通过教学实验培养高校学生的科学素养

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　　摘要：高校是培养学生实验素养的重要场所。高校实验课的作用不仅是完成实验课程、提高实验技能和动手能力，而且着眼于科学实验精神、实验态度、实验习惯的建立和养成，以充分调动和激发学生的独立性和创造性。文章主要从加强实验室的建设和管理、注重教师的指导、增强学生的主观能动性等三个方面来浅谈如何培养高校大学生的科学素养。
　　关键词：实验室的建设与管理；教师的指导；学生主观能动性；科学素养
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）30-0275-03
　　素養即平时的修养，是个人修养所达到的程度及表现，是一个人思想、文化、道德及技能等诸方面实际水平的综合体现，其重点在于科学精神、观察和思维的科学性以及批判精神，表现在科学实验中的科学探究精神和创造性[1，2]。科学素养是指社会实践活动中个人修养所达到的专业程度及其表现，也是学生个体在工作生活中的思想、态度、精神、知识、技能、方法、能力、品格习惯和作风等诸方面专业实际水平的综合体现[2，3]。
　　教学实验是高校重要的教育教学环节，通过实验不仅仅在于对高校学生进行实验方法和实验知识的传输和技能训练，更重要的是对学生科学思想、态度、精神的塑造。由于教学体系设计不合理等多方面的原因，我国基础教育的实验课建设和学生动手能力的培养存在严重不足。本文针对目前学生科学素养培养中的问题进行分析并提出相关对策建议。
　　一、目前高校大学生实验课常见问题
　　1.对实验课存在认识误区，不重视实验课。从中学到大学，长期过分注重理论知识的学习而忽视实践，导致学生对实验课的认识停留在观摩别人示范的习惯意识和仅仅观察结果不习惯深入分析的浅层次。
　　在实验课上，本是实验课主体的学生，反而处于一种“被动”做实验的状态，按部就班地做实验，往往不会去思考为什么会有这样的现象、出现这种现象的原因是什么、是否可以选择其他的试剂药品等一系列问题。而到了要操作考试的时候，可能也是处于一个应付考试的状态[3]。
　　由于学生对做实验的要求比较低，仅仅满足于完成实验步骤，获取实验数据，而不是利用做实验的好机会，认真观察实验现象，注意发现及探究解决实验中出现的新问题，使实验课的效果大打折扣，远未能达到预期的目的和效果。
　　2.实验态度不够严谨，实验习惯有待改进。良好的实验态度和实验习惯不仅决定着实验的成败，而且对学生日后的创造性工作和实践有着深远影响。但是，目前学生实验课上存在一些纪律松懈的现象：做实验之前不能认真地预习；实验课上经常迟到、旷课或早退；实验时做与实验无关的事情，甚至闲聊、吃东西；不认真撰写实验报告，存在抄袭现象等；实验完成后，不注意收拾实验台面、整理仪器设备、打扫卫生等。学生缺乏自觉维护实验室环境的意识：实验垃圾不及时处置或乱倒乱放，实验物品散乱堆放在实验台，使用过的实验器皿不按正确方法清洗等。学生实验安全意识也较为薄弱：习惯于在不了解各类药品的理化性质的情况下便盲目开展实验；不戴手套、防护眼镜等防护品，直接接触各类危险物等。
　　3.探究精神不强，创新能力有待提升。学生对做实验的好奇心不强，缺乏兴趣。做实验时害怕犯错，不喜欢重复实验找原因，不善于穷根究底，缺乏耐心。由于缺少对实验全过程的整体思考和掌控，无法真正感受到实验带来的乐趣，实验所获不多。
