加強化學(xué)實驗技能訓(xùn)練提高學(xué)生科研創(chuàng)新能力

李家玉 何海斌 福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002

加強化學(xué)實驗技能訓(xùn)練提高學(xué)生科研創(chuàng)新能力

李家玉 何海斌 福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002

高校是國家培養(yǎng)高科技人才和實現(xiàn)科技創(chuàng)新的重要基地，而大學(xué)生是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的掌握者、運用者和創(chuàng)造者，是國家未來高素質(zhì)勞動者的主力軍。重視大學(xué)生科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和實踐能力，是提高大學(xué)生的科技素質(zhì)，造就跨世紀(jì)的優(yōu)秀科技人才的重要途徑。大學(xué)生科技創(chuàng)新活動，主要是指在學(xué)校引導(dǎo)和教師指導(dǎo)下，學(xué)生個體或團隊以興趣和愛好為前提開展的，以解決社會問題為切入點的實踐活動[1]。近幾年來，筆者所在的院校一直大力開展大學(xué)生科學(xué)科技創(chuàng)新活動，鼓勵和引導(dǎo)本科生積極參加校級、省級、國家級創(chuàng)新性項目及“挑戰(zhàn)杯”學(xué)術(shù)競賽等科研創(chuàng)新活動，并且取得了不俗的成績。筆者也參與指導(dǎo)了不同年級的本科生進行科研創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)剛進入實驗室的本科生，尤其是大一、大二的學(xué)生，存在實驗技能比較匱乏、沒有養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和分析問題、解決問題的能力尚待提高等等問題。

筆者所在的高校為一所高等農(nóng)業(yè)院校，而基礎(chǔ)化學(xué)實驗是全校理學(xué)、農(nóng)學(xué)及部分工學(xué)大一學(xué)生的必修課，它是將普通化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗優(yōu)化整合、重組更新而融為一體的基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程體系，在實驗內(nèi)容上力求各門課程的相互關(guān)聯(lián)、相互滲透，并與有關(guān)化學(xué)理論課程相適應(yīng)。通過實驗教學(xué)，學(xué)生不僅可以鞏固和提高課堂所學(xué)的理論知識，還有助于激發(fā)學(xué)生進行科研實驗的興趣，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，強化基礎(chǔ)實驗技能，提高實驗綜合設(shè)計和應(yīng)用能力。作為一名化學(xué)教師，筆者認(rèn)為可以通過基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)加強對本科生的化學(xué)實驗技能培訓(xùn)，以提高本科生的科技文化素質(zhì)和創(chuàng)新能力，促進大學(xué)生科技創(chuàng)新卓有成效地進行。而這些對培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力，提升高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強高等教育的自主創(chuàng)新能力具有重要的意義[2-3]。

1 培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣

在科研創(chuàng)新活動中，無論是理學(xué)專業(yè)學(xué)生還是農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生，只有具備良好的實驗習(xí)慣，才會熟練正確地操作，才可能順利地完成實驗任務(wù)和提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。良好的實驗習(xí)慣包括實驗前預(yù)習(xí)，實驗過程中注意細(xì)節(jié)，實驗后迅速清理并寫出實驗報告等。在基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中，我們從第一次上實驗課時就嚴(yán)格要求學(xué)生在每一次的實驗過程必須做到：

1.1 實驗前做好預(yù)習(xí)等準(zhǔn)備工作

學(xué)生做實驗的陋習(xí)之一，是課前預(yù)習(xí)不夠或根本不預(yù)習(xí)，實驗操作時心中無數(shù)，被動應(yīng)付，在規(guī)定的時間內(nèi)不能完成實驗任務(wù)。對此，我們要求學(xué)生在實驗前充分預(yù)習(xí)教材，寫出預(yù)習(xí)報告，明確實驗?zāi)康?、原理和步驟以及預(yù)期實驗現(xiàn)象并運用理論知識盡可能給出解釋。實驗開始前檢查預(yù)習(xí)情況，作為實驗考核的內(nèi)容之一，使得學(xué)生感到實驗課有壓力，自然就有了預(yù)習(xí)的動力。實際上，科研創(chuàng)新項目的申請書與學(xué)生實驗的預(yù)習(xí)報告很類似，開始實驗前必須對該項目擬解決的問題、實驗內(nèi)容、項目進展及預(yù)期結(jié)果做到心中有數(shù)，這樣思路清晰、可行性高的科研項目才可能被批準(zhǔn)。

