對開展綜合設計性實驗課教學探討論文
【摘要】 綜合設計性實驗是改變傳統教學模式、提高試驗教學質量、培養學生獨立操作能力和創新性思維的重要手段之一，也是實現實驗教學全面改革，促進人才培養方案實施的必由之路。
【關鍵詞】 綜合設計性實驗 科學素質 創新教育
隨著科學門類的交叉，人類知識的迅猛發展，實驗課程發展到與理論并重的地位，以驗證化學原理為主的舊的化學實驗教學體系與內容已不適宜化學學科的發展趨勢和社會對人才素質不斷提高的需求。為了適應高素質化學人才培養的需求，構建“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力、重創新”的人才培養模式，加強基礎化學綜合設計性實驗建設，對提高學生的綜合能力和培養學生的科學探索精神有著十分重要的意義。
一、開展綜合設計性實驗的意義
對任何問題的解決都有一個科學的思考過程：對客觀事物的觀察或對前人研究成果的復習→發現問題或提出新的問題→對問題的分析和研究→提出假設→通過實驗手段驗證假設→得出結論。建立正確的科學思考模式，是進行綜合實驗設計、制定實驗方案的前提。了解科學的認知過程和科學理論的建立過程，對學生掌握科學方法論，正確運用實驗手段解決科學問題非常有益。運用已掌握的實驗原理和技術方法，去解決實際問題，這也是開設綜合設計性實驗的目的所在。一方面學生能鞏固已有的實驗技能和設計能力，一方面鼓勵他們繼續向更高的科學層次進軍，即提高解決未知問題的.能力。有些問題可能是學生通過實踐自己發現并想進一步解決的，也可能是本身即存在的，對社會實際有重大意義的課題：如開設的肉類及腌制食品中亞硝酸鹽的測定；海產品中碘含量的測定；辣椒紅色素的提取；復方阿司匹林的分離及成分析；涉及環境保護方面的廢舊干電池的綜合利用及產品分析等綜合設計性實驗。既可以使學生提高解決實際問題的能力，又能促進學生對社會實際問題的關注和參與程度。啟發學生從自身專業的角度聯系現實生活找出自己的研究探索的途徑。
二、設立綜合設計實驗課程的原則
1、科學性原則。科學性是設計實驗的首要原則，所謂科學性是指設立的綜合設計實驗和開放性實驗要依據科學實驗原理，他們所運用的實驗原理，實驗步驟、操作程序方法必須與理論知識方法論相一致。
2、可行性原則。所謂可行性是指學生在實施實驗和設計時必須可行，他們所運用的實驗步驟和方法必須是大部分已掌握會運用的，選用的有關儀器、設備和材料必然是可以開放使用，并且已經較熟練地掌握了其操作程序。
3、簡約性原則。簡約性是指在不影響實驗結果和培養學生綜合實驗能力的前提下，盡量采用學生能獨立操作使用的設備和方法，選用價格適宜且易獲取的實驗材料作為實驗的對象。
4、實用性原則。實用性是指學生的開放性實驗和設計性實驗要符合客觀實際，以解決實際問題為思路，通過綜合實驗來解決科學發展和社會生活中的某些實際問題。例如測具體實物中微量元素的含量；提取天然色素等。
三、綜合設計性實驗課程的基本內容
學生通過基礎化學實驗課的學習，已經理解了實驗原理，掌握了化學實驗常用的儀器及基本操作。此時在教師的指導下，進行一些學生自己策劃的開放性實驗和設計實驗，既可以鞏固以前所學基本操作、驗證實驗原理，又可以培養學生的創造性綜合實驗的能力。教師的作用在于幫助學生確定實驗目的，明確實驗原理，與學生共同分析實驗中每一步驟的作用、必要性和可行性；并在此基礎上針對不同的實驗環境對實驗設計做相應的調整、修正，設計出一個更為適合和可行的，效果更為理想的實驗流程。在實驗方案的設計過程中應注意以下幾點。
