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關(guān)于開放式環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索論文
21世紀(jì)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(yàn)在科技發(fā)展中有著極其重要的作用,而科技的發(fā)展又離不開科技人才的培養(yǎng),所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)現(xiàn)代科技人才中有著十分重要的地位。在高等教育階段,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力和獨(dú)立操作能力,更重要的是能夠培養(yǎng)其獨(dú)立思考的能力、分析解決實(shí)際問題的能力以及綜合應(yīng)用創(chuàng)新的能力。高等教育如何適應(yīng)社會(huì)的要求,改進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)出既有扎扎實(shí)實(shí)的基礎(chǔ)理論,又能在科研和生產(chǎn)中有較強(qiáng)的開發(fā)能力的專門人才,以促進(jìn)我國科技水平的提高,是一個(gè)迫切需要解決的問題。
三年來,我們?cè)诃h(huán)境化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,大膽改革原有的教學(xué)模式,將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,開展“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)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?cè)凇伴_放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的認(rèn)識(shí)和積累的經(jīng)驗(yàn)做一下介紹。
一、“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性
環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的研究有害化學(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(yīng)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)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)是理論教學(xué)的重要組成部分。學(xué)生通過環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論,加深理解;通過實(shí)驗(yàn)來提高觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力。因此,環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神和創(chuàng)新能力的重要途徑。
(一)傳統(tǒng)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)弊端分析
現(xiàn)代教育學(xué)理論強(qiáng)調(diào),教學(xué)過程中應(yīng)遵循傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力相統(tǒng)一、教師主導(dǎo)作用應(yīng)和學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性相結(jié)合的原則。原有的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式只是完成教學(xué)計(jì)劃規(guī)定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,存在下列缺點(diǎn)與不足:
(1)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少,內(nèi)容陳舊。教學(xué)計(jì)劃內(nèi)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)只有16學(xué)時(shí),每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為四學(xué)時(shí),因此按照教學(xué)計(jì)劃,僅能安排四個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。另外,在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,沒有綜合設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在這樣短的時(shí)間內(nèi)和有限的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ω镜貌坏匠浞值腻憻?更無從談起對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來自于教學(xué)參考書,不能反映環(huán)境化學(xué)最新發(fā)展,也沒有聯(lián)系身邊的環(huán)境問題。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)踐脫節(jié)使學(xué)生很少有解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì),缺乏實(shí)際鍛煉。久而久之,學(xué)生對(duì)生活中的實(shí)際問題漠不關(guān)心。盡管學(xué)習(xí)了許多高深的理論,卻沒有能力對(duì)身邊的簡單現(xiàn)象和實(shí)踐中的問題作出解釋,結(jié)果學(xué)生純粹為考試、就職而學(xué)習(xí)理論,學(xué)了一些死理論,這不僅是實(shí)驗(yàn)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(yàn)教學(xué)的主體—學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有選擇權(quán)。在傳統(tǒng)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由教師統(tǒng)一規(guī)定。所有學(xué)生都進(jìn)行一樣內(nèi)容、一樣要求的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一關(guān)門。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生沒有機(jī)會(huì)做一些深入的探索性的實(shí)驗(yàn),有特殊愛好的學(xué)生不能做一些他們自己感興趣而規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所沒有的實(shí)驗(yàn)。這種無視學(xué)生能力差異和個(gè)性發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位根本無法體現(xiàn)。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性自然調(diào)動(dòng)不起來。
(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法僵化。在傳統(tǒng)的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、所需儀器、設(shè)備材料以及實(shí)驗(yàn)過程都是由教師規(guī)定的。實(shí)驗(yàn)前教師通常準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材、調(diào)試好儀器設(shè)備,一般還對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行詳細(xì)講解,甚至進(jìn)行操作示范。實(shí)驗(yàn)講義也把實(shí)驗(yàn)原理、步驟甚至某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都寫得一清二楚,使學(xué)生失去了獨(dú)立思考、獨(dú)立設(shè)計(jì)、進(jìn)一步探索的空間。這種教學(xué)方式無疑束縛了學(xué)生的想象和思維,窒息了學(xué)生的創(chuàng)造力。由于實(shí)驗(yàn)中沒有失敗的體驗(yàn)和成功的喜悅,學(xué)生自然無法領(lǐng)會(huì)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)的真諦。這種機(jī)械的教學(xué)方法沒有擺脫理論課的教學(xué)模式,完全失去了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生機(jī),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)根本未能發(fā)揮它應(yīng)有的作用。
