對開(kāi)展綜合設計性實(shí)驗課教學(xué)探討論文

　　【摘要】 綜合設計性實(shí)驗是改變傳統教學(xué)模式、提高試驗教學(xué)質(zhì)量、培養學(xué)生獨立操作能力和創(chuàng )新性思維的重要手段之一，也是實(shí)現實(shí)驗教學(xué)全面改革，促進(jìn)人才培養方案實(shí)施的必由之路。

　　【關(guān)鍵詞】 綜合設計性實(shí)驗 科學(xué)素質(zhì) 創(chuàng )新教育

　　隨著(zhù)科學(xué)門(mén)類(lèi)的交叉，人類(lèi)知識的迅猛發(fā)展，實(shí)驗課程發(fā)展到與理論并重的地位，以驗證化學(xué)原理為主的舊的化學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系與內容已不適宜化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢和社會(huì )對人才素質(zhì)不斷提高的需求。為了適應高素質(zhì)化學(xué)人才培養的需求，構建“厚基礎、寬口徑、高素質(zhì)、強能力、重創(chuàng )新”的人才培養模式，加強基礎化學(xué)綜合設計性實(shí)驗建設，對提高學(xué)生的綜合能力和培養學(xué)生的科學(xué)探索精神有著(zhù)十分重要的意義。

　　一、開(kāi)展綜合設計性實(shí)驗的意義

　　對任何問(wèn)題的解決都有一個(gè)科學(xué)的思考過(guò)程：對客觀(guān)事物的觀(guān)察或對前人研究成果的復習→發(fā)現問(wèn)題或提出新的問(wèn)題→對問(wèn)題的分析和研究→提出假設→通過(guò)實(shí)驗手段驗證假設→得出結論。建立正確的科學(xué)思考模式，是進(jìn)行綜合實(shí)驗設計、制定實(shí)驗方案的前提。了解科學(xué)的認知過(guò)程和科學(xué)理論的建立過(guò)程，對學(xué)生掌握科學(xué)方法論，正確運用實(shí)驗手段解決科學(xué)問(wèn)題非常有益。運用已掌握的實(shí)驗原理和技術(shù)方法，去解決實(shí)際問(wèn)題，這也是開(kāi)設綜合設計性實(shí)驗的目的所在。一方面學(xué)生能鞏固已有的實(shí)驗技能和設計能力，一方面鼓勵他們繼續向更高的科學(xué)層次進(jìn)軍，即提高解決未知問(wèn)題的.能力。有些問(wèn)題可能是學(xué)生通過(guò)實(shí)踐自己發(fā)現并想進(jìn)一步解決的，也可能是本身即存在的，對社會(huì )實(shí)際有重大意義的課題：如開(kāi)設的肉類(lèi)及腌制食品中亞硝酸鹽的測定；海產(chǎn)品中碘含量的測定；辣椒紅色素的提��；復方阿司匹林的分離及成分析；涉及環(huán)境保護方面的廢舊干電池的綜合利用及產(chǎn)品分析等綜合設計性實(shí)驗。既可以使學(xué)生提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，又能促進(jìn)學(xué)生對社會(huì )實(shí)際問(wèn)題的關(guān)注和參與程度。啟發(fā)學(xué)生從自身專(zhuān)業(yè)的角度聯(lián)系現實(shí)生活找出自己的研究探索的途徑。

　　二、設立綜合設計實(shí)驗課程的原則

　　1、科學(xué)性原則�？茖W(xué)性是設計實(shí)驗的首要原則，所謂科學(xué)性是指設立的綜合設計實(shí)驗和開(kāi)放性實(shí)驗要依據科學(xué)實(shí)驗原理，他們所運用的實(shí)驗原理，實(shí)驗步驟、操作程序方法必須與理論知識方法論相一致。

　　2、可行性原則。所謂可行性是指學(xué)生在實(shí)施實(shí)驗和設計時(shí)必須可行，他們所運用的實(shí)驗步驟和方法必須是大部分已掌握會(huì )運用的，選用的有關(guān)儀器、設備和材料必然是可以開(kāi)放使用，并且已經(jīng)較熟練地掌握了其操作程序。

