關(guān)于開(kāi)放式環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的探索論文

　　21世紀是科技創(chuàng )新高速發(fā)展的歷史時(shí)期。眾所周知,科學(xué)實(shí)驗在科技發(fā)展中有著(zhù)極其重要的作用,而科技的發(fā)展又離不開(kāi)科技人才的培養,所以實(shí)驗教學(xué)在培養現代科技人才中有著(zhù)十分重要的地位。在高等教育階段,實(shí)驗教學(xué)不僅能夠培養學(xué)生的觀(guān)察能力、動(dòng)手能力和獨立操作能力,更重要的是能夠培養其獨立思考的能力、分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及綜合應用創(chuàng )新的能力。高等教育如何適應社會(huì )的要求,改進(jìn)和完善實(shí)驗教學(xué),培養出既有扎扎實(shí)實(shí)的基礎理論,又能在科研和生產(chǎn)中有較強的開(kāi)發(fā)能力的專(zhuān)門(mén)人才,以促進(jìn)我國科技水平的提高,是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

　　三年來(lái),我們在環(huán)境化學(xué)的實(shí)驗教學(xué)中,大膽改革原有的教學(xué)模式,將基礎性實(shí)驗內容與設計性實(shí)驗相結合,開(kāi)展“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué),收到了較好的效果。實(shí)踐證明,這樣做既有利于學(xué)生掌握研究原理,又使學(xué)生熟悉研究方法,掌握技術(shù)技能,提高創(chuàng )新能力。本文就我們在“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革中的認識和積累的經(jīng)驗做一下介紹。

　　一、“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的必要性

　　環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的傳統理論和方法基礎上發(fā)展起來(lái)的研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)(大氣、水體、土壤、生物)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué),它是環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎課。環(huán)境化學(xué)實(shí)驗是理論教學(xué)的重要組成部分。學(xué)生通過(guò)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗來(lái)驗證理論,加深理解;通過(guò)實(shí)驗來(lái)提高觀(guān)察問(wèn)題、發(fā)現問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的能力。因此,環(huán)境化學(xué)實(shí)驗是培養學(xué)生科學(xué)探索精神和創(chuàng )新能力的重要途徑。

　　(一)傳統環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)弊端分析

　　現代教育學(xué)理論強調,教學(xué)過(guò)程中應遵循傳授知識與培養能力相統一、教師主導作用應和學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性相結合的原則。原有的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)模式只是完成教學(xué)計劃規定學(xué)時(shí)的實(shí)驗內容,存在下列缺點(diǎn)與不足:

　　(1)實(shí)驗學(xué)時(shí)少,內容陳舊。教學(xué)計劃內環(huán)境化學(xué)實(shí)驗的學(xué)時(shí)只有16學(xué)時(shí),每個(gè)實(shí)驗內容為四學(xué)時(shí),因此按照教學(xué)計劃,僅能安排四個(gè)實(shí)驗內容。另外,在規定的實(shí)驗內容中,沒(méi)有綜合設計性的實(shí)驗內容。在這樣短的時(shí)間內和有限的實(shí)驗內容中,學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗能力根本得不到充分的鍛煉,更無(wú)從談起對學(xué)生創(chuàng )新能力的培養。另外,傳統的實(shí)驗內容來(lái)自于教學(xué)參考書(shū),不能反映環(huán)境化學(xué)最新發(fā)展,也沒(méi)有聯(lián)系身邊的環(huán)境問(wèn)題。實(shí)驗內容和實(shí)踐脫節使學(xué)生很少有解決實(shí)際問(wèn)題的機會(huì ),缺乏實(shí)際鍛煉。久而久之,學(xué)生對生活中的實(shí)際問(wèn)題漠不關(guān)心。盡管學(xué)習了許多高深的理論,卻沒(méi)有能力對身邊的簡(jiǎn)單現象和實(shí)踐中的問(wèn)題作出解釋,結果學(xué)生純粹為考試、就職而學(xué)習理論,學(xué)了一些死理論,這不僅是實(shí)驗教學(xué)的悲哀,也是整個(gè)環(huán)境化學(xué)教學(xué)的悲哀。

