学生独立实验能力的培养与素质教育

摘要:从贯彻素质教育的主体性、遵循素质教育的发展性、实施素质教育的开放性以及培养学生独立实验能力几方面探讨如何实施素质教育。

关键词:独立实验能力;素质教育;主体性;发展性;开放性

化学实验课是五年制高职化工专业学生的必修课程。由于许多初级中学长期以来实行“应试教育”,片面追求升学率,不少教师采取“做实验不如讲实验”的做法,学生养成“做实验不如背实验”的习惯,使得初中生较少动手做化学实验,不仅化学实验基本操作薄弱,而且动手做实验的能力较差。这对于在五年制高职化工专业化学实验教学中实施素质教育无疑是很不利的。一名五年制高职化工专业学生,除了应该掌握一定的化学实验技术、知识、方法外,还必须具备较强的独立实验工作能力(认识、观察、发现、自学、文献检索、动手、分析、创造等能力)。更重要的是,通过独立实验工作能力的培养,有效地发展学生的素质,将其学习纳入素质教育的轨道。因此,在五年制高职化工专业化学实验教学中,应该把握素质教育的特点,遵循素质教育的规律,注重培养高职

学生的独立实验工作能力。

贯彻素质教育的主体性

教师要把学习的主动权交给学生,确实发挥学生在教学中的主体作用,这是素质教育主体性所要求的。对学生独立实验工作能力的培养,必须贯彻素质教育的主体性,从改革传统的实验课前指导入手,讲究实验课的课前指导。在实验课前指导中,应该努力把传授实验知识变为实验方法指导;把教师独自讲授变为学生自学互教;把学生被动接受变为自觉汲取。以无机化学、有机化学、分析化学等基础实验为例,在约20分钟的实验课前指导中,主要是启发学生互评上次实验课的情况,提问并介绍新实验中使用的主要仪器和指导学习新的基本操作,强调安全注意事项。一般性的实验原理、操作步骤、实验方法等,不需要精讲,避免学生实验时依赖教师。对于物理化学、精细化工、应用化学等专业基础实验,可以开放实验室,教师在实验现场具体进行有关的基本测量技术讲解,然后安排一段时间让学生在实验室参照有关资料、仪器进行预习,主动学习。如此,既培养了学生的自学能力,又为下一步学生独立进行实验奠定了基础。

为了保证学生实验能独立地顺利进行,应加强预习指导,发挥学生的主体作用。可以提前一周时间以书面通知学生,明确预习要点,使学生预习得比较全面、充分。可以把实验中的重点、难点、关键点等编成富有启发性的课前思考题或者实验作业题(平均每次实验有10道左右),增强实验的研究性和探索性,提高预习效果。属于规律性内容和说理解释,则明确要求学生通过实验归纳、概括以及解答,使学生带着问题做实验。这样,既调动了学生的主观能动性,又激发了学生的学习积极性,让学生有更多的属于自己掌握的学习时间和空间,有利于提高他们的独立实验工作能力。

采用以学生自学为主的方法,必须防止放任自流,严格检查预习情况和效果。对于预习不充分的学生(检查预习报告或课前提问),应该安排他们此次实验不进行独立操作,待补上以后再进行独立实验。这样,在措施上保证学生能够独立实验,并确保素质教育主体性的贯彻。

遵循素质教育的发展性

在五年制化工专业基础实验教学中,重视对学生潜能的开发和个性特长的发展,就是实施素质教育的发展性。在实验教学中应该不断提高学生的思考技巧,如创意思考、联想思考、推理思考等,使学生的潜能得到充分的发挥、运用和增强。为此,应该不断提高实验中的辅导艺术,使学生从掌握知识变为注重提高能力;把单调枯燥的学习变为生动活泼的研讨;使学生从重负下摆脱出来,愉快自觉地追求学问。在辅导学生实验时,教师不仅要自始至终注意到学生的主体作用,努力促使他们独立实验,以增强学生的独立实验能力,而且要让学生的潜能、个性得到展示。学生实验时,以“导”带“教”,以“促”代“辅”,并深入到学生中去,通过引导学生观察实验现象,发现问题、思考问题和解决问题。当学生在实验过程中出现具体问题或遇到意想不到的现象时,可以先不作直接的正面回答,不立即告诉学生如何处理,而是围绕着该项实验的基本要求,启发学生独立思考,激发学生自寻答案,引导学生自己试验、独立解决。例如,在做无机化学实验时,学生按照教材进行实验的过程中发现,“氢氧化锰(Ⅱ)”不能完全溶解于氯化铵溶液中,这与预习时的计算结果不相符合;当教师提醒学生回想前面实验所得的氢氧化锰(Ⅱ)是什么颜色后,不少学生经过分析思考便立即领悟了,调换了实验顺序便获得了较好的实验结果。又如,从氯化铜溶液中回收铜单质时,出现了用铁片还是用铁粉哪一种较好的问题,教师应鼓励学生自己动手试验,通过比较,从该实验的基本要求出发,让学生自己得出结论。

