开放式实验教学的优点
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作者: 周 俊 刘 明 曹海平
【摘要】 实验室开放在培养和造就具有创新意识和创新能力的跨世纪人才方面起着重要作用。介绍实验室开放的教学思路 ,结合开放式实验教学的实践经验,对开放式实验教学的特点和优点进行总结和讨论。
【关键词】 开放;实验教学
实验教学是高校教学过程中的重要组成部分,在实验教学中普遍存在一个严重的问题,即随着招生规模的扩大,由于实验设备套数少,满足不了这种规模扩大的需要,出现了高峰时设备不够用,低峰时设备、仪器大量闲置的现象,使现有设备、仪器的利用率低。为了充分利用实验室资源,让学生能够自主选择实验的内容与时间,激发学生做实验的兴趣,提高学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,并缓解学校扩招对实验室需求的压力。建立了开放式实验室,在实验教学中发挥了很好的作用,取得了良好的效果,得到了学生的认可和好评.开放实验教学是一种崭新的教育模式,对于深化教育改革,全面推进素质教育具有重要意义。
一、开放式实验的特点及实施
开放式创新性实验教学,突出开放和创新,把多个知识原形高度融合于应用领域,使学生能够从不同角度、不同侧面寻求解决问题的方案。在这种实验教学下的学生思维空间广、发挥余地大。学生依据老师提供的实验室所具有的设备,充分发挥自己的主动性、能动性,自己动手实验,可利用课余时间,进入实验室,实验室为学生创造一切有利条件。包括以下几个方面的开放:时间上开放,利用学生的课余时间到实验室,可通过手机或上网预约登记、定时开放;仪器设备上开放,这要求学生在做实验之前,必须先到实验室熟悉有关仪器设备的操作;实验内容开放,基础性、验证性实验和综合性、设计性实验4种类型的实验。
基础性、验证性实验是学生在教师的具体指导下进行的实验;综合性、设计性实验则实行学生自主选题,自行制定实验方案,自行设计实验方法,自行获取和分析实验数据并得出结论,在整个过程中教师仅作针对性的指导;手段的开放是指开放实验改变传统实验中的“抱着走”为“指着走”,让学生自己先解决实验过程中所遇到的问题,熟悉实验的思路和步骤,教师定期检查学生的实验进度,集中时间与学生探讨实验中遇到的问题,改变学生不经过思考而向教师请教的情况,充分发挥学生们的主动性,激发学生的创造热情。
在实践过程中,有计划地从实验室的时间、空间、设备管理等方面积极调整和改革,根据自身特点和实验教学的实际需要,采取如下4种方式:一是在正常的作息时间内全天向学生开放;二是根据实验教学计划,安排固定时间段向学生全面开放;三是由学生提前提出申请拟做的实验项目,由实验室负责人根据学生人数、实验内容和预约实验时间安排实验仪器设备、实验指导教师,然后学生完成拟定的实验内容;四是根据不同专业、不同学生采用不同方式。由学生自主设计实验并进行实践,撰写出实验报告的过程,实际上是充分发挥学生的主观能动性的过程,实验器材、方法、步骤等全都是未知数,在设计实验上的独立性、创新性更强。
二、开放式实验教学的优点
1.开放实验室为学生实验搭建了良好的平台,调动了学生的积极性
(1)变被动为主动,充分发挥学生的主观能动性。传统的实验大多数是验证性实验教学,书本将实验内容、实验目的、实验器材、实验步骤及具体操作等都给出来了,上课前老师需要准备好仪器、元器件等实验用品,实验时学生完全按规定的步骤进行。在这过程中,学生成了不用思考的机械操作者,甚至到结束都没留下完整的印象。这种教学没有给学生留下积极思维的空间和余地,也不允许他们有任何意义上的标新立异,抑制了学生的主动性和思考的独立性,现代教育就是要引导学生积极参与。
教师可结合具体实验,教会学生一些基本的实验研究方法,让他们自己去主动查找资料,弄清实验原理,选择合适的实验材料和实验方法,就可使学生加深对实验全过程的认识,提高实验课的效率,也可培养他们的兴趣和特长。实行开放实验后,时间与内容都比较灵活,在实施开放实验的过程中,老师对他们进行基本技能培训之后,由学生自己动手配置元器件,以及设计实验操作等。实验中遇到问题时,学生要先独立思考,解决不了时再与老师进行探讨,提高了学生的学习热情和学习主动性,加强学生的自学能力。通过实施“因材施教”的教学方式,把实验的主动权交给了学生,变被动式实验为主动探索式学习,这种实验教学方式不仅是一种知识的传授,在更广的意义上培养了学生的综合技能。
