通過教學實驗培養(yǎng)高校學生的科學素養(yǎng)

張莉 姜楠 夏孟婧 張志勇

摘要：高校是培養(yǎng)學生實驗素養(yǎng)的重要場所。高校實驗課的作用不僅是完成實驗課程、提高實驗技能和動手能力，而且著眼于科學實驗精神、實驗態(tài)度、實驗習慣的建立和養(yǎng)成，以充分調動和激發(fā)學生的獨立性和創(chuàng)造性。文章主要從加強實驗室的建設和管理、注重教師的指導、增強學生的主觀能動性等三個方面來淺談如何培養(yǎng)高校大學生的科學素養(yǎng)。

關鍵詞：實驗室的建設與管理；教師的指導；學生主觀能動性；科學素養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）30-0275-03

素養(yǎng)即平時的修養(yǎng)，是個人修養(yǎng)所達到的程度及表現，是一個人思想、文化、道德及技能等諸方面實際水平的綜合體現，其重點在于科學精神、觀察和思維的科學性以及批判精神，表現在科學實驗中的科學探究精神和創(chuàng)造性[1，2]。科學素養(yǎng)是指社會實踐活動中個人修養(yǎng)所達到的專業(yè)程度及其表現，也是學生個體在工作生活中的思想、態(tài)度、精神、知識、技能、方法、能力、品格習慣和作風等諸方面專業(yè)實際水平的綜合體現[2，3]。

教學實驗是高校重要的教育教學環(huán)節(jié)，通過實驗不僅僅在于對高校學生進行實驗方法和實驗知識的傳輸和技能訓練，更重要的是對學生科學思想、態(tài)度、精神的塑造。由于教學體系設計不合理等多方面的原因，我國基礎教育的實驗課建設和學生動手能力的培養(yǎng)存在嚴重不足。本文針對目前學生科學素養(yǎng)培養(yǎng)中的問題進行分析并提出相關對策建議。

一、目前高校大學生實驗課常見問題

1.對實驗課存在認識誤區(qū)，不重視實驗課。從中學到大學，長期過分注重理論知識的學習而忽視實踐，導致學生對實驗課的認識停留在觀摩別人示范的習慣意識和僅僅觀察結果不習慣深入分析的淺層次。

在實驗課上，本是實驗課主體的學生，反而處于一種“被動”做實驗的狀態(tài)，按部就班地做實驗，往往不會去思考為什么會有這樣的現象、出現這種現象的原因是什么、是否可以選擇其他的試劑藥品等一系列問題。而到了要操作考試的時候，可能也是處于一個應付考試的狀態(tài)[3]。

由于學生對做實驗的要求比較低，僅僅滿足于完成實驗步驟，獲取實驗數據，而不是利用做實驗的好機會，認真觀察實驗現象，注意發(fā)現及探究解決實驗中出現的新問題，使實驗課的效果大打折扣，遠未能達到預期的目的和效果。

2.實驗態(tài)度不夠嚴謹，實驗習慣有待改進。良好的實驗態(tài)度和實驗習慣不僅決定著實驗的成敗，而且對學生日后的創(chuàng)造性工作和實踐有著深遠影響。但是，目前學生實驗課上存在一些紀律松懈的現象：做實驗之前不能認真地預習；實驗課上經常遲到、曠課或早退；實驗時做與實驗無關的事情，甚至閑聊、吃東西；不認真撰寫實驗報告，存在抄襲現象等；實驗完成后，不注意收拾實驗臺面、整理儀器設備、打掃衛(wèi)生等。學生缺乏自覺維護實驗室環(huán)境的意識：實驗垃圾不及時處置或亂倒亂放，實驗物品散亂堆放在實驗臺，使用過的實驗器皿不按正確方法清洗等。學生實驗安全意識也較為薄弱：習慣于在不了解各類藥品的理化性質的情況下便盲目開展實驗；不戴手套、防護眼鏡等防護品，直接接觸各類危險物等。

3.探究精神不強，創(chuàng)新能力有待提升。學生對做實驗的好奇心不強，缺乏興趣。做實驗時害怕犯錯，不喜歡重復實驗找原因，不善于窮根究底，缺乏耐心。由于缺少對實驗全過程的整體思考和掌控，無法真正感受到實驗帶來的樂趣，實驗所獲不多。

