化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容與科研課題探索

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摘要實驗教學(xué)對于高校本科生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義，對于地方高校而言，由于實驗設(shè)備以及科研平臺條件的限制，在本科生化學(xué)實驗教學(xué)過程中，往往存在基礎(chǔ)驗證型實驗過多，而研究探索性內(nèi)容較少的問題。實驗內(nèi)容設(shè)置較簡單，缺乏適當(dāng)?shù)碾y度和挑戰(zhàn)性，不利于充分激發(fā)學(xué)生的實驗興趣；實驗產(chǎn)品缺乏足夠的科學(xué)研究及應(yīng)用價值，不利于學(xué)生成就感的獲得；實驗教學(xué)過程較為單調(diào)，缺少科學(xué)研究的系統(tǒng)性和探索性，不利于培養(yǎng)和挖掘?qū)W生的科研能力和創(chuàng)新潛力。針對上述不足，初步探索了化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容與教師科研課題相結(jié)合的教學(xué)模式，并介紹了該實驗教學(xué)模式的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞地方高校；化學(xué)實驗教學(xué)；科研課題；能力培養(yǎng)

1地方高校本科化學(xué)實驗教學(xué)中存在的主要問題

由于儀器設(shè)備及平臺條件相對欠缺，地方高校在化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計中，往往偏重于基礎(chǔ)驗證型實驗的開展，而缺乏研究探索型實驗。誠然，經(jīng)典的基礎(chǔ)實驗具有其不可替代的作用，對于學(xué)生掌握化學(xué)基本原理和基本操作非常重要。但是，基礎(chǔ)實驗安排過多，研究型實驗的缺乏，往往會導(dǎo)致實驗教學(xué)模式單一，與學(xué)科前沿發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)，無法充分激發(fā)學(xué)生的科研興趣。這對學(xué)生科研創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)存在著明顯不足，已經(jīng)越來越難以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展對當(dāng)代大學(xué)生的能力培養(yǎng)要求。

1．1實驗內(nèi)容簡單，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃

基礎(chǔ)驗證型實驗，一般內(nèi)容比較簡單，難度和要求也較低。學(xué)生在預(yù)習(xí)和實驗過程中往往“照葫蘆畫瓢”就可以完成任務(wù)，缺乏主觀能動性和挑戰(zhàn)性，反而不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在基礎(chǔ)實驗開展過程中普遍存在，學(xué)生的實驗任務(wù)單一，實驗?zāi)康膬H僅是簡單地完成實驗教材的規(guī)范操作，驗證相應(yīng)的結(jié)果。缺乏獲取新知識、新技能的積極性，缺乏實驗探索的興趣，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1．2實驗產(chǎn)品缺少應(yīng)用，學(xué)生成就感不強

在基礎(chǔ)的制備實驗中，學(xué)生合成的產(chǎn)物一般較為簡單，大多都是基礎(chǔ)廉價的化工原料，科學(xué)研究價值難以直接體現(xiàn)。又由于學(xué)生制備的產(chǎn)物往往只經(jīng)過簡單的處理，純度難以保證，應(yīng)用價值更加有限。以有機化學(xué)實驗中乙酸乙酯的制備為例，乙醇和乙酸為原料，在濃硫酸的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)制備乙酸乙酯。乙酸乙酯本身是較為廉價的化學(xué)品，又因?qū)W生制備的乙酸乙酯純度不高，因此學(xué)生獲得的產(chǎn)品往往被棄置了。這類實驗內(nèi)容本身較為簡單，加之實驗產(chǎn)品缺少更多后續(xù)價值基礎(chǔ)實驗的開展，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實驗獲得感。不僅加劇了學(xué)生實驗興趣不足的問題，同時在一定程度上存在著藥品浪費和環(huán)境污染，這與化學(xué)實驗綠色化的要求不符［8］。

1．3實驗教學(xué)過程單調(diào)，學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足

基礎(chǔ)型實驗中，學(xué)生按照實驗步驟，結(jié)合課本理論就可以順利的完成實驗準(zhǔn)備和操作。往往不需要學(xué)生閱讀額外的科技文獻，更不要求學(xué)生了解相關(guān)學(xué)科前沿。因此，在畢業(yè)論文的文獻綜述和開題報告撰寫過程中，部分學(xué)生甚至連基本的文獻查找能力都不具備，科技文獻閱讀理解能力更是欠缺。在實驗進行過程中，按照規(guī)定步驟進行操作，對實驗設(shè)計知其然而不知其所以然，缺少自身的理解和思考，缺少后續(xù)對目標(biāo)產(chǎn)品的進一步表征和測試研究環(huán)節(jié)?？傮w而言，實驗過程單調(diào)，科學(xué)研究的系統(tǒng)性和探索性不足，缺少獨立發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的鍛煉，對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。因此，地方高校的學(xué)生在科研創(chuàng)作上，對教師的指導(dǎo)依耐性較為嚴(yán)重，總體水平較低，特別體現(xiàn)在文獻閱讀和創(chuàng)新能力上存在著明顯不足。

