浅析开放性探究实验对学生科研能力的培养

高超颖+杨杨+陈静

【摘要】大学化学实验课是化学专业学生必修的重要课程。在化学教学中，一般侧重理论知识的教学，对學生实验操作能力的培养造成了一定程度上的影响。针对此现状，我们通过开放性探究实验，提高学生的实验操作能力和自主探究、创新的能力。

【关键词】开放式教学探究实验研究能力化学是一门以实验为基础的学科，实验是获取化学知识、进行化学知识创新的重要手段。随着学生教育层次的提高，教学的方法也会存在很大的差异，在教学中加强对学生实践能力的培养将是一个巨大的挑战。大学化学实验教学普遍采用注入式实验教学模式，技能训练和科学素质的培养分离严重。在实验教学中实现技能训练和科学素质培养的协调发展已成为大学实验教学改革中的核心内容。探究式教学策略的构建提倡学生主动参与，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

一、开放式实验教学的基本模式

开放式实验教学的基本模式一般分为两种：一种基于某些事物、现象的起因以及影响它们的因素、相互关系等问题出发，根据实验者已有的经验运用有关的化学知识和技能，通过实验探究得到事实结果，进行科学抽象从而获得结论的模式。另外一种就是学生在教师的指导下，对某些事物、现象的起因以及影响它们的因素、相互关系做出一定的假设，并在此基础上通过实验探究验证假设来获得结论从而实现交流应用的模式。后者包含着对有关化学知识和实验技能的掌握与综合运用，也是化学科学研究中运用较为普遍的一种模式。

二、开放式实验在教学中的应用

运用开放式实验教学的教师来说，要对学生的探究性实践活动尤其要注重加强学生的综合分析能力和处理实际化学问题的能力方面的指导和培养。

1.指导学生自主性探究实践

教师应积极发掘生活和环境与化学相关的实践资源，为学生拓展动手实践能力的空间。自主性探究实践活动要充分发挥学校图书馆、实验室以及各类教学设施的作用，建立科研兴趣小组、学术科研活动为化学探究性实践创造条件。大学生参加科研活动对于提高大学生综合能力具有重要作用。通过科研立项、毕业设计等进入相应的课题组和研究所，在老师和研究生的指导下开展理论研究与探究实验，培养自身的实验能力和科研素质。

教师在指导探究性实践活动时，关键是从学生的生活经验和已有的知识背景出发的教学，创设一些递进式的探究问题，将学生逐步引入揭示奥秘或解决问题办法的能力。在化学科学研究中，合理、周密、巧妙的实验设计，往往能导致化学科学的重大发现。例如对“地沟油”事件进行跟踪探究其对生活的影响，如何通过化学方法进行检测都涉及化学探究性实践活动。在教学过程中指导学生进行探究性实验设计，不仅能提高实验效率，同时还能培养学生的，综合思维能力和策划能力。

2.化学实验探究的开放性实践

化学的实验教学贯穿化学教育的始终，开放式的教学方法和教学空间对培养学生自主探究的科研能力具有极其重要的意义。学生可以根据自己的专业要求和教学进度提前预习和预约实验，如果在实验过程中存在问题时，教师通过引导的方式提供必要的帮助，有利于培养学生实验的基本方法和动手能力。每个环节都要求每个学生自己来完成，从而使学生的实践能力和解决问题的能力获得极大的提升。在实验过程中鼓励和引导学生对实验工具和实验方法进行改进，其他资源的利用也必须得到极大重视。另外，通过增设设计性和综合性探究实验，给学生提供自由选择、主动参与科研实践的机会，提高学生知识综合应用的能力和解决实际问题的能力。实验评价采取学生的自评和互评以及教师的他评等多种形式，从实验方案设计、文献调研、过程追踪、数据处理和结论的得出以及交流讨论多方面进行量化测评。

3.通过化学的交叉领域进行实践

化学科学研究涉及的内容日益广泛、深入和复杂，它与材料、生物、医学、能源、环境等领域是相互渗透的关系日益密切。而化学教学中的开放式探究实验教学活动也应与其他学科配合进行。在多学科交叉和综合性的实验教学中，学生可以根据自己生活经验和已有的知识背景出发，自主设计和完成有关的创新性实验课题。例如化学与生物相关领域结合，可以通过探究性研究设计新型细胞染料和分子探针，实现简便高效的研究细胞内部结构和功能。从学生兴趣爱好的教学，必定是最能引起学生积极主动参与其中的教学，同时也给学生提供了进行化学实践活动和交流的机会，这将极大地推动学生创新能力的培养和提高。

三、开放式实验教学的意义

化学探究性实践活动和课堂教学相互配合，对于开发学生潜能、激活创造性思维具有重要的意义。通过开放性探究实验，激发学生运用已有知识、技能，进行合理想象，从中发现新知识，解决新问题的积极性。探究性实验教学能够使学生获得一定的科学研究经验，了解科学理论知识与技术之间的关系，为将来独立开展研究课题奠定良好的基础。开放式探究实验教学有利于全面提高学生科学研究素质，对学生的继续深造和研究型人才的培养都大有裨益，应该大力提倡。

参考文献：

[1]李海燕，赵汗青，高兴海，刘训涛.实验教学创新的研究与探索[J].实验室研究与探索，2009，（28）：115.

[2]张国林，韩莹，薛怀国，刁国旺.大学化学实验课程体系的改革与实践[J].大学化学，2010，（25）：23.

[3]曹小华，周德志，王萍萍，曾芳，谢宝华.大学化学实验ATDE创造性思维教学模式探索与实践[J].化学教育，2013，（07）：67.

[4]朱广涛.大学化学实验的复合式评价研究[D].吉林大学，2007.

项目来源：内蒙古民族大学混合式教学改革立项课题（JGH2016029）和内蒙古民族大学教育教学研究课题（YB2017035）支持。endprint