1、設計實驗的首要問題。具有較強的科學性和實用價值是設計適合的實驗方案和程序的首要問題，應特別注意讓學生了解所設計的實驗目的、原理、操作過程，使學生有的放矢。如在海產品中碘含量的測定實驗，干法與濕法對原材料處理的不同，其目的所在，依據所在，其具體方法的可操作性。
2、開展設計性實驗的目的。通過實驗技能的培養，培養學生的觀察能力、實驗能力、思維能力和運用已學習的知識來解決實際問題的能力。如在一個學生的創新實驗中，學生自己設計用四氯化碳進行萃取選用容量瓶是否都必須定容，不定容對結果的影響。
3、設計實驗的主體。在實驗課程教學中滲透教為主導、以學生為主體的教學原則，運用啟發與討論、實驗等教學法，貫徹科學素質教育、能力培養的宗旨。在開放性和設計性實驗階段同樣要以學生為主體進行。
4、設計實驗的效果。在使學生主動獲取知識的同時，培養了學生的創新意識，提高了實驗操作、觀察、邏輯推理以及分析綜合能力,并逐漸養成嚴謹的科學態度。從對試驗目的的認識，相關文獻的查閱，實驗方案的確定到儀器試劑的選取及實驗數據的處理，小論文的初步形成與修改。在這樣一個過程中的確使學生的設計實驗和分析能力等各方面都得到了提高。
四、綜合設計性實驗的評價問題
1、檢查學生對基礎知識和實驗技能的掌握程度。評價過程應是檢查學生綜合應用知識和動手能力的一種教學方法。對學生的開放性實驗和設計性實驗的評價，其目的之一是檢驗學生對基礎知識和技能的掌握程度。如學生在廢舊干電池的綜合利用及產品分析實驗中，掌握的實驗背景材料和利用所學知識進行相關實驗操作，是實驗能順利進行的第一步。
2、考察學生對實驗結果的分析、歸納、整理能力。在學生已經取得實驗結果后，如何運用已學過的知識對實驗結果進行正確合理的資料采集、整理、分析和歸納，也是其綜合能力的體現。
3、檢驗學生引用相關文獻的使用能力。學生在設計性實驗及開放性實驗過程中是否有合適的文獻引入，并正確解讀文獻，作為學生是否真正掌握開放性實驗的原理指標之一，也是體現學生吸納新鮮知識能力的重要方面。
4、評判學生實驗結論的產生。正確的合理的實驗結論的產生，是學生綜合能力的體現。通過開放性實驗和設計性實驗而得出關于某一實物的組成、性質和用途的結論，可以反映出學生所學知識的許多方面和融會貫通能力。由此實驗結果的評價，可以對學生的理論、實踐、分析、綜合等一系列方面進行考察。
開展綜合設計性實驗，建立以學生為中心、由教師加以引導的綜合性實驗教學模式，是我們近年來改革基礎化學實驗教學的嘗試。實踐表明，由于這種實驗屬設計創新型實驗，許多問題是沒有現成答案的；在實驗設計的實施過程中，當學生遇到問題時，首先要求他們自行解決。他們可以及時查閱資料、工具書和網絡信息等，教師只起到宏觀引導的作用。這種以學生為主的自我訓練體系，能充分調動學生主動學習的積極性。學生通過綜合設計性實驗，充分發揮各自的思維與想象能力,在學習過程中受到了創新意識與能動的啟發與培養；并且在此過程中掌握一些較為復雜的實驗方法、正確使用一些復雜的精密儀器設備、準確地采集實驗數據，增強了學生對實驗數據和結果的邏輯分析能力及作出正確合理結論的能力。并且在使學生主動獲取知識的同時，學生的創新意識，實驗操作能力、觀察能力、推理和綜合分析能力都得到了明顯提高，逐漸養成了嚴謹的科學態度。
綜合設計性實驗這種集知識教育、素質教育、技能教育和創新教育為一體的綜合性培養方式，順應了高校為國家培養科技創新人才的需要，有著廣闊的發展前景。
【參考文獻】
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