(4)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的利用率不高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的基本工作任務(wù),是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理的出發(fā)點(diǎn)與歸宿。環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)室集中了一批高級(jí)的進(jìn)口的儀器設(shè)備。但是,在傳統(tǒng)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生僅能在固定的實(shí)驗(yàn)課中使用這些投資巨大的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后學(xué)生便無權(quán)使用。在教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的四個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中,學(xué)生可能還接觸不到某些高級(jí)的儀器設(shè)備。因此,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率不高,無形中造成了隱性的資源浪費(fèi)。
(二)“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵
“開放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)封閉性的弊端而提出的,它已經(jīng)成為當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然選擇。它不光指實(shí)驗(yàn)室的“開放”,還指實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的“開放”、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的“開放”,實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的“開放”等不可缺少的內(nèi)涵。所以實(shí)行“開放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué),首先一定要充分深刻理解它的內(nèi)涵。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先意味著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放。實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放又包括兩層含義:第一,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間開放;第二,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間時(shí)數(shù)開放,也就是每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間長短上沒有限制,每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)科發(fā)展的關(guān)系分析,“開放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有與時(shí)俱進(jìn)的特點(diǎn)!伴_放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)及時(shí)根據(jù)現(xiàn)代科技發(fā)展的新知識(shí)、新技術(shù)和新的實(shí)驗(yàn)方法而發(fā)展,以先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容吸引、激發(fā)學(xué)生的求知欲。其教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有很強(qiáng)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)常參與來自社會(huì)的實(shí)踐課題,并使其及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,從而使學(xué)生也參與到實(shí)踐課題中來。這樣,既充實(shí)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(jié)合。
(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)開放對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià),不能只重視實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,更要重視實(shí)驗(yàn)的過程,特別是實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生所表現(xiàn)的獨(dú)立分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新意識(shí)等等。對(duì)學(xué)生的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核要全面考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?包括:學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、創(chuàng)造能力、設(shè)計(jì)能力、查閱資料的能力、提出問題的能力等等,在開放實(shí)驗(yàn)中有獨(dú)特見解和創(chuàng)新的應(yīng)給予較高的評(píng)價(jià)。這樣不僅使我們對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)公開公正,并且使學(xué)生的創(chuàng)造性得到極大的發(fā)揮。
二、“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐
針對(duì)以前教學(xué)模式存在的問題,我們對(duì)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從內(nèi)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(yàn)內(nèi)容層次上將環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)劃分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩類。在計(jì)劃的16學(xué)時(shí)內(nèi),完成環(huán)境化學(xué)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。
(2)從教學(xué)模式上,實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取“雙主”模式。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的創(chuàng)新,引發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,使教師的角色從傳統(tǒng)的信息提供者變?yōu)閷W(xué)生求知過程中的合作者與引導(dǎo)者,即由教師變?yōu)閷?dǎo)師。為實(shí)現(xiàn)以上目的,在“教”與“學(xué)”中找到最佳的結(jié)合點(diǎn),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo),創(chuàng)設(shè)一個(gè)既能起到老師導(dǎo)學(xué)作用,又能實(shí)現(xiàn)個(gè)別化交互與協(xié)作學(xué)習(xí)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(dǎo)作用,又充分體現(xiàn)了學(xué)生的認(rèn)知主體作用。