1.2 基本操作要規(guī)范正確

學(xué)生實驗操作的正確與否直接影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性及儀器的使用壽命，在實驗教學(xué)中，我們總是要求學(xué)生嚴(yán)格按照正確的操作規(guī)程操作，對粗心的同學(xué)，加以重點監(jiān)督和指導(dǎo)，促使他們養(yǎng)成細(xì)心、謹(jǐn)慎的實驗習(xí)慣。在進行科研創(chuàng)新實驗中，學(xué)生不可避免會遇到一些熟悉的或者沒有見過的儀器，一定要認(rèn)真閱讀儀器使用指南，進行正確、規(guī)范的實驗操作，避免得不到正確的實驗現(xiàn)象和結(jié)論，甚至發(fā)生安全事故。

1.3 儀器藥品放置規(guī)范有序

學(xué)生做實驗經(jīng)常使儀器擺放雜亂無章，試劑瓶和公用儀器任意移動，尋找試劑花費較多時間。為了避免這樣的情況，我們在教學(xué)過程中認(rèn)真示范，使用試劑分門別類，有規(guī)律地排放整齊，使學(xué)生感受到固定有序排列的必要性，自覺養(yǎng)成不隨意移動試劑瓶的好習(xí)慣。同時還要求學(xué)生做完實驗后必須回復(fù)原位，逐一檢查。目前，本科生的創(chuàng)新實驗一般是在公共、開放實驗室中進行，而且實驗的時間也大多不連續(xù)，儀器藥品的放置規(guī)范有序就顯得更為重要。

1.4 實驗完畢迅速清理

實驗完畢及時清理實驗臺是良好實驗習(xí)慣的基本要求，實驗結(jié)束時我們必須逐一檢查學(xué)生是否清洗完所用儀器、儀器有無破損并清理好實驗臺，然后才在儀器檢查卡上簽字方讓學(xué)生離開。無論從事何種實驗，這一步的工作是必不可少的，但也往往是很多學(xué)生不注意的。

1.5 認(rèn)真填寫實驗報告并進行實驗總結(jié)

填寫實驗報告一方面讓學(xué)生對該實驗的目的、原理、操作步驟和方法有一個更深刻的認(rèn)識，另一方面也迫使學(xué)生運用相關(guān)的理論知識來解釋相關(guān)實驗現(xiàn)象，并且分析此次實驗結(jié)果是否與預(yù)期結(jié)果相符，找出實驗失敗的原因。在最開始的幾次實驗過程中，我們會給學(xué)生講解規(guī)范的實驗報告是如何完成的，每一次詳細(xì)批改上交的實驗報告，讓學(xué)生慢慢提高實驗總結(jié)能力。而這種總結(jié)能力的提高無論對科研創(chuàng)新活動的結(jié)題匯報或一些別的工作都是無不裨益的。

2 培訓(xùn)規(guī)范的基本實驗技能

從事理科類、農(nóng)學(xué)類科研創(chuàng)新實驗都需要掌握物品的稱量、溶液（有無pH值）的配制、液體（或固體）的加熱、儀器的清洗干燥等最基本的實驗技能。然而，筆者在指導(dǎo)學(xué)生實驗過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對有些實驗操作很茫然，或者進行錯誤的操作，從而影響實驗的進程。究其原因，一是由于在高校大量擴招的情況下，本科生的實驗技能水平參差不齊，部分新生來自條件比較差的農(nóng)村或城鎮(zhèn)中學(xué)，未曾做過系統(tǒng)的化學(xué)實驗，實驗技能較弱；二是由于學(xué)生沒有進行過正確規(guī)范的實驗操作的訓(xùn)練和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。為了避免改變這種狀況，我們對基礎(chǔ)化學(xué)實驗這門實驗課程進行一些內(nèi)容調(diào)整，重點對剛剛接觸實驗的大一新生進行規(guī)范的基本實驗技能的訓(xùn)練和強化，使其在之后的科研創(chuàng)新活動中更加得心應(yīng)手。

