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实验室开放模式对提升学生创新能力影响

2023-01-05孙万虹李海玲曹忻徐静李慧婧乌兰

化工管理 2022年7期
关键词:创新性实验室实验

孙万虹,李海玲,曹忻,徐静,李慧婧,乌兰

(西北民族大学实验教学部,甘肃 兰州 730030)

0 引言

现如今,创新性人才培养已成为高校人才培养的基本要求,也是高度切合社会需求,增强毕业生就业竞争力。因此,如何培养应用创新性人才成为高校深思的问题。党的十九大召开后,各行各业都期望引进创新性人才,从单纯的应用型人才需求转向应用创新性人才需求。所以,应用创新性人才将是今后各个企业重要的需求类型,也将是高校着重考虑的问题[1]。

高校实验室是相关专业人才培养的重要阵地,实验是学生创新创业能力培养的重要环节,在高校创新人才培养体系中占有重要地位[2]。因此,高校对实验室开放的力度、广度、深度都越来越重视,实验室开放的程度和收获成为各类评估和认证的考核指标。在评估实验室开放业绩时,主要通过开放实验项目数、接待人次数、完成学时数、社会服务项目数等。但主要还是要看学生通过开放实验项目学到了什么、掌握了什么、培养了什么、激发了什么,评价和考核开放实验室绩效时学生的收获应是最重要的指标,更应关注学生是否设计出新颖有趣的作品、取得可喜的成果、获得有益的经验,这才是实验室开放的初衷和使命。

1 开放实验室模式改革

鉴于实验室开放与学生创新性培养共融共生、相互促进的密切关系,我校实验教学部以改变实验室开放模式为抓手,不断加强改进实验室开放模式与管理[3]。通过不断丰富开放实验项目、采用“虚实结合”模式、推广多导师制、搭建实时互动平台、培养学生工匠精神、积极调动师生积极性等举措,激发学生实验兴趣,培养学生创新意识,促进和提高学生创新能力,从而实现学生综合素养的提高。

1.1 丰富项目来源

开放实验的良好运行以促进学生专业学习兴趣为出发点,以实验项目的合理选题、精心设计为基础,以难易适中、密切联系生活生产、紧跟时代科学发展的实践项目为支撑,以提高学生的实验技能、创新意识为目标。而以往开放实验项目题目只有申请老师或学生自拟题目两种模式,势必影响开放实验研究内容的广度和深度,也限制了学生可选择范围。我们充分考虑不同层次、不同专业学生的学习需求,主要从两方面进行改进:

首先,考虑到学校绝大多数学生来源于少数民族地区,少数民族学生占50%左右,学生的基础相对薄弱,实验动手能力更是层次不齐。因此,设计一部分开放实验项目内容以培养学生规范操作,提高实验操作技能,来满足基础相对薄弱同学的需求。大部分开放实验项目内容以创新思维的综合性和设计性实验为主,内容上主要包括贴近生活的趣味性实验、以提高基本操作技能和理论知识的基础性实验、以激发创新精神的综合设计性实验,来满足基础相对较好同学的需求。同时,内容上尽可能考虑不同专业、不同学科特点,设计贴近生活,又能理论联系实际的实验项目。另外,根据不同年级设计不同层次的项目,保证学生都需一定的努力才能完成。

其次,对实验技能较好、研究兴趣浓厚、创新意识强烈的学生,可以鼓励参与到感兴趣指导老师的各类研究课题中或鼓励积极参与到实验室高年级同学的创新团队中,也可自行设计感兴趣的实验内容,与指导老师讨论后在实验室开展实施。在实验研究过程中,遇到的问题可以随时跟课题组的老师和研究生同学进行分析、探讨。在此过程中,学生接触到的研究内容或参与的课题都是目前研究或进行的新兴课题,学生不仅可以了解当前研究动态、方向、发展前景,学习到新技术、新方法、新思路,还可以激发学生的创新意识和创新思维,为解决问题积极主动去探寻新思路、新方法,培养了学生的主动性和能动性。