　　笔者曾以所在学院开展的交换生项目为例，对比实验课中学生的实验探究精神的差异。在一次进行噪声监测实验时，大二中外学生在听完笔者的讲解后，纷纷开始使用噪声仪动手做实验，当时有一个外国学生例外，她并没有急于动手实验，而是很认真地向教师了解该设备的设计原理和校准的具体做法。因为她认为如果不搞清楚这些问题，实验数据很可能不正确。从中可以看出，这位学生考虑很周全，而且敢于质疑，大胆发表自己对实验的见解，这种实验探究精神显得难能可贵。
　　二、加强实验教学，培养大学生的科学素养
　　当代大学生在身心发展上年龄达到了成人标准，年轻、精力充沛、充满活力，但是有部分学生心理心智思维尚未完全定式，思维活跃但不稳定，有新奇想法却懒于动手。针对上述现象，笔者认为可以从加强实验室的建设和管理，注重教师的指导，增强学生的主观能动性等三个方面采取相应的措施，来培养当代大学生的科学素养。
　　1.加强实验室的建设和管理是基础。实验室的建设与管理不仅直接影响实验教学和科研工作的正常秩序，也影响高校的整体办学质量和水平，因此学校应高度重视，不断提高实验室建设与管理水平，为培养大学生实验素养提供必要的前提和重要保障。
　　首先，针对学生对实验课存在认识误区的情况，学校可通过宣传或教育的方式，让学生认识到实验与理论是学好专业课的必不可少的两个要素，并适当增加实验教学在整个教学设计中的比重，提高实验课成绩在专业课考核中的权重，从而加强学生对实验重要性的认识。
　　其次，学校需要通过制定并执行各项规章管理制度，来增强学生的安全意识、纪律意识、环保卫生意识等；对学生的不良行为进行约束，保障实验活动的顺利开展；定期开展实验室规章制度的培训和检查，使学生能熟悉实验室环境，并自觉执行实验室的各项规章制度，通过不断地监督和教育来培养学生良好的实验习惯。
　　再次，学校需要不断完善实验室基础设施建设，科学规划各类实验室的功能和装备，给学生创造一个安全、优美、现代的实验环境，让学生在无形的实验氛围中得到启发和熏陶。
　　最后，学校应鼓励和倡导教师在实验教学方式上除采用传统的教学方式外，更多地采取探究式或开放式教学手段，让学生有更多的机会进入实验室来和老师面对面地交流、探讨自己感兴趣的问题，并自发开展科学探究实验。学校有计划地组织学生开展形式多样的实验活动，如参观外校和本校的先进实验室，举办“实验设计”和“实验技能”比赛，以及科学实验模拟训练等。 　　2.教师注重指导是保证。古人云“师者，所以传道受业解惑也”，教师在实验教学中既要树立榜样，加强对学生的指导，严格要求学生；又要因材施教，对学生进行正确的引导，培养学生对实验的兴趣。
　　一方面，在平时的实验教学中，教师应以严谨的作风影响学生。实验教师不但要及时纠正学生的不良实验习惯，而且必须讲明会产生的不良后果，以引起学生重视，从而使学生养成规范的操作习惯，逐步培养学生良好的实验素养。
　　教师可通过多种手段引导和激励学生的求知欲和上进心，激发学生的实验探究精神。对于每一堂实验课，教师可以采用不同的实验方式来培养学生的实验素养。老师既可采取亲自示范的教学方式，又可提供标准的实验演示视频的方式来提供规范的操作给学生，从而让学生对实验细节有正确的理解。除传统实验课外，也可酌情开设一些探究性和综合性实验，来培养学生的综合实验能力。
　　在培养学生实验素养的过程中，教师应该用足够的耐心和宽容来看待学生实验中出现的种种问题，给予学生更多的正能量来增强学生的自信心和抗压能力。以写实验报告为例，如果学生对写实验报告不熟悉或完成得不理想，教师可定期从学生完成的实验报告中挑选一批优秀报告张贴在公告栏，并附上教师点评，供大家参阅。教师也可以给学生推荐一些相关文献，供学生借鉴。鼓励学生多练习，对学生取得的进步也要及时鼓励，调动学生的积极性。