(2)培养学生的实践能力和科研创新精神。在不影响科研计划的情况下,将部分科研实验室向学生开放,学生亲身体验到科研过程应具有实事求是的态度和严谨的工作作风,科研工作不仅是一项艰巨而复杂的劳动,更需要一丝不苟的态度、强烈的责任感;动手过程中,加深对基础理论和专业知识的理解和运用,受到比较规范的技能训练,为今后科研工作打下基础。如去年获得全国大学生“挑战杯”总决赛三等奖的两件作品及南通市大学生科技创新大赛的7项获奖作品和今年3项获奖作品以及今年在美国数学建模竞赛中获三等奖均出自于他们的研究成果。
(3)培养学生文献查阅能力和开展学术交流的能力。阅读科技文献是科技人员了解其研究课题必不可少的手段。在学生进入开放实验室参加开放实验之前,首先对他们进行文献检索的训练,要求他们到图书馆或计算机上进行文献检索的练习,结合开放实验课题,让他们在老师的指导下查阅文献资料,了解相关课题的研究进展,使学生文献检索能力的培养变得灵活生动。在开展开放实验的过程中,要求学生进行大量实验,观察实验现象和分析实验数据,力图发现实验现象之间的内在联系,得出新的规律。在开放实验教学中,老师经常组织讨论,对问题进行深入分析,采用研究型的讨论教学方式,让学生深刻理解归纳、分析、综合的学习方法,这样更有助于学生学到新知识,发挥独立思考的能力。通过开展开放实验教学,不断完善开放实验教学的模式,在实验室中营造创新思维的学术交流氛围。
(4)为学生升学、就业增加砝码。开放实验教学为学生提供了参与科研的机会,使他们受到大量的实验技能培训,为将来攻读硕士研究生或走向工作岗位打下了良好的基础。现在用人单位不仅看重学生的成绩单,更看重学生的实践经验和动手能力。开放实验教学为学生提供了这样的实践平台,培养他们独立完成一些综合性实验的能力,通过开放实验,学生能够接触到最前沿、最实用的知识,实现学校与社会的接轨,通过定期组织从事同一实验课题的学生交流工作体会,让他们在接触到新思维的同时,也学会了信息共享和团体协作,这些技能的培养对学生们走向社会与他人合作都是大有裨益的。
2.开放式实验室教学对教师综合素质也提出了更高的要求
一般认为,大学老师的主要任务是授课和从事科研工作,现在高校的授课与实验教学是分开,虽然这样能让教师专心于自己的教学和科研工作,不利于教师的全面发展。如果让老师来负责与自己课题相关的开放实验,不仅能更准确地把握实验的重点,给学生更深刻的理论和实践知识的支持,老师在带学生的过程中也会不断地反思和调整教学方法,进一步服务于教学和科研。老师也能从带过的学生中选择优秀的学生作为进一步的培养对象,这些学生能更早地熟悉实验工作和所要从事的课题,为今后的科研工作奠定一定的基础。作为老师,对于学生提出的各种问题,都需要给予指导。这就要求老师不但要有扎实的理论基础和实验技能,还需要有广博的知识,才能给学生创新提供较高的起点和指导。
教师积极参加实验设备的设计与开发,使实验室的装备与特色专业建设和重点学科建设相结合、与工程实际相结合。工程训练中心、智能建筑实验室、过程控制实验室由我院教师与企业单位工程人员共同设计而成,实验设备及实验内容紧密联系实际工程。这些实验室不但用于学生的课程实验、课程设计、毕业设计,还能满足学生认识实习、生产实习的要求,不但为学校节约了大量的实习经费,更重要的是解决了长期困扰我们的“工科学生实习难”的问题。
3.资源共享提高实验仪器设备使用效率
实验室设备做到资源共享,对综合性、设计性和创新性实验,毕业论文设计,科技制作,各类学生竞赛训练等实现全面开放开放实验室给学生提供更多的实验机会,提高了现有实验仪器设备的利用率。利用现有设备为学生提供实验教学的平台,不仅能够达到开放式实验教学的目的,可以避免设备的浪费,利用现有的科研实验设备,也能够充分实现实验资源的有效共享。
通过近年来实验室开放的尝试,收到了良好的效果。开放实验室给学生提供更多的实验机会,提高了现有实验仪器设备的利用率,培养了学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。开放实验教学活动以“学生为主体”打破传统的实验教学观念,从教学思想和教学观念上更新,以开放的理念来培养和造就高素质的人才。实验室的开放是一项艰巨的工程,同实验教学体系、实验教学内容的改革有密切联系,不是几个实验人员、几个教师能完成的,实验室的开放增加教师的工作量,也给仪器维修和保养增加了许多难度和麻烦。在实现实验室开放的同时又要保证实验质量,培养学生创新精神和实践能力方面还需要进一步总结和认真研究。
参考文献
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