1.2 采用“虚实结合”

所谓“虚实结合”是将虚拟仿真技术引入开放实验研究中,也是充分利用虚拟仿真实验室资源,对于一些实验操作不够自信、或在实验室无法开展、或存在安全隐患的研究内容,学生可通过虚拟仿真技术进行视频学习,而不受时间和地点的限制。在开放实验中让学生借助虚拟实验观察实验过程,掌握规范的实验操作,避免在真实实验中出现过失或实验事故,又可以满足部分同学对实验室不能完成实验内容的需求。虚拟仿真技术作为实体教学资源的有效补充,不仅可拓展学生学习的范围、内容、深度,也让学生学习更方便、安全、灵活[4],满足不同兴趣学生的需求。开放实验的目的就是培养学生发现问题、解决问题的能力,而虚拟实验器材的添加、实验条件和药品的选择不受现实条件的限制,学生可根据实验需要进行多种可能探索,大大提升了学生的研究兴趣,激发了学生的创新性。因此,虚拟实验在一定程度上也起到学习引导作用,成为真实实验的有效补充。

1.3 加强实践教学队伍建设

通过开放实验是引导学生掌握本学科或相关领域的基础理论知识和研究方法的有效途径之一,也是引导学生进行创造性学习,把读书、思考和研究紧密结合应用起来,不断提高自己的研究能力。因此,稳定多学科的实践教学队伍是实验室全面开放的坚强后盾,也是实验室开放能够取得显著成效的有力保障。相对而言,一般高校只保障能够正常开展教学科研的实验室管理队伍,实践教学队伍相对薄弱[5]。而建设一支稳定的实践教学队伍,对每位教师的要求并不低,必须了解本学科国内外的现状和发展趋势,能够掌握本研究领域的研究发展趋势,能够根据不同学生的需求设计不同的研究内容,具有指导和组织课题组进行研究工作的能力和经历。同时,指导老师的积极性、责任感、业务能力是学生开放实验收效的重要保证,最基本也是最重要的一点,要对学生有耐心、有爱心,能够积极引导、鼓励学生,让学生对于本学科充满探索热情,在此基础上才能谈培养学生的创新性。

为鼓励和满足不同专业和学科学生都能积极参与,并充分保证不同学科的学生能得到良好的学习效果,推广多导师制非常有必要,即不同专业、学科的老师组建团队,每位同学可以选择多位指导老师,力争为学生提供最全面、最专业的指导,为培养创新性人才保驾护航。

1.4 严格要求实验过程,培养学生工匠精神

工匠精神更趋近于一种职业精神,是近年来国家提倡的对从业者在职业道德、职业能力、职业品质上的一种衡量方式[6]。因此,在实验室开放过程中,不仅要考虑实验室安全管理、设备保障、师资力量,还要对开放实验的主体提出严格的要求。因在开放实验过程中,从资料搜集、设计科学合理实验方案,再到实验操作,解决出现的问题,都要求学生自己动手,积极主动思考,科学严谨,精益求精,还需提升自己的专业知识和对专业的深刻认识,提高实验技能,强化独立完成工作的意识,培养创新意识与能力,为以后打造良好的职业品质和职业技能。所以,在开放实验室是过程中,要严格要求学生规范操作,能够认真分析实验数据,实事求是,对实验数据可以进行科学合理的分析,得出实验结论,并能写出研究总结报告,学习研究论文的书写。总之,就是最大限度地挖掘学生各方面的技能,使学生在实践过程中提升自己的学习品质和创新意识,培养学生的工匠精神。

