淺析開放性探究實驗對學生科研能力的培養

高超穎+楊楊+陳靜

【摘要】大學化學實驗課是化學專業學生必修的重要課程。在化學教學中，一般側重理論知識的教學，對學生實驗操作能力的培養造成了一定程度上的影響。針對此現狀，我們通過開放性探究實驗，提高學生的實驗操作能力和自主探究、創新的能力。

【關鍵詞】開放式教學探究實驗研究能力化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是獲取化學知識、進行化學知識創新的重要手段。隨著學生教育層次的提高，教學的方法也會存在很大的差異，在教學中加強對學生實踐能力的培養將是一個巨大的挑戰。大學化學實驗教學普遍采用注入式實驗教學模式，技能訓練和科學素質的培養分離嚴重。在實驗教學中實現技能訓練和科學素質培養的協調發展已成為大學實驗教學改革中的核心內容。探究式教學策略的構建提倡學生主動參與，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。

一、開放式實驗教學的基本模式

開放式實驗教學的基本模式一般分為兩種：一種基于某些事物、現象的起因以及影響它們的因素、相互關系等問題出發，根據實驗者已有的經驗運用有關的化學知識和技能，通過實驗探究得到事實結果，進行科學抽象從而獲得結論的模式。另外一種就是學生在教師的指導下，對某些事物、現象的起因以及影響它們的因素、相互關系做出一定的假設，并在此基礎上通過實驗探究驗證假設來獲得結論從而實現交流應用的模式。后者包含著對有關化學知識和實驗技能的掌握與綜合運用，也是化學科學研究中運用較為普遍的一種模式。

二、開放式實驗在教學中的應用

運用開放式實驗教學的教師來說，要對學生的探究性實踐活動尤其要注重加強學生的綜合分析能力和處理實際化學問題的能力方面的指導和培養。

1.指導學生自主性探究實踐

教師應積極發掘生活和環境與化學相關的實踐資源，為學生拓展動手實踐能力的空間。自主性探究實踐活動要充分發揮學校圖書館、實驗室以及各類教學設施的作用，建立科研興趣小組、學術科研活動為化學探究性實踐創造條件。大學生參加科研活動對于提高大學生綜合能力具有重要作用。通過科研立項、畢業設計等進入相應的課題組和研究所，在老師和研究生的指導下開展理論研究與探究實驗，培養自身的實驗能力和科研素質。

教師在指導探究性實踐活動時，關鍵是從學生的生活經驗和已有的知識背景出發的教學，創設一些遞進式的探究問題，將學生逐步引入揭示奧秘或解決問題辦法的能力。在化學科學研究中，合理、周密、巧妙的實驗設計，往往能導致化學科學的重大發現。例如對“地溝油”事件進行跟蹤探究其對生活的影響，如何通過化學方法進行檢測都涉及化學探究性實踐活動。在教學過程中指導學生進行探究性實驗設計，不僅能提高實驗效率，同時還能培養學生的，綜合思維能力和策劃能力。

2.化學實驗探究的開放性實踐

化學的實驗教學貫穿化學教育的始終，開放式的教學方法和教學空間對培養學生自主探究的科研能力具有極其重要的意義。學生可以根據自己的專業要求和教學進度提前預習和預約實驗，如果在實驗過程中存在問題時，教師通過引導的方式提供必要的幫助，有利于培養學生實驗的基本方法和動手能力。每個環節都要求每個學生自己來完成，從而使學生的實踐能力和解決問題的能力獲得極大的提升。在實驗過程中鼓勵和引導學生對實驗工具和實驗方法進行改進，其他資源的利用也必須得到極大重視。另外，通過增設設計性和綜合性探究實驗，給學生提供自由選擇、主動參與科研實踐的機會，提高學生知識綜合應用的能力和解決實際問題的能力。實驗評價采取學生的自評和互評以及教師的他評等多種形式，從實驗方案設計、文獻調研、過程追蹤、數據處理和結論的得出以及交流討論多方面進行量化測評。

3.通過化學的交叉領域進行實踐

化學科學研究涉及的內容日益廣泛、深入和復雜，它與材料、生物、醫學、能源、環境等領域是相互滲透的關系日益密切。而化學教學中的開放式探究實驗教學活動也應與其他學科配合進行。在多學科交叉和綜合性的實驗教學中，學生可以根據自己生活經驗和已有的知識背景出發，自主設計和完成有關的創新性實驗課題。例如化學與生物相關領域結合，可以通過探究性研究設計新型細胞染料和分子探針，實現簡便高效的研究細胞內部結構和功能。從學生興趣愛好的教學，必定是最能引起學生積極主動參與其中的教學，同時也給學生提供了進行化學實踐活動和交流的機會，這將極大地推動學生創新能力的培養和提高。

三、開放式實驗教學的意義

化學探究性實踐活動和課堂教學相互配合，對于開發學生潛能、激活創造性思維具有重要的意義。通過開放性探究實驗，激發學生運用已有知識、技能，進行合理想象，從中發現新知識，解決新問題的積極性。探究性實驗教學能夠使學生獲得一定的科學研究經驗，了解科學理論知識與技術之間的關系，為將來獨立開展研究課題奠定良好的基礎。開放式探究實驗教學有利于全面提高學生科學研究素質，對學生的繼續深造和研究型人才的培養都大有裨益，應該大力提倡。

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項目來源：內蒙古民族大學混合式教學改革立項課題（JGH2016029）和內蒙古民族大學教育教學研究課題（YB2017035）支持。endprint