客慧明 訾學(xué)紅 王小逸 林興桃

北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院 北京 100124

實(shí)踐的觀點(diǎn)是辯證唯物主義認(rèn)識論首要的基本觀點(diǎn)。認(rèn)識源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識的基礎(chǔ)，實(shí)踐決定認(rèn)識。實(shí)踐是認(rèn)識發(fā)展的動力，是認(rèn)識的最終目的，是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。認(rèn)識對實(shí)踐具有反作用。正確的認(rèn)識對實(shí)踐具有巨大的指導(dǎo)作用，指導(dǎo)人們正確認(rèn)識和改造世界。人類社會不斷發(fā)展進(jìn)步的歷史就是實(shí)踐和認(rèn)識不斷發(fā)展的歷史[1-3]。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等教育中發(fā)揮著無可替代的作用。但傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無法適應(yīng)社會對創(chuàng)新人才的需求，主要表現(xiàn)在三個方面：第一，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課時被大量壓縮，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能得不到足夠的訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的不足不僅嚴(yán)重影響學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，同時也嚴(yán)重影響學(xué)生對理論知識的理解和掌握[4,5]。第二，教學(xué)模式過于單一。固定的理論知識、固定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、固定的操作模式[6-8]，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課對大多數(shù)學(xué)生來說成了流于形式的實(shí)驗(yàn)操作，而學(xué)生關(guān)注的卻是能否交一份合格的實(shí)驗(yàn)報告，從而拿到實(shí)驗(yàn)學(xué)分。第三，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式缺乏激發(fā)學(xué)生興趣的機(jī)制，缺乏學(xué)生獨(dú)立實(shí)踐的機(jī)會和條件。所以實(shí)踐環(huán)節(jié)的缺失是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端。為此，我校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心從2006年開始對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了新的探索，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力開辟了新的課堂。

1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源

1.1 充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，為學(xué)生提供充足的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)條件

我?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心于2006年便開始為感興趣的學(xué)生開設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目是利用實(shí)驗(yàn)室閑置的空間、時間及儀器、材料開設(shè)的。這樣的改革，充分而有效地利用了實(shí)驗(yàn)室的資源，為學(xué)生提供了充足的實(shí)驗(yàn)條件，為基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)一步開放實(shí)驗(yàn)室奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目于2008年正式設(shè)課，為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的進(jìn)一步發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

1.2 開發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

依托基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的資源優(yōu)勢，開發(fā)適合高年級學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。我校室內(nèi)環(huán)境檢測中心是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心利用自身平臺建立起來的為北京市提供服務(wù)的檢測機(jī)構(gòu)。基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心充分利用該機(jī)構(gòu)，對室內(nèi)空氣檢測的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行挖掘，設(shè)計(jì)出適合學(xué)生獨(dú)立研究的課題21項(xiàng)(見表1)。這些課題涵蓋了樣品的采集、前處理、測定、國家標(biāo)準(zhǔn)的深入探索以及室內(nèi)空氣污染的防治。依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程開發(fā)的課題共10項(xiàng)(見表2)。這些課題是對四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)的延伸，旨在進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對基本理論的理解，拓寬學(xué)生的思路。依托基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心科研項(xiàng)目開發(fā)的課題共25項(xiàng)(見表3)。這些課題能綜合提高學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺大型儀器開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共11項(xiàng)(見表4)。這些項(xiàng)目集中體現(xiàn)了大型儀器在科學(xué)研究中的具體應(yīng)用，而且更具趣味性，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和動手能力。這些課題貼近生活、貼近社會關(guān)注的熱點(diǎn)，將學(xué)生所學(xué)知識與生活中常見的問題結(jié)合起來，與社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn)結(jié)合起來，因此，更能激發(fā)學(xué)生探索的欲望和興趣。例如：當(dāng)人們漸漸意識到室內(nèi)空氣污染對健康的危害時，我們開發(fā)了關(guān)于室內(nèi)空氣污染檢測及治理的一系列課題共21項(xiàng)(見表1)。學(xué)生通過現(xiàn)場采樣、測定、分析及污染物的防控等將所學(xué)的知識直接運(yùn)用到實(shí)踐中，體會如何利用所學(xué)知識為社會提供力所能及的服務(wù)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)塑化劑風(fēng)波成為人們議論的焦點(diǎn)時，我們開發(fā)了人體胚胎組織中鄰苯二甲酸酯類測定的方法研究等4個相關(guān)課題(見表3)。這些課題將大學(xué)生的健康狀況與環(huán)境污染相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的研究興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)境意識，對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)大有裨益。我們還推出貼近生活的課題5個，如：果汁飲料中維生素C和葡萄糖含量的測定等(見表2)。這些課題貼近生活，緊扣學(xué)生興趣和熱點(diǎn)?？傊?，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題能極大地激發(fā)學(xué)生的興趣，同時在完成課題的過程中又培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