筆者曾以所在學院開展的交換生項目為例，對比實驗課中學生的實驗探究精神的差異。在一次進行噪聲監(jiān)測實驗時，大二中外學生在聽完筆者的講解后，紛紛開始使用噪聲儀動手做實驗，當時有一個外國學生例外，她并沒有急于動手實驗，而是很認真地向教師了解該設備的設計原理和校準的具體做法。因為她認為如果不搞清楚這些問題，實驗數據很可能不正確。從中可以看出，這位學生考慮很周全，而且敢于質疑，大膽發(fā)表自己對實驗的見解，這種實驗探究精神顯得難能可貴。

二、加強實驗教學，培養(yǎng)大學生的科學素養(yǎng)

當代大學生在身心發(fā)展上年齡達到了成人標準，年輕、精力充沛、充滿活力，但是有部分學生心理心智思維尚未完全定式，思維活躍但不穩(wěn)定，有新奇想法卻懶于動手。針對上述現象，筆者認為可以從加強實驗室的建設和管理，注重教師的指導，增強學生的主觀能動性等三個方面采取相應的措施，來培養(yǎng)當代大學生的科學素養(yǎng)。

1.加強實驗室的建設和管理是基礎。實驗室的建設與管理不僅直接影響實驗教學和科研工作的正常秩序，也影響高校的整體辦學質量和水平，因此學校應高度重視，不斷提高實驗室建設與管理水平，為培養(yǎng)大學生實驗素養(yǎng)提供必要的前提和重要保障。

首先，針對學生對實驗課存在認識誤區(qū)的情況，學校可通過宣傳或教育的方式，讓學生認識到實驗與理論是學好專業(yè)課的必不可少的兩個要素，并適當增加實驗教學在整個教學設計中的比重，提高實驗課成績在專業(yè)課考核中的權重，從而加強學生對實驗重要性的認識。

其次，學校需要通過制定并執(zhí)行各項規(guī)章管理制度，來增強學生的安全意識、紀律意識、環(huán)保衛(wèi)生意識等；對學生的不良行為進行約束，保障實驗活動的順利開展；定期開展實驗室規(guī)章制度的培訓和檢查，使學生能熟悉實驗室環(huán)境，并自覺執(zhí)行實驗室的各項規(guī)章制度，通過不斷地監(jiān)督和教育來培養(yǎng)學生良好的實驗習慣。

再次，學校需要不斷完善實驗室基礎設施建設，科學規(guī)劃各類實驗室的功能和裝備，給學生創(chuàng)造一個安全、優(yōu)美、現代的實驗環(huán)境，讓學生在無形的實驗氛圍中得到啟發(fā)和熏陶。

最后，學校應鼓勵和倡導教師在實驗教學方式上除采用傳統(tǒng)的教學方式外，更多地采取探究式或開放式教學手段，讓學生有更多的機會進入實驗室來和老師面對面地交流、探討自己感興趣的問題，并自發(fā)開展科學探究實驗。學校有計劃地組織學生開展形式多樣的實驗活動，如參觀外校和本校的先進實驗室，舉辦“實驗設計”和“實驗技能”比賽，以及科學實驗模擬訓練等。

2.教師注重指導是保證。古人云“師者，所以傳道受業(yè)解惑也”，教師在實驗教學中既要樹立榜樣，加強對學生的指導，嚴格要求學生；又要因材施教，對學生進行正確的引導，培養(yǎng)學生對實驗的興趣。

一方面，在平時的實驗教學中，教師應以嚴謹的作風影響學生。實驗教師不但要及時糾正學生的不良實驗習慣，而且必須講明會產生的不良后果，以引起學生重視，從而使學生養(yǎng)成規(guī)范的操作習慣，逐步培養(yǎng)學生良好的實驗素養(yǎng)。

教師可通過多種手段引導和激勵學生的求知欲和上進心，激發(fā)學生的實驗探究精神。對于每一堂實驗課，教師可以采用不同的實驗方式來培養(yǎng)學生的實驗素養(yǎng)。老師既可采取親自示范的教學方式，又可提供標準的實驗演示視頻的方式來提供規(guī)范的操作給學生，從而讓學生對實驗細節(jié)有正確的理解。除傳統(tǒng)實驗課外，也可酌情開設一些探究性和綜合性實驗，來培養(yǎng)學生的綜合實驗能力。

在培養(yǎng)學生實驗素養(yǎng)的過程中，教師應該用足夠的耐心和寬容來看待學生實驗中出現的種種問題，給予學生更多的正能量來增強學生的自信心和抗壓能力。以寫實驗報告為例，如果學生對寫實驗報告不熟悉或完成得不理想，教師可定期從學生完成的實驗報告中挑選一批優(yōu)秀報告張貼在公告欄，并附上教師點評，供大家參閱。教師也可以給學生推薦一些相關文獻，供學生借鑒。鼓勵學生多練習，對學生取得的進步也要及時鼓勵，調動學生的積極性。