在枯燥单调的性质试管实验中,必要时教师应让学生灵活使用教材,不要求学生必须全部按照教材内容。实验时支持学生大胆试验,例如学生进行硫酸四氨合铜(Ⅱ)热分解实验时,实验现象中的产物比预习时预料的要多,产物是什么?怎样产生的?可以鼓励学生探讨,课内做不完允许利用课余时间再做,实验室提供方便。并允许学生不交预定的实验报告,只收其专题作业报告《硫酸四氨合铜(Ⅱ)热分解》。学生为了完成专题作业报告,查阅了许多资料,并开展讨论,这种做法既增强了学习兴趣,更有助于提高学生的独立实验工作能力。教师应该创造各种条件,开发学生的创造能力和潜能,使每个学生都有机会充分挖掘并展示自己的才能。

在辅导学生实验过程中,教师应强调学生重视实验小结,丰富实验知识,才可以有效发展学生的实验能力。例如,学生在做二氧化锰催化过氧化氢分解实验时,需要检查气体,教师可以启发学生总结出几个操作要点而使实验现象明显。学生以后做二氧化锰和浓硫酸的受热反应,过氧化钠的水解反应,硝酸盐的热解反应,其产物的检查效果都比较好。又如在分析化学实验中,引导学生归纳促使沉淀析出的几种常用方法后,学生再做这类实验时均获得比较明显的现象。这说明了学生的独立实验工作能力提高了,同时让学生感受到实验既是科学又是艺术。

实施素质教育的开放性

就某门课程而言,素质教育的开放性,即把它作为敞开体系,使它与环境经常有物质、能量或信息的交换。素质教育的开放性要求实验教学不再局限于课内和课本,尽量拓宽原有教学空间,挖掘新的教学渠道,寻找多种信息来源,开展创作科技活动……。素质教育的开放性与主体性、发展性一样是贯穿在整个实验教学过程中的。采取设计性实验教学不仅可以贯彻素质教育的主体性、发展性,更是实施素质教育开放性的重要举措,是培养学生独立实验工作能力的有效方法。每学年可安排2～3个综合型设计性实验,五年制高职化工专业第三、四学年下学期可安排学生进行较大型设计性实验——课程设计实验。

设计性实验,即教师拟出实验题目,学生自拟实验方案,独立操作完成全部实验,写出实验报告。设计性实验没有现成的实验材料,学生必须查阅较多资料,弄清实验原理并完成有关计算,制定实验路线和确定实验步骤,提出实验所需的仪器、材料、药品以及装配仪器等……这种实验具有开放性特征,也称为开放性实验。为此,教师在平常就应该适当安排有关设计性实验的内容对学生进行训练,开展局部的、初级的、思考性的课内设计性实验教学。可以在布置预习时以思考题的形式要求学生结合该次实验的有关内容做某个小专题设计,也可以在实验作业中要求学生做出小设计实验,还可以在实验过程中要求学生设计小实验来验证某种产物等等。这些小设计应具有多样性,涉及实验知识面要广,与期末安排的设计性实验最好要有联系。例如,某个实验装置的改进及其所做实验原理的推广应用,物质的分离、提纯和回收,物质的鉴定等等。通过平时的训练,学生才能在期末时有一定的实验设计能力,进行综合型设计性实验才有基础。

学生的设计性实验应有一定理论深度,但难度不宜过大。实验设计方案应是学生经过努力(如查阅参考资料、同学间讨论等)后能够设计出来的,而且可以获得较好实验结果。设计性实验本身也应该具有开放性,最好具有多种可供学生选择的实验路线,涉及的知识面应比较广泛(如实验原理、试验方法、本学期所学的基本操作等),要求学生根据自己以往的经验、已有的知识和查获的信息进行选择、组合、构思、创意设计。这些设计实验应具有实验价值,在形式上有多样性,而且能引起学生的学习兴趣。学生设计实验的过程也应该具有开放性,不仅要开放实验室,让学生熟悉所用的器材药品,而且要根据题目的难度和学生所拟方案的深度,允许先期完成方案设计的学生到实验室进行某阶段的小分量实验,允许设计上有严重错误的学生修改方案,甚至重新设计。学生在完成实验以后,无论成败与否都应写出小论文形式的实验报告或普通形式的实验报告。可见,设计性实验信息容量大、学习空间广、教学形式活、知识内容丰富,是化学实验教学中实施素质教育开放性的强力手段,是对学生独立实验工作能力的综合训练。

参考文献:

[1]张荣.无机化学实验[M].北京:石油工业出版社,2008.

[2]邓泽民,韩国春.职业教育实训设计[M].北京:中国铁道出版社,2008.

[3]田征.素质教育梯次发展管理评价实践研究[M].北京:科学教育出版社,2007.

作者简介:

徐焕才(1968—),男,江苏省江都职业教育集团讲师,主要从事化工专业教学及研究。(本文责任编辑:尚传梅)

(本栏责任编辑:谢良才)