　　另一方面，结合学生特点，注重因材施教。由于每个学生已有的知识结构和专业能力都存在差异，因此实验教师应结合实际情况，制定不同的培养方案对学生进行一对一的指导。对基础不太扎实的学生，教师应该让学生认识到在哪方面存在不足以及改进的具体措施；而对于基础较好且对科研有极大兴趣的学生，应尽可能为其创造更多的实践机会。此外，需注重学生创新能力和创新精神的培养，使学生的才能得到充分发挥。
　　3.学生提高主观能动性是前提。学生科学素养的养成非一日之功，而是周而复始、日积月累得到的；既要依靠学校实验室的建设和管理、教师的专业指导，更要依靠学生的个人修为。在培养科学素养的过程中，学校和老师的努力是“外因”，起辅助作用；而学生的个人修为是“内因”，起决定性作用。因此，学生应善于利用学校提供的良好环境和教师的专业指导，抓好每一个实验机会，一步一个脚印，逐步培养自身的科学素养。
　　首先，学生应充分认识到实验课程的重要性。自然科學是以实验为基础的；实践证明，实验课程与理论知识课程具有同等重要的位置。实验课是一门主动性和启发性很强、知识覆盖率很宽的课程。它所具有的实践性是其他课程无法替代的。那种以为实验课程可多可少，被动应付的认识误区必须纠正。实际上，大学期间上好实验课是学生开始参加科学实验的第一步。它为大学高年级的科学研究、毕业论文奠定了基础。实践也证明，学会动手做实验的过程，也是促进科学思维，激发好奇心的过程，众所周知，好奇心正是探索未来世界的强大推动力。
　　其次，必须培养严谨的科学实验态度。通过实验课，为了提升理论联系实际的思维方式和动手实践能力，学生必须十分重视培养自己严谨的科学实验态度，脚踏实地抓住一个个环节，从课前认真预习，提前做好实验准备，到规范实验操作，细心观察现象，记录数据，再到综合分析实验结果，撰写实验报告，直至完成实验工作后，清洗、整理实验仪器，打扫实验台及周围环境等整个完整过程。正是在严谨的实验态度下的一次次实验，才能使学生逐渐养成科学的实验习惯，提升学生自身的科学素养。
　　最后，学生要善于通过一系列实验课程的宝贵实践，不断增强自己的科学素养和应对未来的能力。通过实验课，不仅熟悉实验项目的方法步骤，而且掌握实验项目的设计原理和设计思路，能举一反三设计新实验；不仅能按要求完成全部实验内容，而且能提出自己的见解，对实验方法、仪器能提出改进的建议；不仅学会安装、操作、观察、记录、分析、总结，而且培养在科学实验过程中求实、求真、存疑、排除等重要的思维能力和通力合作的团队精神。通过系列实验课程训练，学生在学会主动获取实践技能及知识的过程中，亲身感受到科学过程的奇妙、有趣和有意义，为自主进行实验设计和开展科学探究实验打下坚实的新的基础[4]。
　　三、结语
　　培养高校学生良好的科学素养，既关乎学生自身的成才和成长，也影响着国家的科技进步和社会的长远发展。因此，我们必须高度重视，并通过抓好学校实验室的建设与管理工作、注重教师的指导作用、充分发挥学生的主观能动性等途径来加强对高校学生科学素养的培养。
　　参考文献：
　　[1]蔡玉萍，张珍平，闫祥云.在化学实验教学中培养学生的科学素养[J].卫生职业教育，2018，36（6）：50-51.
　　[2]周鲜娇.加强实验室建设与管理培养高校学生的实验素养[J].高教论坛，2008，（2）：147-148.
　　[3]王彬彬，毕淑云，刘春悦，等.培养学生科学素养的高校化学实验改革[J].长春师范大学学报，2015，（2）：125-127.
　　[4]张伦，于建勇，李艳，等.浅谈大学生实验素养的培养——基于大学物理实验教学[J].科技资讯，2016，（15）：109-111.
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