2化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容與教師科研課題相結(jié)合的探索

考慮到地方高校的實際情況，要解決地方本科化學(xué)實驗教學(xué)中的不足，必須要充分的挖掘已有的其它條件，其中高校教師的科研課題是寶貴的優(yōu)勢資源。一方面，教師的科研課題具有較好的學(xué)科前沿性、探索趣味性，要求的科學(xué)思維、嚴(yán)謹(jǐn)性和難度性更高。另一方面，教師的科研課題與實驗教學(xué)之間存在著緊密的聯(lián)系，可以與實驗教學(xué)完美的對接。

2．1激發(fā)科研興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

與科研課題相結(jié)合，提高化學(xué)實驗內(nèi)容的深度和廣度。學(xué)科前沿知識的引入和科研知識的講解，可以引起學(xué)生的好奇感，吸引學(xué)生的注意力，充分激發(fā)學(xué)生的研究興趣。如，將基礎(chǔ)實驗中常用的苯及其衍生物換成廉價的三苯胺，與酰氯化合物反應(yīng)可以制備一系列具有優(yōu)異發(fā)光性能和較大科研價值的三苯胺衍生物。在實驗前，老師不僅僅讓學(xué)生預(yù)習(xí)實驗操作，更是要求學(xué)生查閱文獻，了解目標(biāo)產(chǎn)品的合成步驟和基本性質(zhì)。實驗中既涉及基本操作，又引入科研課題，介紹產(chǎn)物的重要性質(zhì)與應(yīng)用，又拓展了學(xué)科前沿知識。

2．2培養(yǎng)科研創(chuàng)新潛力，增強獲得感

在研究探索型實驗中，學(xué)生首先需要通過自身的努力閱讀和理解文獻，開闊思路和知識面，這是培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)。由于實驗過程的探究性和未知性，要求學(xué)生根據(jù)文獻及講解仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題并且嘗試解決問題，在此過程中逐步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。同時，讓學(xué)生參與產(chǎn)品的表征和性質(zhì)測試，了解產(chǎn)品新奇的發(fā)光性能。可以更加全面地提高學(xué)生對科研全過程的理解，充分的挖掘?qū)W生的科研潛力，極大的提高學(xué)生的參與感和收獲感，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高［9－12］。

2．3助力教師科研，增強實踐能力

本科教學(xué)實驗，學(xué)生人數(shù)較多，所制備產(chǎn)品的數(shù)量是相當(dāng)可觀的。同時還可以將實驗教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為科研成果，這樣通過教學(xué)實驗獲得的產(chǎn)品將具有極高的經(jīng)濟和科研應(yīng)用價值。另外，對于地方高等院校，教師普遍缺少研究生的情況下，這樣的實驗教學(xué)改革可以培養(yǎng)大量優(yōu)秀的科研助手，可以幫助教師更加高效地完成科研課題［13］。例如，芳香族化合物的傅克?；磻?yīng)是非常經(jīng)典、重要的有機反應(yīng)。通過該反應(yīng)可以讓學(xué)生鞏固芳香環(huán)親電反應(yīng)的定位規(guī)則，學(xué)習(xí)掌握無水反應(yīng)的操作［9］。考慮到芳香環(huán)的傅克反應(yīng)是制備一系列有機光電材料的重要途徑，是教師科研課題的重要內(nèi)容。因此，嘗試將相關(guān)的實驗教學(xué)內(nèi)容與教師的科研課題相結(jié)合。

3結(jié)論

地方高校由于實驗設(shè)備和科研水平的限制，在實驗教學(xué)中往往缺少研究探索性內(nèi)容，不利于學(xué)生科研興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在化學(xué)實驗教學(xué)過程中，既要肯定經(jīng)典的驗證型實驗具有其不可替代的作用。同時，也要明確研究探索型實驗對于全面提高本科大學(xué)生的綜合實驗素質(zhì)至關(guān)重要。將實驗教學(xué)內(nèi)容與教師科研課題相結(jié)合，可以很好的解決上述不足。前沿知識的學(xué)習(xí)及科研全過程的積極參與，更有利于激發(fā)學(xué)生的科研熱情，更有利于學(xué)生主動性的發(fā)揮。可以全面地提高學(xué)生的文獻查閱能力，實驗動手能力，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力以及科學(xué)思維能力。對學(xué)生實驗技能、科研創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高具有重要意義。

參考文獻：

［1］石秀梅，馬忠國．化學(xué)實驗教學(xué)的目的與手段［J］．牡丹江醫(yī)學(xué)院學(xué)報，1995，16（2）：163－164．

［2］王祥洪，胡武洪，秦宗會．大學(xué)物理化學(xué)實驗教學(xué)改革探討［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009（2）：138．

［3］許華，朱敏杰，李志鵬．學(xué)科交叉與研學(xué)結(jié)合開展研究型實驗的探索［J］．實驗技術(shù)與管理，2016，33（5）：24－27

作者：陳小莉 阮志軍 莫小曼 單位：黃岡師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院