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1開放式實驗教學(xué)的背景
有機(jī)化學(xué)實驗課程的開放式教學(xué)不是憑空想象從天而降的,是基于當(dāng)前高等教育和高等學(xué)校的現(xiàn)狀、社會的需求、學(xué)生的實際情況等因素,對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的創(chuàng)新。
1.1高等教育改革
隨著教育事業(yè)的發(fā)展,高校的辦學(xué)規(guī)模擴(kuò)大,學(xué)生的人數(shù)增加,有機(jī)化學(xué)實驗課程教學(xué)的實際情況發(fā)生了如下變化:一方面,科技發(fā)展變化的日新月異,所學(xué)內(nèi)容不斷充實不斷更新;另一方面,由于要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和創(chuàng)新精神,課堂教學(xué)學(xué)時減少了。如何增強(qiáng)學(xué)生的實驗動手能力、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神、提高教學(xué)的效果和效率,成為相關(guān)課程教師及教學(xué)研究人員必須面對和著手解決的問題。這促使高等教育改革向前發(fā)展。因此,各種關(guān)于有機(jī)化學(xué)實驗課程教學(xué)的研究越來越深入,這些研究工作涉及到教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)時間、教學(xué)考核等等多個環(huán)節(jié)。
1.2傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的問題
高等教育改革研究的結(jié)果表明,在當(dāng)前情況下,傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)確實存在一些問題[4]。
1.2.1重視程度不一致社會、高等學(xué)校、教師和學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實驗課程的重視程度不一致。表現(xiàn)在于:社會和用人單位看中實驗教學(xué)和學(xué)生的應(yīng)用能力,學(xué)校和教師重視培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,學(xué)生本人輕視甚至忽視實踐動手能力。從社會對人才的需求來看,有機(jī)化學(xué)實驗是很重要的,從事有機(jī)化工工作必須要能夠熟練的掌握有機(jī)化學(xué)實驗,并能夠通過實驗來判斷、分析和解決實際問題。因此,學(xué)校和教師也重視實踐教學(xué)??墒?,社會、學(xué)校和教師對實驗教學(xué)的重視并不能引起所有學(xué)生的重視。不少學(xué)生認(rèn)為有機(jī)化學(xué)實驗僅僅是有機(jī)化學(xué)的“副產(chǎn)品”,處于從屬地位。實驗原理在有機(jī)化學(xué)理論學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握,花幾分鐘就能從實驗教材中知道實驗方法、實驗步驟和實驗現(xiàn)象,實驗結(jié)果都是可以預(yù)料的,沒有必要做實驗。
1.2.2師生角色不恰當(dāng)在傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生處于被動地位。老師在實驗指導(dǎo)書上指出實驗內(nèi)容,學(xué)生按照指導(dǎo)書完成預(yù)習(xí),了解實驗的目的要求、原理、需要儀器和試劑、實驗步驟、實驗的注意事項等,到實驗課開始的時候,除了一些基本操作需要老師示范,其他的幾乎都可以按照指導(dǎo)書的要求來做。學(xué)生只需要按照老師要求,在規(guī)定時間和指定地點、用給定的儀器設(shè)備、按照給定的實驗操作步驟完成規(guī)定內(nèi)容的實驗。這種情況下,學(xué)生一般只有兩種選擇:一種是嚴(yán)格按照指導(dǎo)書操作,實驗效果肯定會比較好,考核的分?jǐn)?shù)也高;第二種是不嚴(yán)格按照指導(dǎo)書操作,實驗效果一般會稍差一點,考核分?jǐn)?shù)也低一些。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式把學(xué)生放在被動服從的地位,主要培養(yǎng)的是學(xué)生的服從意識和執(zhí)行能力,很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,就算有部分同學(xué)有想法,也無法付諸實踐中,久而久之也產(chǎn)生了服從和依賴指導(dǎo)書、倦怠和厭煩實驗課程的心理。
1.2.3實驗課程體系不合理實驗課程體系的不合理主要表現(xiàn)在一些基礎(chǔ)實驗課程(如無機(jī)化學(xué)實驗、有機(jī)化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗等)之間以及大學(xué)化學(xué)實驗跟高中化學(xué)實驗之間在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上各自為政、彼此脫節(jié)不協(xié)調(diào)或銜接不好,部分實驗內(nèi)容專業(yè)特色不明顯且有重復(fù)現(xiàn)象。如“塞子的鉆孔”、“簡單玻璃儀器加工”等基本技能訓(xùn)練和“加熱和冷卻”、“溶液配制”等實驗單元操作在不同課程的實驗課程中都有,既浪費了教學(xué)時間和教學(xué)資源,又易使學(xué)生產(chǎn)生對實驗的輕視和厭倦心理。實驗課程體系不合理還表現(xiàn)在實驗內(nèi)容更新緩慢,新的實驗內(nèi)容、實驗方法和現(xiàn)代化實驗設(shè)備不能及時被吸納和運用。