另一方面，結合學生特點，注重因材施教。由于每個學生已有的知識結構和專業(yè)能力都存在差異，因此實驗教師應結合實際情況，制定不同的培養(yǎng)方案對學生進行一對一的指導。對基礎不太扎實的學生，教師應該讓學生認識到在哪方面存在不足以及改進的具體措施；而對于基礎較好且對科研有極大興趣的學生，應盡可能為其創(chuàng)造更多的實踐機會。此外，需注重學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，使學生的才能得到充分發(fā)揮。

3.學生提高主觀能動性是前提。學生科學素養(yǎng)的養(yǎng)成非一日之功，而是周而復始、日積月累得到的；既要依靠學校實驗室的建設和管理、教師的專業(yè)指導，更要依靠學生的個人修為。在培養(yǎng)科學素養(yǎng)的過程中，學校和老師的努力是“外因”，起輔助作用；而學生的個人修為是“內因”，起決定性作用。因此，學生應善于利用學校提供的良好環(huán)境和教師的專業(yè)指導，抓好每一個實驗機會，一步一個腳印，逐步培養(yǎng)自身的科學素養(yǎng)。

首先，學生應充分認識到實驗課程的重要性。自然科學是以實驗為基礎的；實踐證明，實驗課程與理論知識課程具有同等重要的位置。實驗課是一門主動性和啟發(fā)性很強、知識覆蓋率很寬的課程。它所具有的實踐性是其他課程無法替代的。那種以為實驗課程可多可少，被動應付的認識誤區(qū)必須糾正。實際上，大學期間上好實驗課是學生開始參加科學實驗的第一步。它為大學高年級的科學研究、畢業(yè)論文奠定了基礎。實踐也證明，學會動手做實驗的過程，也是促進科學思維，激發(fā)好奇心的過程，眾所周知，好奇心正是探索未來世界的強大推動力。

其次，必須培養(yǎng)嚴謹的科學實驗態(tài)度。通過實驗課，為了提升理論聯系實際的思維方式和動手實踐能力，學生必須十分重視培養(yǎng)自己嚴謹的科學實驗態(tài)度，腳踏實地抓住一個個環(huán)節(jié)，從課前認真預習，提前做好實驗準備，到規(guī)范實驗操作，細心觀察現象，記錄數據，再到綜合分析實驗結果，撰寫實驗報告，直至完成實驗工作后，清洗、整理實驗儀器，打掃實驗臺及周圍環(huán)境等整個完整過程。正是在嚴謹的實驗態(tài)度下的一次次實驗，才能使學生逐漸養(yǎng)成科學的實驗習慣，提升學生自身的科學素養(yǎng)。

最后，學生要善于通過一系列實驗課程的寶貴實踐，不斷增強自己的科學素養(yǎng)和應對未來的能力。通過實驗課，不僅熟悉實驗項目的方法步驟，而且掌握實驗項目的設計原理和設計思路，能舉一反三設計新實驗；不僅能按要求完成全部實驗內容，而且能提出自己的見解，對實驗方法、儀器能提出改進的建議；不僅學會安裝、操作、觀察、記錄、分析、總結，而且培養(yǎng)在科學實驗過程中求實、求真、存疑、排除等重要的思維能力和通力合作的團隊精神。通過系列實驗課程訓練，學生在學會主動獲取實踐技能及知識的過程中，親身感受到科學過程的奇妙、有趣和有意義，為自主進行實驗設計和開展科學探究實驗打下堅實的新的基礎[4]。

三、結語

培養(yǎng)高校學生良好的科學素養(yǎng)，既關乎學生自身的成才和成長，也影響著國家的科技進步和社會的長遠發(fā)展。因此，我們必須高度重視，并通過抓好學校實驗室的建設與管理工作、注重教師的指導作用、充分發(fā)揮學生的主觀能動性等途徑來加強對高校學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]蔡玉萍，張珍平，閆祥云.在化學實驗教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2018，36（6）：50-51.

[2]周鮮嬌.加強實驗室建設與管理培養(yǎng)高校學生的實驗素養(yǎng)[J].高教論壇，2008，（2）：147-148.

[3]王彬彬，畢淑云，劉春悅，等.培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的高校化學實驗改革[J].長春師范大學學報，2015，（2）：125-127.

[4]張倫，于建勇，李艷，等.淺談大學生實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)——基于大學物理實驗教學[J].科技資訊，2016，（15）：109-111.