何海成張光霞 盧艷紅

(廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 河北廊坊 065000)

利用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)開放實(shí)驗(yàn)室的新模式＊

何海成＊＊張光霞 盧艷紅

(廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 河北廊坊 065000)

探討了一種在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室利用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)開放實(shí)驗(yàn)的新模式,引導(dǎo)學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中,從基本操作技能練習(xí)開始,到應(yīng)用操作技能完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,使學(xué)生先具備從事科研的基本能力,再到教師研究室進(jìn)行學(xué)年論文或者畢業(yè)論文等相關(guān)科研工作,分層次培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力和科研創(chuàng)新能力。

化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室作為高等院校教學(xué)和科研的重要基地,在素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育中具有其他教學(xué)環(huán)境和教學(xué)方式不可替代的重要作用[1],同時(shí)也存在著很大開發(fā)利用的潛力。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式使學(xué)生只能在有限的時(shí)間和空間內(nèi)做內(nèi)容有限的實(shí)驗(yàn),由于動手操作和接觸高新儀器的機(jī)會有限,限制了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的發(fā)展[2],因此,新形勢下高等院校的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室開放就顯得更加重要。

有關(guān)各高校在實(shí)踐中所采用開放模式的報(bào)道很多[3],但不同學(xué)校學(xué)生能力差別很大;而且不同的開放模式對實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)考核的開放側(cè)重點(diǎn)也不同。

針對普通本科院校的低年級學(xué)生和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,本課題組探討了一套利用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)開放實(shí)驗(yàn)的新模式,從基本操作技能練習(xí)開始,到應(yīng)用操作技能完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,使學(xué)生先初步具備從事科研的基本能力,再到教師研究室進(jìn)行學(xué)年論文或者畢業(yè)論文等相關(guān)科研工作,分層次培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力和科研創(chuàng)新能力。這樣的培養(yǎng)模式無論對學(xué)生后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí),還是對學(xué)生將來的就業(yè)或考研深造都有意義。本文僅對 06、07級學(xué)生培養(yǎng)的部分工作進(jìn)行初步總結(jié)。

1 新開放實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膬?yōu)點(diǎn)

1.1 實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)的靈活性

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和其他開放模式都要遵循統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容和管理,實(shí)驗(yàn)時(shí)間、空間是受限制的,實(shí)驗(yàn)主體是被動的、非自主的;而在教師指導(dǎo)下,學(xué)生自己安排時(shí)間選擇相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室,自行分析、設(shè)計(jì)、調(diào)整作業(yè)程序,最終完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備任務(wù)的開放模式,對于實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中一些具體工作,如藥品稱量,常規(guī)、特殊試劑的配制,標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定,材料準(zhǔn)備,儀器調(diào)試及簡單維護(hù)等實(shí)踐內(nèi)容,在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是無法教給學(xué)生,學(xué)生也無法親自參與的。學(xué)生隨同實(shí)驗(yàn)員參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,一方面可以加強(qiáng)和提高相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技能,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展到課堂之外,另一方面學(xué)生在應(yīng)用操作技能技巧處理實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常時(shí),需要充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性,從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識、分析和解決問題的能力,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)主體對實(shí)驗(yàn)開放的自主性,使實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及訓(xùn)練內(nèi)容更具有靈活性和拓展性。

1.2 實(shí)驗(yàn)教育思想的社會性

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中所涉及的實(shí)驗(yàn)室日常管理,可使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室安全防護(hù)、實(shí)驗(yàn)守則、化學(xué)藥品安全管理等都有正確、規(guī)范的認(rèn)識。而面對實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備這個(gè)綜合了各專業(yè)知識的社會協(xié)作性很強(qiáng)的工作,集體的力量,學(xué)生之間的相互交流和協(xié)作精神就顯得很重要[4],對于后續(xù)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練是一個(gè)難得的“熱身”機(jī)會;同時(shí),在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的要求有助于加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識。另外,參加實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,是從全體學(xué)生中遴選出來的,最初對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練都按統(tǒng)一的要求進(jìn)行,后續(xù)的培訓(xùn)是根據(jù)技能層次分工的,從而營造了訓(xùn)練的競爭氛圍。學(xué)生會為此更努力認(rèn)真地做實(shí)驗(yàn),有助于提高實(shí)驗(yàn)技能;實(shí)驗(yàn)員及指導(dǎo)教師也會更嚴(yán)格要求自己的規(guī)范操作,耐心輔導(dǎo)學(xué)生,達(dá)到教學(xué)相長。