1.5 搭建实时互动平台

搭建高效的开放实验信息化管理平台是当今信息化技术飞速发展的时代需求,也是为了满足方便师生互动、节约时间、提高效率的需求[7-8]。开放实验信息化平台应设有系统管理员、实验项目负责老师、学生、实验室管理员等主要模块。目前,我校随还没有开放实验信息化平台,但是,开放实验信息化平台的建设也是迫在眉睫的事。我们也可通过借助微信公众号实现开放实验项目的公布、学生选择申报、实验安全常识测试、实验过程问题讨论等一系列操作,既节约师生时间,又方便提问与讨论,提高效率。

2 开放实验室保障管理

2.1 实验室安全管理

实验室安全是实验室正常运行的最基本也是最重要的保障[9]。为了保障实验室的安全运行,我校加强完善实验室安全制度和管理制度,注重培养学生的安全意识,加强实验室管理人员的安全防范意识,配齐实验室的安全防护器材。对师生定期进行实验室应急事故演练,提高师生的消防安全意识,增强实验室安全防护和实验室突发事故处理能力。在进入实验室前,对大一新生进行实验室安全网上考试,确保学生掌握实验室基本安全常识。

首先,开放实验室保管药品种类繁多,特别有机化学开放实验室,绝大多数药品具有腐蚀性、易燃、有毒等特点,使用过程中稍有疏忽就有可能引起烧伤、火灾、中毒等事故的发生。对于开放实验室药品的管理虽实行双人双锁,但还未做到精细化管理。因很多学生对实验安全的重要性和危害性认识不足,在实验过程中不够重视实验安全防护,对化学品的危害只是停留在书本层面。如在无机性质实验过程中,对药品用量、试剂的加入顺序都有明确要求,但仍有学生总觉试剂用量越多越好,加入顺序随意更改;也存在实验操作过程中,药品溅到皮肤隐瞒不说或错误处理的情况,都反应了学生对实验室药品规范使用和危害不够重视。所以,在实验室药品管理过程中,不仅要做到精细化管理,还应通过视频、现场演示等提高学生的安全意识,增强应急处理能力。

其次,开放实验室所用仪器绝大部分是玻璃制品,虽玻璃仪器属于常规仪器,但玻璃仪器易破易碎,存在划伤割伤的危险。因此,开放实验室玻璃仪器摆放应按由高到低、先里后外的次序摆放;柜中仪器还应遵循沉重铁器放下柜,玻璃仪器放上柜的原则。而目前在实验室仪器管理方面我们还不够精细化,开放实验室仪器存放柜并未针对不同性质开放实验室所用仪器特点而专门设计。

2.2 建立优质资源库

建立微视频资源库。利用微视频受现代年轻群体关注高和网络传播速度快的特点,将实验室安全知识、仪器设备规范操作、以往开放项目和各个开放实验室情况介绍等拍摄为微视频,可以是:常规玻璃仪器规范操作演示、错误操作示范、错误危害演示;常用设备的操作流程演示、关键操作讲解;以往开放实验项目、相关进展情况等介绍。在学生进入开放实验室之前在公众号发布,让学生通过观看视频,对实验室涉及到实验操作、仪器设备、实验室情况都有一个详细的了解,提高学生对即将进入实验室有一个全面的了解,这将成为学生顺利开展实验的有效补充[10]。

建立往届开放项目成果库。筛选往届已完成的优秀开放项目,将其实验设计、实验过程原始材料、实验成果整理成电子文档,按其学科分类,挂在实验教学部开放实验专栏下或分享到公众平台,让学生在进入实验室前可以充分学习,对开放实验的过程、学习方法、预期目标有一个更清晰的了解,也促使学生对自己提出更高的要求。

3 结语

在创新型人才培养的教育背景下,以创新性卓越人才培养为目标,改变开放实验的开放模式,加强开放实验室的保障建设,是开放实验成效的有力保障。通过丰富开放实验项目来源、采用“虚实结合”、加强实践教师队伍建设、创建实时互动平台、建立优质资源库等一系列举措,激发学生参与开放实验项目的热情,搭建资源共享、互动平台,培养学生的科学素养和创新思维,从而提高学生解决问题的能力,为实现创新人才培养添砖加瓦。

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