(3)在教學(xué)方式上采取計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)兩部分。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)在學(xué)校規(guī)定的上課時(shí)間內(nèi)完成;“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)在第七學(xué)期安排四周時(shí)間進(jìn)行。我們?cè)诃h(huán)境01級(jí)的開放實(shí)驗(yàn)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(xiàn)查閱的工作。學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)之前,每組同學(xué)需要先提交開題的一個(gè)綜述報(bào)告,然后由教師統(tǒng)一組織同題目的同學(xué)在一起,進(jìn)行開題研討。指導(dǎo)教師參加開題報(bào)告的討論,對(duì)方案進(jìn)行指導(dǎo)之后學(xué)生便可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,開始實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過這樣的過程,既鍛煉了學(xué)生的文獻(xiàn)收集與檢索、綜述的能力,同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生的自學(xué)能力、獨(dú)立思考問題的能力。開放實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室工作結(jié)束后,學(xué)生即進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)論文的撰寫及答辯階段。答辯是根據(jù)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。開放實(shí)驗(yàn)的成績考核要考慮到學(xué)生的出勤、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)以及論文和答辯情況。另外,為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)開放實(shí)驗(yàn)的重視,我們把開放實(shí)驗(yàn)的成績納入到環(huán)境化學(xué)期末考試的成績中,占環(huán)境化學(xué)總評(píng)成績的15%。
三、進(jìn)一步的改進(jìn)措施
通過兩年來的開放式環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,我們積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問題,促使我們對(duì)今后教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)的方面進(jìn)行了深思。
(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的靈活與更新。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容活、教學(xué)方法活也是“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必備條件之一!伴_放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)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(dǎo)開放實(shí)驗(yàn)的教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí),關(guān)注學(xué)科前沿,才能把最新的內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生。既然教學(xué)內(nèi)容來自社會(huì)實(shí)踐、來自學(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(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)?梢耘e辦實(shí)驗(yàn)講座,向?qū)W生介紹學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)、實(shí)驗(yàn)的最新成果,系統(tǒng)介紹實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和手段。這樣一來,既可激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性,又可使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能。
(2)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核!伴_放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要促使學(xué)生主動(dòng)到實(shí)驗(yàn)室來,就必須制定嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考核制度。根據(jù)科學(xué)合理的考核標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行全面嚴(yán)格的管理。學(xué)生必須要有真本領(lǐng)才能通過。實(shí)驗(yàn)考核的成績必須與升留級(jí)和學(xué)位的獲得相掛鉤!伴_放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己?也要加強(qiáng)學(xué)生平時(shí)每次實(shí)驗(yàn)的考核—從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)準(zhǔn)備、出勤情況、實(shí)驗(yàn)過程到實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。
(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備盡可能現(xiàn)代化、多樣化!伴_放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容固然要新,要與時(shí)俱進(jìn),實(shí)驗(yàn)設(shè)備也必須同時(shí)更新。先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備也是“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要條件之一。在“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)設(shè)備越豐富多樣,學(xué)生選擇的空間就越大,綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展受設(shè)備的限制就越少,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案也就越容易實(shí)現(xiàn)。所以,“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備在力求現(xiàn)代化的同時(shí),還必須盡可能多樣化,這樣才能使“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正達(dá)到其應(yīng)有的教學(xué)效果。
(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理手段開放!伴_放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要真正做到開放,還必須改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)一定操作的觀念,善于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段如幻燈、錄像、CAI計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)等輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。這樣既可以提高效率,又可以節(jié)省人力。另外,“開放式”環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理手段也要現(xiàn)代化。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,能夠極大地提高管理效率,方便師生。將開放時(shí)間、可選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)室擁有的儀器設(shè)備、儀器的操作說明、儀器結(jié)構(gòu)圖、電器線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(jié)約了師生的時(shí)間,管理靈活而科學(xué)。
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