2 新開放模式先從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室開始的必要性

2.1 普通本科院?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的背景

受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和資源條件的限制,目前我國的許多中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室資源還比較匱乏,加之應(yīng)試教育的影響,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為我國中學(xué)化學(xué)教育中比較薄弱的環(huán)節(jié)。本教改組曾對廊坊師院招收的新生進(jìn)行問卷調(diào)查,結(jié)果表明,對中學(xué)教學(xué)大綱要求的部分常用儀器,80%的學(xué)生見過用過,但在大綱要求應(yīng)開的 21個(gè)實(shí)驗(yàn)中,課堂演示實(shí)驗(yàn)占 37%,沒做也沒看過演示實(shí)驗(yàn)的占 33%,儀器使用率很低[5];另有調(diào)查顯示,地方師范院校招收的新生,78%沒進(jìn)過實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)基本技能和基本操作嚴(yán)重短缺[6]。

為使新生盡快進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軌道,適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室既要擔(dān)負(fù)起中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所造成的學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α跋忍觳蛔恪钡难a(bǔ)課任務(wù),又要成為后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)啟蒙平臺,肩負(fù)著大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“啟蒙”和“傳承”的雙重使命。基于這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)背景,學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的開放模式首先從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室開始是非常必要的。

2.2 創(chuàng)新人才的早期發(fā)現(xiàn)和快速成長的需要

利用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)開放基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度講,通過動手準(zhǔn)備基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),除了能培養(yǎng)學(xué)生的基本操作及綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ν?在化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的裝置、設(shè)備、工具等的選擇和準(zhǔn)備過程中,還需要用到諸如分析和綜合、歸納和演繹、抽象、比較和類比等邏輯思維方法,因此準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的早期培養(yǎng)。在與實(shí)驗(yàn)員和指導(dǎo)教師互動解決實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及科研問題時(shí),創(chuàng)新意識和綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)較高的學(xué)生能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。另外為了有效地整合實(shí)驗(yàn)室資源,發(fā)揮學(xué)生的自我管理意識,我們在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)過程中采用學(xué)生負(fù)責(zé)、學(xué)生管理的方法,組織部分責(zé)任心強(qiáng)、綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)好的學(xué)生,由他們負(fù)責(zé)開放實(shí)驗(yàn)的平時(shí)管理,同時(shí)也借此培養(yǎng)了學(xué)生的管理能力。

3 新開放模式初期的操作程序

3.1 實(shí)驗(yàn)小組成員的確定

教師從學(xué)生初次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,就對全體新生發(fā)布有關(guān)學(xué)生參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的信息,隨后經(jīng)過最少一到兩個(gè)學(xué)期的培養(yǎng)和觀察,由學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況報(bào)名,指導(dǎo)教師結(jié)合平時(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)及專業(yè)學(xué)習(xí)成績,遵循雙向選擇、自愿自主的原則,優(yōu)化組合,組成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備小組,這樣既能保證準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)工作的質(zhì)量,又可利用有限的教育資源“優(yōu)生優(yōu)培”。

3.2 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)小組成員的崗前安全培訓(xùn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室有嚴(yán)格的規(guī)章制度,在實(shí)驗(yàn)教師帶領(lǐng)下,小組成員必須首先熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境,明確各種規(guī)章制度、安全守則和實(shí)驗(yàn)室廢物處理?xiàng)l例以及常見事故的緊急處理措施等,以確保后期訓(xùn)練的安全性、規(guī)范化、專業(yè)化。這個(gè)階段操作培訓(xùn)耗時(shí)兩個(gè)星期,由于涉及實(shí)驗(yàn)室及個(gè)人安全問題,學(xué)生重視程度很高,培訓(xùn)效果很好。

3.3 小組成員崗前基礎(chǔ)訓(xùn)練

小組成員經(jīng)過崗前安全培訓(xùn)后,從整理實(shí)驗(yàn)用品開始進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練。初步的實(shí)踐模式是按照固體藥品—液體藥品—儲備液—滴瓶溶液—普通玻璃用品—雜品—小型儀器—大型精密儀器等,依此將實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)用品清理一遍。這樣,學(xué)生可以直觀掌握課堂之外的多種專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能;如基本實(shí)驗(yàn)用品的規(guī)格、用途、歸類及存放措施,固體、液體藥品的分類、存放、安全保管,儲備液的濃度、儲量、保質(zhì)期,滴瓶歸類、排序等基本專業(yè)知識,特別是通過調(diào)試普通小型儀器和大型精密儀器,降低因缺乏儀器使用基本常識而造成的儀器損壞率。