　　3、簡(jiǎn)約性原則。簡(jiǎn)約性是指在不影響實(shí)驗結果和培養學(xué)生綜合實(shí)驗能力的前提下，盡量采用學(xué)生能獨立操作使用的設備和方法，選用價(jià)格適宜且易獲取的實(shí)驗材料作為實(shí)驗的對象。

　　4、實(shí)用性原則。實(shí)用性是指學(xué)生的開(kāi)放性實(shí)驗和設計性實(shí)驗要符合客觀(guān)實(shí)際，以解決實(shí)際問(wèn)題為思路，通過(guò)綜合實(shí)驗來(lái)解決科學(xué)發(fā)展和社會(huì )生活中的某些實(shí)際問(wèn)題。例如測具體實(shí)物中微量元素的含量；提取天然色素等。

　　三、綜合設計性實(shí)驗課程的基本內容

　　學(xué)生通過(guò)基礎化學(xué)實(shí)驗課的學(xué)習，已經(jīng)理解了實(shí)驗原理，掌握了化學(xué)實(shí)驗常用的儀器及基本操作。此時(shí)在教師的指導下，進(jìn)行一些學(xué)生自己策劃的開(kāi)放性實(shí)驗和設計實(shí)驗，既可以鞏固以前所學(xué)基本操作、驗證實(shí)驗原理，又可以培養學(xué)生的創(chuàng )造性綜合實(shí)驗的能力。教師的作用在于幫助學(xué)生確定實(shí)驗目的，明確實(shí)驗原理，與學(xué)生共同分析實(shí)驗中每一步驟的作用、必要性和可行性；并在此基礎上針對不同的實(shí)驗環(huán)境對實(shí)驗設計做相應的調整、修正，設計出一個(gè)更為適合和可行的，效果更為理想的實(shí)驗流程。在實(shí)驗方案的設計過(guò)程中應注意以下幾點(diǎn)。

　　1、設計實(shí)驗的首要問(wèn)題。具有較強的科學(xué)性和實(shí)用價(jià)值是設計適合的實(shí)驗方案和程序的首要問(wèn)題，應特別注意讓學(xué)生了解所設計的實(shí)驗目的、原理、操作過(guò)程，使學(xué)生有的放矢。如在海產(chǎn)品中碘含量的測定實(shí)驗，干法與濕法對原材料處理的不同，其目的所在，依據所在，其具體方法的可操作性。

　　2、開(kāi)展設計性實(shí)驗的目的。通過(guò)實(shí)驗技能的培養，培養學(xué)生的觀(guān)察能力、實(shí)驗能力、思維能力和運用已學(xué)習的知識來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。如在一個(gè)學(xué)生的創(chuàng )新實(shí)驗中，學(xué)生自己設計用四氯化碳進(jìn)行萃取選用容量瓶是否都必須定容，不定容對結果的影響。

　　3、設計實(shí)驗的主體。在實(shí)驗課程教學(xué)中滲透教為主導、以學(xué)生為主體的教學(xué)原則，運用啟發(fā)與討論、實(shí)驗等教學(xué)法，貫徹科學(xué)素質(zhì)教育、能力培養的宗旨。在開(kāi)放性和設計性實(shí)驗階段同樣要以學(xué)生為主體進(jìn)行。

　　4、設計實(shí)驗的效果。在使學(xué)生主動(dòng)獲取知識的同時(shí)，培養了學(xué)生的創(chuàng )新意識，提高了實(shí)驗操作、觀(guān)察、邏輯推理以及分析綜合能力,并逐漸養成嚴謹的科學(xué)態(tài)度。從對試驗目的的認識，相關(guān)文獻的查閱，實(shí)驗方案的確定到儀器試劑的選取及實(shí)驗數據的處理，小論文的初步形成與修改。在這樣一個(gè)過(guò)程中的確使學(xué)生的設計實(shí)驗和分析能力等各方面都得到了提高。

