實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐探索

摘要 本文以天然藥物化學(xué)設(shè)計性實驗為例，探討實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)系，提出從實驗教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理等方面進行改革，培養(yǎng)具有較強動手能力、創(chuàng)新能力、分析問題能力，能夠適應(yīng)社會需求的綜合型人才。

關(guān)鍵詞 實驗教學(xué)改革 創(chuàng)新教育 素質(zhì) 創(chuàng)新人才

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

目前，提高學(xué)生的專業(yè)實踐能力和綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才以適應(yīng)社會與市場需求的教育觀念轉(zhuǎn)變成為高校教育改革的重點與熱點問題。實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、獨立分析問題能力、解決問題的能力和創(chuàng)新能力方面起著極其重要的作用。進行實驗教學(xué)改革，是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑。本文以天然藥物化學(xué)設(shè)計性實驗教學(xué)實踐與取得的成效為例，提出實驗教學(xué)改革的基本思路和措施，探討創(chuàng)新人才培養(yǎng)的方法與途徑。

1 實驗教學(xué)的重要性

實驗教學(xué)是高等教育教學(xué)過程中不可或缺的重要組成部分，它在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學(xué)形式都無法替代的。實驗教學(xué)的效果與實驗室建設(shè)成為衡量高校辦學(xué)實力和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要標(biāo)志。①

實驗教學(xué)和理論講授是居于同等重要的地位的兩個教學(xué)環(huán)節(jié)，二者相輔相成，相互依存，密不可分。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，實驗教學(xué)可使學(xué)生直觀地、親身地體會所學(xué)的知識。相對于理論教學(xué)，實驗教學(xué)在整個教學(xué)體系中，在培養(yǎng)創(chuàng)新型、綜合型人才方面有著不可替代的地位和作用。

2 傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在的問題

長期以來受限于實驗經(jīng)費、課時和教師等因素，大多數(shù)相關(guān)院校的天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容以驗證性教學(xué)為主，形成單一的實驗教學(xué)模式。指導(dǎo)教師在課前對實驗內(nèi)容進行講解，實驗教師按照實驗指導(dǎo)書準(zhǔn)備實驗儀器和藥品，學(xué)生機械地按照實驗指導(dǎo)書上的步驟進行操作。②這種驗證性的實驗教學(xué)模式，無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的調(diào)動，致使學(xué)生始終處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，循規(guī)蹈矩、按部就班，缺乏自主思維與自由發(fā)揮，對學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)十分不利。

同時，由于受傳統(tǒng)觀念的束縛和影響，在高校教育過程中存在著程度不同的重理論輕實驗的現(xiàn)象。人們往往把理論教學(xué)作為主要手段，而實驗教學(xué)僅僅作為理論教學(xué)的輔助手段，過于重視和強調(diào)理論講授，而忽視了實驗教學(xué)對理論學(xué)習(xí)的重要性，忽視了對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。實驗過程中常常是實驗教師將實驗所需的各種溶液全部提前幫學(xué)生配好，玻璃儀器全部提前清洗干凈，甚至連水浴鍋和電熱套的溫度都提前為學(xué)生設(shè)定好，儀器提前調(diào)好，學(xué)生只需用就可以。有個別的學(xué)生到了大學(xué)三年級還不會獨立使用水浴鍋和電熱套，真是讓人可笑又可氣。但深深反思，這種情況的發(fā)生與陳舊的實驗教學(xué)模式和觀念不無關(guān)系。為改變目前的實驗教學(xué)現(xiàn)狀，我們對天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)進行了設(shè)計性實驗教學(xué)改革，經(jīng)過幾年的不斷探索，在設(shè)計性實驗教改方面取得了較好的成效。③

