唐鳳娥
(長江大學 一年級工作部,湖北 荊州 434025)
19世紀以前,實驗室是為創造性研究設立的,實驗室教學幾乎是一片空白。從私人實驗室到大學實驗室有一個漸進過程。初期的實驗室教學,大學教授僅允許最優秀的學生進入他們的實驗室,如德國柏林大學的馬格努斯(H·G.Magnus1802—1870)。隨著學生的增加,私人實驗室滿足不了需求,大學當局開始給予財政資助,在私人實驗室的基礎上建立大學實驗室,逐步發展形成當今的實驗室教學。1863年開辦的柏林大學物理實驗室,成為實驗室早期的翹楚,柏林大學因此成為歐洲物理學研究中心之一,研究生院體制也由此逐漸形成。
19世紀,大學實驗室包括兩個相關的任務。一是供專家、學者進行科學研究,二是訓練學生使之成為未來的科學家。用于實驗教學的學生專用實驗室首先在德國建立起來,柏林大學的成功經驗吸引了英國同行的注意,也開始建立教學性質的實驗室。走在最前面的是格拉斯哥大學的開爾文教授(W.Thomson1824—1907),他指導下的學生實驗室工作大半是創造性的。當時學生是否使用實驗室不是必修的,而是選修的,進行的是創造性實驗而不是近代意義上的驗證性實驗。后來在麻省理工學院第一任院長W.B.羅杰斯的強烈倡導下,才在大班級開設正規的實驗課程,而且是學生獲得學位所必須完成的。到十九世紀末幾乎所有美國大學和學院都設立了各類實驗室用于實驗室教學。在美國,中學也很重視實驗教學,它的實驗室教學比其他任何國家都發展的好。十年樹木、百年樹人,美國現今的強國地位與此不無關系。
中國高校實驗室的發展是引入國外大學實驗室發展模式,早期我國私立學校如成都紡織高等專科學校前身為“國立中央技藝專科學校”,創立于1939年。曾有過規模很小的實驗室,其目的是為紡織企業研究新花色或者新染料,極少用于實驗室教學。我國大學實驗室體系的形成和完善遠落后于西方大學實驗室和實驗室教學的發展,直到改革開放前,國內大學實驗室也只是作為教學的輔助手段。而國家級實驗室和國內一流大學的實驗室主要承擔國家重大科技攻關項目和高水平的科學研究,真正將實驗室用于大學教育實踐是在改革開放以后。
在改革開放的新形勢下,社會經濟和信息化步伐加快,具備專業知識、熟練技能和創新意識的人才需求不斷提高,為滿足這種日益增長的需求,培養合乎需求的人才已成為大學教育所面臨的新課題。面對這種機遇和挑戰,我們必須拋棄墨守成規的陋習,更新觀念改變人才培養模式,大力發展實驗室教學,尋求新的提高學生綜合素質和創新能力的方法,使學生在完成大學教育后學有所長,學以致用。以便學生更快、更順利地融入社會,盡快成為建設國家的有用之才。
高校實驗室教學是大學教育中十分重要的環節,也是開展科學研究和生產實踐的部門,它不僅承擔傳統實驗教學任務,也是培養學生嚴謹思維方式、發明創造意識和科學工作態度的重要方法,是大學整體教學中不可或缺的組成部分。實踐證明,高校實驗室教學在高校教育,尤其在本科學生的教育實踐中具有不可替代的重要地位。在知識經濟時代,起著培養學生把握新興學科、交叉學科、當代科學研究領域的發展動向的重要作用。因此盡快確立高校實驗室教學在人才培養中的地位和作用,是加快高校實驗室改革和建設步伐的關鍵。
實驗室教學是教師向學生傳授知識的重要手段,結合課堂和書本上的知識,通過實驗室教學形象直觀的演示和學生親力親為的實驗,對加深理解所學知識有著不可替代的作用。通過實驗教學,為學生答疑解惑,可培養學生的觀察能力,分析能力,啟發學生潛能和智力,為書本知識和科學實踐構建聯系橋梁。通過實驗室教學培養學生科學思維模式,充分發揮學生自主思考,科學分析,勇于實踐拓展思維空間和知識面,達到開發學生智力的目的。
實驗室教學既可訓練學生基本技能又能培養綜合能力。實驗室教學的核心任務具體體現在基礎課、技術基礎課,教師通過實驗室教學組織學生有目的、有計劃的操作實驗項目,培養學生的觀察能力、實驗操作能力,幫助掌握專業知識和提高在專業領域內的動手能力和綜合解決問題的能力。在專業課實驗教學中通過實驗室教學培養學生的正確判斷能力、研究設計能力和創造能力,在畢業設計階段檢驗學生的綜合能力。
實驗室教學不僅是在培養學生掌握知識,基本技能等智育方面,更重要的是通過實驗室教學培養學生嚴謹的科學態度和養成未來科學家的良好素質、修養和職業道德,培養學生不怕挫折敢于面對失敗的精神品質。利用實驗設備進行各種科學實驗時,面對設備或者試驗中出現的問題,結合自身所學知識主動分析,發現問題所在,找到解決問題的辦法,自己動手排除。由此,學生在解決問題的過程中,養成探索精神,實事求是的科學態度,從而培養學生樹立正確嚴謹的科學態度。
《中共中央國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》和黨的十八大都對我國高等教育的改革與發展提出了新要求,高等學校應將培養高素質人才列為頭等大事,要充分利用實驗室教學培養學生創新能力、實踐能力和敬業精神,并將實驗室教學作為高校培養人才的重要組成部分,理所當然也是高等教育教學改革的重要領域。只有如此作為,高等教育才能培養出適應二十一世紀我國科技與社會發展所需的人才。
除了數據計算、結果分析以外,還必須分析觀察到的實驗現象,鼓勵學生在報告中依據實驗情況發表各人見解和對實驗的修改意見以及對實驗室的建議。
實驗室教學在現代高等院校的人才培養的地位以及作用已被大多數高校教育工作者和專家學者充分認可,但是,各高校根據自身的發展需要和實際情況,對實驗室教學的重視程度大不一樣。不過毋庸置疑,凡是重視實驗室教學的質量的高校,他們都有一個共同點,就是科學研究水平高于其他學校,哪個學科的實驗室體系投入大,體系完善,管理水平高,那么這個學科就一定處在全國乃至全世界前沿。所以,實驗室教學已成為衡量一所高校是否能培養學科高端人才和是否具備科學研究創新能力的必備條件。