　　(2)實(shí)驗教學(xué)的主體—學(xué)生對實(shí)驗內容沒(méi)有選擇權。在傳統環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,實(shí)驗內容由教師統一規定。所有學(xué)生都進(jìn)行一樣內容、一樣要求的實(shí)驗,實(shí)驗課結束后,實(shí)驗室統一關(guān)門(mén)。實(shí)驗能力強的學(xué)生沒(méi)有機會(huì )做一些深入的探索性的實(shí)驗,有特殊愛(ài)好的學(xué)生不能做一些他們自己感興趣而規定的實(shí)驗內容中所沒(méi)有的實(shí)驗。這種無(wú)視學(xué)生能力差異和個(gè)性發(fā)展的實(shí)驗教學(xué),使學(xué)生在實(shí)驗教學(xué)中的主體地位根本無(wú)法體現。學(xué)生做實(shí)驗的積極性自然調動(dòng)不起來(lái)。

　　(3)實(shí)驗教學(xué)方法僵化。在傳統的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,實(shí)驗內容、所需儀器、設備材料以及實(shí)驗過(guò)程都是由教師規定的。實(shí)驗前教師通常準備好實(shí)驗器材、調試好儀器設備,一般還對實(shí)驗步驟進(jìn)行詳細講解,甚至進(jìn)行操作示范。實(shí)驗講義也把實(shí)驗原理、步驟甚至某些實(shí)驗現象都寫(xiě)得一清二楚,使學(xué)生失去了獨立思考、獨立設計、進(jìn)一步探索的空間。這種教學(xué)方式無(wú)疑束縛了學(xué)生的想象和思維,窒息了學(xué)生的創(chuàng )造力。由于實(shí)驗中沒(méi)有失敗的體驗和成功的喜悅,學(xué)生自然無(wú)法領(lǐng)會(huì )環(huán)境化學(xué)實(shí)驗的真諦。這種機械的教學(xué)方法沒(méi)有擺脫理論課的教學(xué)模式,完全失去了實(shí)驗教學(xué)的生機,使實(shí)驗教學(xué)根本未能發(fā)揮它應有的作用。

　　(4)實(shí)驗室儀器設備的利用率不高。實(shí)驗教學(xué)是高等學(xué)校實(shí)驗室的基本工作任務(wù),是實(shí)驗室建設與管理的出發(fā)點(diǎn)與歸宿。環(huán)境化學(xué)實(shí)驗室集中了一批高級的進(jìn)口的儀器設備。但是,在傳統環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,學(xué)生僅能在固定的實(shí)驗課中使用這些投資巨大的實(shí)驗儀器設備,實(shí)驗課結束后學(xué)生便無(wú)權使用。在教學(xué)計劃規定的四個(gè)基礎性實(shí)驗教學(xué)內容中,學(xué)生可能還接觸不到某些高級的儀器設備。因此,實(shí)驗設備的利用率不高,無(wú)形中造成了隱性的資源浪費。

　　(二)“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的內涵

　　“開(kāi)放式”實(shí)驗教學(xué)是針對傳統實(shí)驗教學(xué)封閉性的弊端而提出的,它已經(jīng)成為當前高校實(shí)驗教學(xué)改革的必然選擇。它不光指實(shí)驗室的“開(kāi)放”,還指實(shí)驗教學(xué)內容的“開(kāi)放”、實(shí)驗教學(xué)方法的“開(kāi)放”,實(shí)驗教學(xué)評價(jià)的“開(kāi)放”等不可缺少的內涵。所以實(shí)行“開(kāi)放式”實(shí)驗教學(xué),首先一定要充分深刻理解它的內涵。

　　(1)實(shí)驗時(shí)間開(kāi)放“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)首先意味著(zhù)實(shí)驗時(shí)間的開(kāi)放。實(shí)驗時(shí)間開(kāi)放又包括兩層含義:第一,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室的時(shí)間開(kāi)放;第二,學(xué)生做實(shí)驗的時(shí)間時(shí)數開(kāi)放,也就是每項實(shí)驗在時(shí)間長(cháng)短上沒(méi)有限制,每個(gè)學(xué)生可以根據自己的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗。