1.2.4實驗時間和內(nèi)容不協(xié)調(diào)由于很多的有機(jī)反應(yīng)時間長、反應(yīng)條件苛刻(需要高溫高壓或者高真空、隔絕空氣等),反應(yīng)產(chǎn)物的處理復(fù)雜多樣化,所以,一個完整的實驗一般需要四個小時以上,有些甚至需要更長的時間,所以課堂時間往往不夠,需要拖堂;可是,在長時間的有機(jī)反應(yīng)過程中,往往又顯得無事可做,一些同學(xué)為了節(jié)省時間去參加其他的活動,就私自減省實驗過程,也達(dá)不到很好的教學(xué)效果。
1.2.5考核體系的不完善在傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)考核中,按照指導(dǎo)書做的,操作規(guī)范正確的,一般考核分?jǐn)?shù)高,不按照指導(dǎo)書的正確規(guī)范操作操作偷工減料的,往往效果不好,分?jǐn)?shù)低,這看起來貌似是公平的??墒菍W(xué)生的綜合素質(zhì)得不到全面、準(zhǔn)確的評價,并且容易使學(xué)生產(chǎn)生一種實驗只是看結(jié)果不重過程的錯覺和投機(jī)取巧的心理[5]。自然扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新意識和懷疑精神,培養(yǎng)的人才大多是一批合格的操作工,與創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)還有很大的差距。
2開放實驗教學(xué)的實施
2.1建立完善的實驗管理制度完善的管理制度可以保證實驗計劃的順利實施[6]。因此,應(yīng)制定操作性較強(qiáng)的規(guī)則,明確教師、學(xué)生的責(zé)任,建立安全管理制度和教學(xué)效果的考核體系等。
2.2征集確定實驗項目實驗項目的確定對完成實驗教學(xué)任務(wù)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力具有重要的意義。因此首先考慮把系統(tǒng)的實驗理論培訓(xùn)、系統(tǒng)的實驗技能培訓(xùn)與培養(yǎng)學(xué)生綜合能力結(jié)合起來;其次,考慮到學(xué)生實驗?zāi)芰Φ牟町?,使實驗?nèi)容和難度在不同的層面上滿足學(xué)生實驗的需要。鼓勵指導(dǎo)教師根據(jù)自己的研究方向、時間精力等多因素考慮,申報并最終集體討論確定實驗項目。
2.3組織學(xué)生選定實驗項目公開實驗項目、實驗時間及要求,組織學(xué)生自由選題。提前公布要開設(shè)的實驗項目,詳細(xì)列出每個實驗項目的具體要求,開設(shè)的具體時間,每個實驗的分組人數(shù)和實驗分值,實驗指導(dǎo)教師等情況。學(xué)生根據(jù)個人情況預(yù)約實驗項目和實驗時段,實驗的頻率和節(jié)奏由學(xué)生調(diào)節(jié)。實驗室再根據(jù)預(yù)約情況對實驗時段等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控,以兼顧學(xué)生的需要和實驗室的資源利用率。
2.4嚴(yán)格實驗過程管理為保障實驗的正常秩序,使實驗教學(xué)能順利實施,必須在進(jìn)行實驗前與指導(dǎo)教師和有機(jī)化學(xué)實驗室技術(shù)人員聯(lián)系,由學(xué)生自己在開放的規(guī)定時間內(nèi)確定具體的實驗時間,確定實驗人員組合,并按實驗計劃的要求寫出實驗計劃報告,學(xué)生在進(jìn)入實驗室完成實驗前必須提交計劃報告。指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)對預(yù)習(xí)報告進(jìn)行審查,合格則可以進(jìn)行實驗,否則不能進(jìn)行實驗,實驗過程由指導(dǎo)教師進(jìn)行檢查和指導(dǎo),實驗室技術(shù)人員提供服務(wù)和幫助。開放實驗允許其他同學(xué)按照要求觀摩后。
2.5實驗結(jié)果評定實驗結(jié)束后,學(xué)生應(yīng)按照要求提交開放實驗報告,教師應(yīng)按照相關(guān)的評定細(xì)則評定學(xué)生的開放實驗成績,實驗技術(shù)人員應(yīng)核查學(xué)生所借儀器藥品是否歸還,破損的按照相關(guān)管理條例進(jìn)行賠償。
3問題和思考
有機(jī)化學(xué)實驗課程開放實驗教學(xué)對提高學(xué)生的整體素質(zhì)和能力是有積極作用的,同時,在開放實驗教學(xué)中,還存在一些問題值得思考。
3.1安全責(zé)任問題開放實驗中的安全問題是一個重大的問題,要引起足夠的重視。有機(jī)化學(xué)實驗通常用到一些危險藥品和試劑,這些藥品和試劑一旦使用不當(dāng)就會威脅實驗人員的健康甚至是生命安全,一旦流出實驗室就有可能對人和社會產(chǎn)生極大的危害。例如:常用的硫酸等強(qiáng)酸、氫氧化鈉等強(qiáng)堿、乙醚等危險試劑、甲醇、氯仿、乙酸酐等有毒試劑及易制毒試劑,使用不當(dāng)就會對人和社會造成極大的危害。
3.2儀器設(shè)備的維護(hù)由于學(xué)生操作能力及水平參差不齊,基礎(chǔ)知識和基本技能存在差異,需要一個由生疏到熟練的過程,在實驗過程中,難免對儀器造成一定程度上的損壞,增加了維護(hù)費用和教學(xué)工作量[7]。
3.3對指導(dǎo)教師的要求提高開放式實驗教學(xué)是以研究探索方式為主,很多的實驗綜合性強(qiáng),并且需要充分運用當(dāng)前新技術(shù),這樣,對老師的要求就高了很多[8,9]。僅僅擁有學(xué)科專業(yè)知識不一定能夠解決學(xué)生在實驗過程中遇到的問題。實驗指導(dǎo)老師不僅要有全面的知識指導(dǎo)學(xué)生的實驗設(shè)計,還要具有豐富的實驗經(jīng)驗,能夠解決實驗過程中遇到的實際的問題。甚至,很多時候是需要組成一支強(qiáng)大的實驗教學(xué)指導(dǎo)團(tuán)隊。
作者:許元明張貞發(fā)單位:廣西民族師范學(xué)院化學(xué)與生物工程系