表1 依托室內(nèi)環(huán)境檢測中心開發(fā)的課題

表2 依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程開發(fā)的課題

表3 依托基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心科研項(xiàng)目開發(fā)的課題

表4 依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺大型儀器開發(fā)的課題

2 改進(jìn)教學(xué)模式，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)采取以學(xué)生自主實(shí)踐為基礎(chǔ)的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時間靈活，實(shí)驗(yàn)過程自主，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，給學(xué)生提供了獨(dú)立思考、自主實(shí)踐、自由發(fā)揮的空間[9,10]。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，由于存在教師指定的講義、教師配置好的藥品、教師調(diào)試好的儀器等一系列無須學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)條件，學(xué)生只需依葫蘆畫瓢即可，所以學(xué)生關(guān)注的重點(diǎn)不是實(shí)踐而是結(jié)果。這造成實(shí)驗(yàn)報告抄襲，編造數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。而在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，由學(xué)生自己選擇課題，依據(jù)所選擇的課題對學(xué)生分組。分組后自行查閱文獻(xiàn)資料對課題進(jìn)行全面的了解、分析。然后提交自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方案，并與教師探討。教師對學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出意見，如該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否可行，是否合理，哪些方面可以改進(jìn)或優(yōu)化。學(xué)生再根據(jù)這些意見去完善自己的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生自行完成課題。完成課題的過程也是學(xué)生進(jìn)一步理解和消化基礎(chǔ)知識的過程。學(xué)生在基礎(chǔ)知識方面的欠缺或者對大型儀器使用的不足都是一個很好的學(xué)習(xí)機(jī)會。例如在傳統(tǒng)的有關(guān)氣(液)相色譜儀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，往往是學(xué)生課前預(yù)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)講義，教師課上集中講解，然后學(xué)生按要求進(jìn)樣，打出譜圖，教學(xué)過程即告完成。而這樣的教學(xué)學(xué)生根本無法掌握氣(液)相色譜儀到底該如何使用，學(xué)生的實(shí)踐過程只是“進(jìn)一下樣”而已。而在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生必須首先認(rèn)真掌握色譜的相關(guān)知識，然后根據(jù)課題的具體情況判斷應(yīng)該使用哪一種色譜儀，選用哪種類型的色譜柱，并自行摸索最佳實(shí)驗(yàn)條件。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生不僅基本掌握了科學(xué)研究的基本過程而且鍛煉了自學(xué)能力和實(shí)踐能力。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中，教師鼓勵學(xué)生自行研究課題，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。學(xué)生自己解決不了的問題可以和教師共同探討，由教師加以引導(dǎo)解決。課題完成后學(xué)生要對整個實(shí)驗(yàn)過程認(rèn)真總結(jié)，并按照規(guī)范的論文格式撰寫實(shí)驗(yàn)論文。最后通過答辯來對學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)完成情況進(jìn)行考核。對于每一個學(xué)生而言，我們都鼓勵實(shí)踐，允許失敗。對于沒有完成的課題，要求學(xué)生認(rèn)真總結(jié)，查找原因。

3 結(jié)束語

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綖閷W(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)和探索的平臺，摒棄了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生嚴(yán)重依賴教師的被動學(xué)習(xí)方法，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性。在2006～2013年的8年間我?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程共完成課題69項(xiàng)，參加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教師也由起初的4人增加到了9人，建立并完善了為本科生提供服務(wù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)收到了良好的效果。實(shí)踐證明實(shí)驗(yàn)教學(xué)只有全面立足實(shí)踐，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，才是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的根本保證。

[1] 楊叔子.創(chuàng)新源于實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2004,23(7)∶1-3.

[2] 楊叔子,張福潤.創(chuàng)新之根在實(shí)踐[J].高等工程教育,2001(2)∶9-11.

[3] 楊叔子,吳昌林,張福潤.三論創(chuàng)新之根在實(shí)踐[J].高等工程教育,2003(2)∶1-5.

[4] 劉鳴,畢玉玲,趙美蓉.實(shí)行開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索精神[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005,22(4)∶91-94.

[5] 許敖敖.處理好理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)系提高學(xué)生素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2001,18(6)∶1-3.

[6] 陳睿.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2004,23(9)∶86-88.

[7] 李廣偉,胡留現(xiàn).實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008,27(9)∶110-112.

[8] 張瑞東,郭勝利.構(gòu)建有機(jī)實(shí)踐教學(xué)體系 立體化培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007(6)∶28-29.

[9] 白廣梅,王小逸.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008,25(2)∶128-156.

[10] 易昆南,于菲菲.在綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(8)∶8-10.