　　四、綜合設計性實(shí)驗的評價(jià)問(wèn)題

　　1、檢查學(xué)生對基礎知識和實(shí)驗技能的掌握程度。評價(jià)過(guò)程應是檢查學(xué)生綜合應用知識和動(dòng)手能力的一種教學(xué)方法。對學(xué)生的開(kāi)放性實(shí)驗和設計性實(shí)驗的評價(jià)，其目的之一是檢驗學(xué)生對基礎知識和技能的掌握程度。如學(xué)生在廢舊干電池的綜合利用及產(chǎn)品分析實(shí)驗中，掌握的實(shí)驗背景材料和利用所學(xué)知識進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗操作，是實(shí)驗能順利進(jìn)行的第一步。

　　2、考察學(xué)生對實(shí)驗結果的分析、歸納、整理能力。在學(xué)生已經(jīng)取得實(shí)驗結果后，如何運用已學(xué)過(guò)的知識對實(shí)驗結果進(jìn)行正確合理的資料采集、整理、分析和歸納，也是其綜合能力的體現。

　　3、檢驗學(xué)生引用相關(guān)文獻的使用能力。學(xué)生在設計性實(shí)驗及開(kāi)放性實(shí)驗過(guò)程中是否有合適的文獻引入，并正確解讀文獻，作為學(xué)生是否真正掌握開(kāi)放性實(shí)驗的原理指標之一，也是體現學(xué)生吸納新鮮知識能力的重要方面。

　　4、評判學(xué)生實(shí)驗結論的產(chǎn)生。正確的合理的實(shí)驗結論的產(chǎn)生，是學(xué)生綜合能力的體現。通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗和設計性實(shí)驗而得出關(guān)于某一實(shí)物的組成、性質(zhì)和用途的結論，可以反映出學(xué)生所學(xué)知識的許多方面和融會(huì )貫通能力。由此實(shí)驗結果的評價(jià)，可以對學(xué)生的理論、實(shí)踐、分析、綜合等一系列方面進(jìn)行考察。

　　開(kāi)展綜合設計性實(shí)驗，建立以學(xué)生為中心、由教師加以引導的綜合性實(shí)驗教學(xué)模式，是我們近年來(lái)改革基礎化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的嘗試。實(shí)踐表明，由于這種實(shí)驗屬設計創(chuàng )新型實(shí)驗，許多問(wèn)題是沒(méi)有現成答案的；在實(shí)驗設計的實(shí)施過(guò)程中，當學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，首先要求他們自行解決。他們可以及時(shí)查閱資料、工具書(shū)和網(wǎng)絡(luò )信息等，教師只起到宏觀(guān)引導的作用。這種以學(xué)生為主的自我訓練體系，能充分調動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的積極性。學(xué)生通過(guò)綜合設計性實(shí)驗，充分發(fā)揮各自的思維與想象能力,在學(xué)習過(guò)程中受到了創(chuàng )新意識與能動(dòng)的啟發(fā)與培養；并且在此過(guò)程中掌握一些較為復雜的實(shí)驗方法、正確使用一些復雜的精密儀器設備、準確地采集實(shí)驗數據，增強了學(xué)生對實(shí)驗數據和結果的邏輯分析能力及作出正確合理結論的能力。并且在使學(xué)生主動(dòng)獲取知識的同時(shí)，學(xué)生的創(chuàng )新意識，實(shí)驗操作能力、觀(guān)察能力、推理和綜合分析能力都得到了明顯提高，逐漸養成了嚴謹的科學(xué)態(tài)度。

　　綜合設計性實(shí)驗這種集知識教育、素質(zhì)教育、技能教育和創(chuàng )新教育為一體的綜合性培養方式，順應了高校為國家培養科技創(chuàng )新人才的需要，有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。

　　【參考文獻】

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　　[2] 王紅珍：在實(shí)驗設計中體現“創(chuàng )新”[J].生物學(xué)教學(xué)，2004（8）.