，從而提高實驗技能和分析質量。

例1：用硫酸亞鐵標準溶液滴定時，牢記滴定終點顏色突變的變化特征，第一個樣品慢慢地滴，學生就可以掌握大概的滴定體積，到了后面的樣品進行滴定時，可適當加快速度，整體滴定速度是先快后慢。學生通過觀察發現，一般滴定管的1 ml有20滴左右，比較硫酸亞鐵標準溶液消耗量不同時，一滴溶液對實驗結果造成的誤差大小，明白根據樣品需要滴定量配置高、低濃度的標準溶液進行滴定，以提高實驗分析質量的控制能力。

2.4 教師在實驗中進行適當指導，啟發學生

實驗過程中遇到的問題，部分學生能夠解決，而有些需要教師的指導。由于教師的經歷更深，學識更寬廣，學生適當地尋求教師的指導利于實驗的進行和得到啟發。

例1：在使用電爐時，出了故障，停止了加熱。學生無法解決，而教師通過觀察發現，停止加熱的原因是電阻絲斷了，并進行重新連接。通過這件事情使學生對困難不再畏怯，而是勇于探索。

3 大學生實驗技能調查與探討

3.1 調查方法

采用問卷調查方式，選取大三年級農資、環科、食科、生科和生工專業的學生為樣本。發放問卷137份，回收有效問卷135份，無效問卷2份。

3.2 調查結果分析

3.2.1 學生參與實驗情況調查分析

從調查問卷中統計出來的參與學生是每周做實驗4次或更多的學生。從大體的趨勢上看，經常做實驗的學生無論在實驗態度和實驗技能方面均要高于整體水平。在是否利用課余時間做實驗的問題上，54.8%的學生予以肯定，但參與學生對課余時間做實驗的積極性更高，較整體學生比例高出18.5%，且實驗前進行預習的超出11.1%。參與學生中認為實驗課和理論課同等重要的高達85.0%，而整體學生只有78.5%，參與學生中喜歡做實驗的比例亦更高，說明更多的參與學生在實驗課和理論課的衡量中處于一種平衡，并通過實驗培養對實驗操作的熱情和對待實驗更加認真的態度，這些都為實驗技能的提高作了良好的鋪墊。

調查結果顯示，51.7%的參與學生實驗成功率超過90%，而整體學生同一選擇的人數比例只有43.7%。83.3%的參與學生都能夠獨立完成實驗報告，且高達96.7%的參與學生認為自己的實驗技能得到了提高。說明經常做實驗的學生自主實驗學習能力得到了良好鍛煉，并在一定程度上提高了實驗技能。

3.2.2 學生自主實驗效果調查分析

從調查問卷整體里篩選的那些志愿去實驗室學習的學生，通過進一步的分析比較自主實驗學生和整體學生調查結果，一半以上的自主實驗學生愿意每周做4～5次或更多的試驗，他們普遍認為實驗課和專業課的學習相輔相成，具有良好相關性，實驗課可以促進理論知識的理解和學習。高達98.3%的自主實驗學生認為實驗課的開設具有積極意義，不僅能學到知識，還能夠幫助學習并激發學習興趣，對未來就業也有一定或很大的幫助。在良好的實驗態度支配下，自主實驗學生的實驗技能表現得更加優異，如自主實驗學生實驗成功率在90%或以上的人數比例為63.2%，而整體學生相同選項比例只有43.7%；自主實驗學生經過一次復雜實驗后，能在沒有老師的指導下再一次重復實驗的人數比例是71.9%，整體學生比例為62.2%，主動去實驗室進行研究學習的學生展現出更強的自主學習能力。這說明在對待實驗的態度上，那些曾經在實驗室參與研究學習的學生愿意花更多的課外時間去熟悉實驗，掌握、提高實驗技能，并且重視實驗課上的動手操作，將專業知識和實驗主動銜接，對實驗抱著實事求是的科學態度，不作假，很好地發揮了興趣在學習中的重要作用，在專業技能方面對未來的良好就業奠定了一定基礎。

3.2.3 調查分析總結與探討

志愿參加實驗室研究學習的學生和整體學生表現的差異道出了現存的“重理論、輕實踐”[2]的傳統教學模式的不足。目前，我國大部分高校在課時安排上，理論課的課時要明顯多于實驗課時，而實驗課的課時過少，顯得實驗課沒有得到應有的重視。因此，大學生在沒有足夠機會提升自己實驗技能的情況下，對實驗室實施開放式管理，鼓勵學生以志愿形式進行實驗室研究學習來鍛煉自身的實驗技能是通過實踐途徑提升專業技能的一種有效途徑。

經常參與實驗的學生和志愿去實驗室的學生總體上表現得更為優秀，而其中有很大一部分是來自環境科學專業。近年來，我校環科專業的考研率位居生科院首位，其學風良好使得學生積極向上，并主動、熱衷于做實驗。實驗技能的提高除了自身素質影響外，環境因素也頗為重要。良好的學習氛圍利于學生成長和共同進步。

實驗技能是從實驗中獲得的，所以更多的做實驗、主動地去做實驗不僅僅是練手，也加強了學習興趣，使專業知識和實踐能力聯系得更緊密，最終實驗技能也會得到提高。

4 結語

實驗中，教師由“教”學生轉變為“指導”學生，提高了學生解決實際問題的能力以及自學的能力。在實際操作技術上，使學生對一些大型、新型、精密儀器不再陌生，對實驗現象的分析、數據的處理、規律的總結能力有了明顯提高[3]。在實踐教學中，可以利用上述方法提高學生的實驗技能，并為學生日后的升學深造和畢業工作提供良好保障。通過實驗可使學生的實驗操作得到全面訓練，并可以檢驗和鞏固課堂所學的基本知識和理論，同時還可培養學生的觀察能力，培養學生勤于思考，善于發現問題，遇到問題然后想方設法解決問題的能力，還可以培養學生觀察實驗現象，總結現象并進行合理的推理能力[4～5]。因此，我校可以采取科研互動式的教學，讓學生參與到實驗中來，在提高實驗技能的同時激發學生的各種潛能。

參考文獻

[1] 王冰，王世儀，張成鴻，等.從自主設計型實驗教學談學生實驗技能的培養[J].實驗室科學，2013，2（16）：1-3.

[2] 鄧文，蘇一丹，龔福忠，等.提高大學生實驗技能和創新能力的研究[J].實驗室研究與探索，2013，32（8）：134-138，160.

[3] 張笑歸，劉樹慶.提高“土壤農化分析”實驗教學質量的改革實踐[J].實驗技術與管理，2011，5（28）：153-169.

[4] 李玉賢，張佳樂.大學生科學實驗能力培養的探索和實踐[J].中國現代教育裝備，2011（15）：144-145.

[5] 鄭焱.在實驗教學中培養學生的科研思維能力初探[J].首都醫科大學學報：社會科學版，2010（增刊）：427-428.