3 改革實驗教學(xué)的方法

3.1 獨立設(shè)課

在我校天然藥物化學(xué)設(shè)計性實驗教學(xué)實踐中，我們將該實驗獨立設(shè)課，增加實驗學(xué)時達到60課時，并單獨計算學(xué)分3分。這樣改革之后，使實驗教學(xué)跳出附屬于理論教學(xué)的傳統(tǒng)模式。實驗得到了教師與學(xué)生的充分重視，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。④⑤⑥

3.2 改變實驗課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生成為實驗主體

我們開設(shè)天然藥物化學(xué)設(shè)計性實驗時，整個實驗流程分為學(xué)生與教師兩條線，突出以學(xué)生為主，教師為輔的實驗?zāi)Ｊ剑寣W(xué)生通過資料查閱、方案設(shè)計、試驗操作及結(jié)果分析等對中草藥有效成分的基源鑒定、提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定方法進行一套系統(tǒng)的、完整的、直觀的、自主的學(xué)習(xí)。實驗前，教師只給出實驗課題、目的要求考核目標(biāo)等，而具體實驗方案的制定、實驗材料的選擇、測定方法與分析的選擇、結(jié)果分析與評價均由學(xué)生獨立完成。實踐證明，通過讓學(xué)生自主設(shè)計試驗方案和自主選擇試驗方法，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分發(fā)揮其主觀能動性，鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、綜合運用知識能力以及獨立思考、分析問題和解決問題的能力，為今后從事科學(xué)研究和工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.3 改變教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力

在開設(shè)天然藥物化學(xué)設(shè)計性實驗時，我們確定了：丹皮酚的提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定、紫丁香甙的提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定、槐米中蘆丁的提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定、黃芩苷的提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定、苦參堿或氧化苦參堿的分離與結(jié)構(gòu)鑒定等二十余個課題，另外還選擇了類似的備選題目二十個。學(xué)生可以根據(jù)興趣愛好與所學(xué)過的知識自行選擇課題。在課題研究中我們著重強調(diào)學(xué)生的自主性和獨立性。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，實驗采取2人/組，教師下達題目及任務(wù)書后，每一個學(xué)生必須自行查閱相關(guān)文獻資料，獨立設(shè)計方案。要求每個同學(xué)設(shè)計出不同的實驗方案，自行完成實驗。在實驗方案的設(shè)計中必須提出新的見解，做出新的發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)新的突破，具有開拓性和獨創(chuàng)性。實驗結(jié)束后學(xué)生應(yīng)提交實驗報告，實驗報告的主要內(nèi)容有除了實驗?zāi)康摹⒒驹怼⒉僮髁鞒毯徒Y(jié)論等之外，著重強調(diào)學(xué)生總結(jié)出自己的創(chuàng)新之處，并提出新的問題和下一步的研究計劃。實驗中教師鼓勵學(xué)生提出問題、解決問題、相互交流與思考，不僅提高了實驗的效果，而且培養(yǎng)了學(xué)生的動腦、動手、探究問題的能力，學(xué)生也通過歸納總結(jié)、同學(xué)間相互討論，促進再創(chuàng)造再發(fā)現(xiàn)，有利于創(chuàng)新意識的形成。結(jié)果表明，通過這樣有意識地對創(chuàng)新點的著重強調(diào)，激發(fā)了學(xué)生的實驗熱情，培養(yǎng)了學(xué)生積極進取，勤學(xué)好問，堅持不懈的精神，大大提高了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