　　(2)實(shí)驗內容開(kāi)放從實(shí)驗內容和學(xué)科發(fā)展的關(guān)系分析,“開(kāi)放式”實(shí)驗教學(xué)的教學(xué)內容應具有與時(shí)俱進(jìn)的特點(diǎn)�！伴_(kāi)放式”實(shí)驗教學(xué)應及時(shí)根據現代科技發(fā)展的新知識、新技術(shù)和新的實(shí)驗方法而發(fā)展,以先進(jìn)的實(shí)驗內容吸引、激發(fā)學(xué)生的求知欲。其教學(xué)內容應具有很強的實(shí)踐性,與社會(huì )生產(chǎn)實(shí)踐密切聯(lián)系。教師要經(jīng)常參與來(lái)自社會(huì )的實(shí)踐課題,并使其及時(shí)轉化為實(shí)驗內容,從而使學(xué)生也參與到實(shí)踐課題中來(lái)。這樣,既充實(shí)了實(shí)驗內容,又鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力,使課堂理論與實(shí)踐密切結合。

　　(3)實(shí)驗教學(xué)評價(jià)開(kāi)放對學(xué)生實(shí)驗能力的評價(jià),不能只重視實(shí)驗的結果,更要重視實(shí)驗的過(guò)程,特別是實(shí)驗過(guò)程中學(xué)生所表現的獨立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及創(chuàng )新意識等等。對學(xué)生的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗考核要全面考核學(xué)生的實(shí)驗能力,包括:學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、創(chuàng )造能力、設計能力、查閱資料的能力、提出問(wèn)題的能力等等,在開(kāi)放實(shí)驗中有獨特見(jiàn)解和創(chuàng )新的應給予較高的評價(jià)。這樣不僅使我們對學(xué)生的評價(jià)公開(kāi)公正,并且使學(xué)生的創(chuàng )造性得到極大的發(fā)揮。

　　二、“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的實(shí)踐

　　針對以前教學(xué)模式存在的問(wèn)題,我們對環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)從內容層次上、教學(xué)模式上、教學(xué)方式上進(jìn)行創(chuàng )新改革,具體的做法如下:

　　(1)從實(shí)驗內容層次上將環(huán)境化學(xué)實(shí)驗劃分為基礎性實(shí)驗和設計性實(shí)驗兩類(lèi)。在計劃的16學(xué)時(shí)內,完成環(huán)境化學(xué)基礎性實(shí)驗的教學(xué)。

　　(2)從教學(xué)模式上,實(shí)驗教學(xué)采取“雙主”模式。通過(guò)實(shí)驗教學(xué)手段的創(chuàng )新,引發(fā)實(shí)驗教學(xué)改革,使教師的角色從傳統的信息提供者變?yōu)閷W(xué)生求知過(guò)程中的合作者與引導者,即由教師變?yōu)閷�師。為�?shí)現以上目的,在“教”與“學(xué)”中找到最佳的結合點(diǎn),根據教學(xué)內容與目標,創(chuàng )設一個(gè)既能起到老師導學(xué)作用,又能實(shí)現個(gè)別化交互與協(xié)作學(xué)習的教學(xué)環(huán)境,提出的新型教學(xué)模式為雙主模式,它既可發(fā)揮教師的主導作用,又充分體現了學(xué)生的認知主體作用。

　　(3)在教學(xué)方式上采取計劃內實(shí)驗和開(kāi)放實(shí)驗兩部分�；�礎性實(shí)驗在學(xué)校規定的上課時(shí)間內完成;“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗在第七學(xué)期安排四周時(shí)間進(jìn)行。我們在環(huán)境01級的開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)中,教師擬定了若干題目,學(xué)生每5-6人為一組。學(xué)生自由選題后,即進(jìn)行文獻查閱的工作。學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗之前,每組同學(xué)需要先提交開(kāi)題的一個(gè)綜述報告,然后由教師統一組織同題目的同學(xué)在一起,進(jìn)行開(kāi)題研討。指導教師參加開(kāi)題報告的討論,對方案進(jìn)行指導之后學(xué)生便可以進(jìn)入實(shí)驗室,開(kāi)始實(shí)驗。經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程,既鍛煉了學(xué)生的文獻收集與檢索、綜述的能力,同時(shí)也加強了學(xué)生的自學(xué)能力、獨立思考問(wèn)題的能力。開(kāi)放實(shí)驗的實(shí)驗室工作結束后,學(xué)生即進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗論文的撰寫(xiě)及答辯階段。答辯是根據題目按小組進(jìn)行的。每個(gè)組派一個(gè)同學(xué)自述5分鐘,答辯10分鐘。開(kāi)放實(shí)驗的成績(jì)考核要考慮到學(xué)生的出勤、實(shí)驗表現以及論文和答辯情況。另外,為了加強學(xué)生對開(kāi)放實(shí)驗的重視,我們把開(kāi)放實(shí)驗的成績(jì)納入到環(huán)境化學(xué)期末考試的成績(jì)中,占環(huán)境化學(xué)總評成績(jì)的15%。