3.4 輔助性實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段

經(jīng)過崗前安全和基礎(chǔ)訓(xùn)練培訓(xùn)后的小組成員,就可以在教師指導(dǎo)下從事簡單、輔助性的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作了。如實(shí)驗(yàn)用品的擺放,簡單溶液配制,藥品回收和廢液的處理,簡單儀器的調(diào)試等;在經(jīng)過幾個(gè)星期的助理準(zhǔn)備工作后,可在教師指導(dǎo)和幫助下,慢慢增加工作的技術(shù)含量和工作能力的自主性。這是學(xué)生在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮主體地位的核心訓(xùn)練階段,耗時(shí)較長,約需要一學(xué)年實(shí)施該訓(xùn)練內(nèi)容。

4 后續(xù)的分層次培養(yǎng)

通過前期培訓(xùn)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,小組成員已具備應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的基本技能。此時(shí)可就自己的學(xué)科愛好、技能特長與指導(dǎo)教師進(jìn)行溝通,在教師引導(dǎo)下進(jìn)入分流培訓(xùn)階段。此階段主要在大三學(xué)年開始實(shí)施。

通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)培訓(xùn)后,指導(dǎo)教師可根據(jù)學(xué)生的專業(yè)愛好,推薦給不同的學(xué)科實(shí)驗(yàn)室,在不同實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。如擅長儀器操作的學(xué)生可推薦到物化實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行再培訓(xùn),對有機(jī)化學(xué)感興趣的學(xué)生可進(jìn)入有機(jī)實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)等。

對操作技能有優(yōu)勢的小組成員,可吸納進(jìn)入學(xué)科實(shí)驗(yàn)室和研究室,在教師指導(dǎo)下做一些專業(yè)性較強(qiáng)的專業(yè)技能培訓(xùn)和科研探討,也可提前進(jìn)入畢業(yè)論文的實(shí)驗(yàn)階段。而基本功不夠扎實(shí)的學(xué)生依然可留在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室重復(fù)培訓(xùn),進(jìn)一步加強(qiáng)他們的基本功訓(xùn)練。

5 結(jié)論

3年來,課題組利用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)開放實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)取得了初步成效:06級培訓(xùn)小組已提前進(jìn)入課題負(fù)責(zé)人的研究室,從儀器分析實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)到學(xué)年論文的研究,以及協(xié)助教師參與畢業(yè)生的畢業(yè)論文工作,都已達(dá)到較高水平,部分學(xué)生提前進(jìn)入畢業(yè)論文,部分研究成果已可以公開發(fā)表;07級培訓(xùn)小組也在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室完成了化學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的前期培訓(xùn)任務(wù),即將進(jìn)入科研能力的初步培訓(xùn)階段,為進(jìn)入學(xué)年論文研究工作做準(zhǔn)備;08級培訓(xùn)小組正在組建中,將接替07級小組在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行初級培訓(xùn)。課題組還將繼續(xù)完善培訓(xùn)計(jì)劃,提高培訓(xùn)質(zhì)量,力爭小組成員在后續(xù)實(shí)習(xí)、考研深造和就業(yè)崗位上有突出的表現(xiàn)。

以上工作表明,利用有限的實(shí)驗(yàn)室資源讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,能激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新素質(zhì),提高學(xué)生的科研和實(shí)踐動手能力,有利于創(chuàng)新人才的早期發(fā)現(xiàn)和快速成長,有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和人才的個(gè)性化發(fā)展;進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放的靈活性和實(shí)驗(yàn)主體的自主性,對于實(shí)現(xiàn)全方位開放實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室效益具有重要的意義,是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育教學(xué)的良好途徑。另外,在學(xué)生得到實(shí)踐鍛煉的同時(shí),也提高了實(shí)驗(yàn)員教師的實(shí)驗(yàn)室管理及專業(yè)技術(shù)水平,最大限度地發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室使用功能。

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廊坊師范學(xué)院教改項(xiàng)目(K2008-22)

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