3.4 全面開放實驗室，解決時間、經(jīng)費和師資三大難題

我們實行實驗室全天開放，充分發(fā)揮實驗室的作用，讓學(xué)生自由地選擇實驗教學(xué)內(nèi)容和實驗時間，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生進行個性化學(xué)習(xí)。同時努力解決經(jīng)費、時間和師資三大難題。針對經(jīng)費問題，我們采取了回收溶劑、要求學(xué)生自己動手制作簡單的實驗裝置等方法，既節(jié)約經(jīng)費又鍛煉學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造力。要求學(xué)生合理安排時間使用實驗儀器，鍛煉學(xué)生的協(xié)調(diào)能力和團結(jié)協(xié)作精神，在充分保證實驗效果的前提下，采用最低的成本進行試驗等。針對時間問題，提前一個月下達實驗課題及任務(wù)，學(xué)生在課余時間進行資料查閱和方案確定，不占用上課時間。對制定的實驗方案進行調(diào)整，采用最簡便易行、最快捷有效的方法進行實驗。實驗室全天候開放，學(xué)生可以靈活地安排實驗時間，隨時進實驗室做實驗，同時配備了6名富有經(jīng)驗的指導(dǎo)教師和實驗教師，做到有學(xué)生做實驗就有教師跟陪，及時迅速地為學(xué)生進行指導(dǎo)。

3.5 注重引進科研項目

在實驗課題當(dāng)中，有一部分難度稍大的題目來源于教師的科研項目，主要針對科研興趣濃厚，有意長時間參與課題研究的同學(xué)。這樣，學(xué)生可從設(shè)計性實驗開始直到大學(xué)畢業(yè)一直跟著老師從事科學(xué)研究工作，為學(xué)生提供了一個非常難得的學(xué)習(xí)與實踐機會，為他們今后更早更快更好地從事科學(xué)研究奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.6 完善實驗考核制度，注重學(xué)生能力考查

為了促進學(xué)生多動手、多思考、多創(chuàng)新，我們在成績考查時著重強調(diào)學(xué)生的動手操作能力，考核成績以百分制計算。操作技能的分值占到了85%；實驗方案的制定占5%；實驗報告占10%。這樣分配分?jǐn)?shù)的原因主要是強調(diào)學(xué)生多思考，多動手，尤其是在實驗的態(tài)度和操作上，有的學(xué)生實驗由于種種原因?qū)嶒炍醋龀晒蛘叩玫降幕衔锪亢苌伲菓B(tài)度非常認(rèn)真，能夠堅持進實驗室做實驗、認(rèn)真分析實驗失敗的原因，并從中獲得啟示和經(jīng)驗教訓(xùn)仍然能達到實驗訓(xùn)練的目的。

4 結(jié)語

全力推進素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已成為我國高等教育改革的重要任務(wù)。實驗教學(xué)在提高人才綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力中的地位和作用是不可替代的，深化實驗教學(xué)改革是實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)綜合發(fā)展的新型人才培養(yǎng)模式的要求。通過七年來對學(xué)生天然藥物化學(xué)設(shè)計性實驗的探索與實踐，我們發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)改革可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，鞏固學(xué)生的基本知識和試驗操作技能，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，對培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實驗素質(zhì)、團隊精神、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)奠定良好基礎(chǔ)。

當(dāng)然，要培養(yǎng)出創(chuàng)新型的高素質(zhì)人才僅靠實驗教學(xué)一個環(huán)節(jié)是不夠的。我們必須轉(zhuǎn)變教育思想，更新教學(xué)理念，扎實工作，不斷創(chuàng)新，徹底改變實驗教學(xué)落后、滯后的現(xiàn)狀，開創(chuàng)新世紀(jì)高校實驗教學(xué)的新局面，為國家培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才。

基金項目：2011年陜西科技大學(xué)教改項目11JG25

注釋

①②劉志艷.對設(shè)計性實驗的認(rèn)識與實踐體會[J].教學(xué)研究，2007.30（6）：542-546.

③ 朱靜，陳新兵，謝斌盛.設(shè)計性實驗教學(xué)的體會與探索[J].文教資料，2007.8：39-40.

④ 楊婷婷，李琴，張文超.淺談實驗教學(xué)改革與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].科技信息，2010.3：395.

⑤ 徐海花，彭儒武.高校實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)教育改革[J].中國教育導(dǎo)刊，2008.28：83-86.

⑥ 李廣偉，胡留現(xiàn).實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實踐實驗室研究與探索[J].實驗室研究與探索，2008.27：110-112.