　　三、進(jìn)一步的改進(jìn)措施

　　通過(guò)兩年來(lái)的開(kāi)放式環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革,我們積累了寶貴的經(jīng)驗,同時(shí)也發(fā)現了一些問(wèn)題,促使我們對今后教學(xué)應加強的方面進(jìn)行了深思。

　　(1)實(shí)驗內容的靈活與更新。實(shí)驗教學(xué)內容活、教學(xué)方法活也是“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的必備條件之一�！伴_(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的教學(xué)內容是和環(huán)境化學(xué)、社會(huì )等外部環(huán)境緊密聯(lián)系的,要與時(shí)俱進(jìn)、不斷推陳出新。這就要求指導開(kāi)放實(shí)驗的教師應加強學(xué)習,關(guān)注學(xué)科前沿,才能把最新的內容呈現給學(xué)生。既然教學(xué)內容來(lái)自社會(huì )實(shí)踐、來(lái)自學(xué)生生活,形式多樣,這就必然要求教學(xué)方法也必須靈活多樣,才能達到預期的教學(xué)目標�？梢耘e辦實(shí)驗講座,向學(xué)生介紹學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)、實(shí)驗的最新成果,系統介紹實(shí)驗知識、實(shí)驗方法和手段。這樣一來(lái),既可激發(fā)學(xué)生實(shí)驗的積極性,又可使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗知識和技能。

　　(2)加強對學(xué)生的實(shí)驗考核�！伴_(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中要促使學(xué)生主動(dòng)到實(shí)驗室來(lái),就必須制定嚴格的實(shí)驗考核制度。根據科學(xué)合理的考核標準對學(xué)生的實(shí)驗情況進(jìn)行全面嚴格的管理。學(xué)生必須要有真本領(lǐng)才能通過(guò)。實(shí)驗考核的成績(jì)必須與升留級和學(xué)位的獲得相掛鉤�！伴_(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)不但要加強實(shí)驗課程結束后的實(shí)驗能力的考核,也要加強學(xué)生平時(shí)每次實(shí)驗的考核—從實(shí)驗預習準備、出勤情況、實(shí)驗過(guò)程到實(shí)驗結果、實(shí)驗報告等方面進(jìn)行全面評價(jià)。

　　(3)實(shí)驗設備盡可能現代化、多樣化�！伴_(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的內容固然要新,要與時(shí)俱進(jìn),實(shí)驗設備也必須同時(shí)更新。先進(jìn)的實(shí)驗設備也是“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的必要條件之一。在“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,實(shí)驗設備越豐富多樣,學(xué)生選擇的空間就越大,綜合性實(shí)驗、設計性實(shí)驗的開(kāi)展受設備的限制就越少,學(xué)生的實(shí)驗方案也就越容易實(shí)現。所以,“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的實(shí)驗儀器設備在力求現代化的同時(shí),還必須盡可能多樣化,這樣才能使“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)真正達到其應有的教學(xué)效果。

　　(4)實(shí)驗教學(xué)管理手段開(kāi)放�！伴_(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)要真正做到開(kāi)放,還必須改變傳統的實(shí)驗一定操作的觀(guān)念,善于在實(shí)驗教學(xué)中運用現代教育技術(shù)手段如幻燈、錄像、CAI計算機軟件、網(wǎng)絡(luò )等輔助實(shí)驗教學(xué)手段。這樣既可以提高效率,又可以節省人力。另外,“開(kāi)放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的管理手段也要現代化。用計算機進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)管理,能夠極大地提高管理效率,方便師生。將開(kāi)放時(shí)間、可選擇的實(shí)驗項目、實(shí)驗室擁有的儀器設備、儀器的操作說(shuō)明、儀器結構圖、電器線(xiàn)路圖等信息公布在教學(xué)網(wǎng)絡(luò )上,學(xué)生可以隨時(shí)隨地方便查閱,節約了師生的時(shí)間,管理靈活而科學(xué)。

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