任何一個實驗都是從樣品的稱量和溶液的配制開始的，這也是最最基本的實驗技能。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大一新生只是簡單認(rèn)為用臺秤（或砝碼天平）稱重，用燒杯和量筒配制溶液。為了改變這種在中學(xué)學(xué)習(xí)中養(yǎng)成的定向思維，我們開設(shè)的第一個實驗就是《電子天平的使用和溶液的配制》[4]。在實驗前，教師必須告訴學(xué)生哪些是精密度低的儀器，哪些是高精密度高的儀器，如何根據(jù)實驗精密度的需要選擇何種稱量、配制方法。同時，嚴(yán)格要求學(xué)生學(xué)會應(yīng)用指定質(zhì)量法和差減法在電子天平上稱重，以及掌握運用容量瓶、刻度吸量管等進行梯度稀釋溶液的方法。針對每一個儀器的操作要點，我們都要動手演示正確的、錯誤的操作，不厭其煩地講解注意要點，及時糾正學(xué)生的操作錯誤，讓其真正掌握這幾種實驗技能。

取用藥品量過多或過少，不僅會影響正確的實驗結(jié)果，甚至?xí)霈F(xiàn)與已知現(xiàn)象不符的狀況而導(dǎo)致實驗失敗。很多學(xué)生在取用藥品時，對藥品的用量把握不準(zhǔn)，盲目取用。筆者在指導(dǎo)實驗過程中發(fā)現(xiàn)，有些大四的學(xué)生到了畢業(yè)論文階段還是覺得量越多越好。為了糾正這樣的錯誤想法，我們在基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)滴定分析，有的學(xué)生認(rèn)為指示劑放得越多，現(xiàn)象就會越明顯，導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不好，終點難于確認(rèn)的結(jié)果，就只能重新做一遍實驗，這樣就讓其在不斷的錯誤中形成正確的實驗思維。而對于有些性質(zhì)實驗，我們就應(yīng)當(dāng)告訴學(xué)生溶液的用量可以估讀，不需要精確量取。通過不同的實驗練習(xí)，讓學(xué)生明白定性實驗和定量實驗的區(qū)別，從而在以后的實驗設(shè)計過程中更加明確實驗?zāi)康摹?/p>

在基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)過程中，我們還穿插了分光光度計、pH計、離心機、電子天平、恒溫水浴鍋、電熱套等基本儀器的使用[4]。因為這些都是實驗室非常常規(guī)的儀器，所以通過讓學(xué)生自己動手反復(fù)練習(xí)，從而掌握這些儀器的操作要點?，F(xiàn)在，有些本科生不知道如何配制一定pH的溶液，認(rèn)為加入酸或堿就可以；有些學(xué)生不知道放入離心機的離心管應(yīng)該等質(zhì)量、對角放入而出現(xiàn)事故；有些學(xué)生認(rèn)為液體加熱就只能用酒精燈加熱而鬧出笑話；有些學(xué)生甚至到做畢業(yè)論文時還不知道紫外分光光度法的原理等等。因此，基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程可以說是本科生進行實驗研究工作的啟蒙教育。

3 培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度

我們在實驗教學(xué)過程中要求檢查每一個學(xué)生的原始數(shù)據(jù)單，簽上名字后要求學(xué)生附于實驗報告。這主要是因為我們在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生在中學(xué)教育中形成了這樣的概念，即實驗結(jié)果一定要與標(biāo)準(zhǔn)答案相符才是一百分。如果實驗失敗了或現(xiàn)象不明顯，不是積極的分析失敗原因，而是消極的照理論或抄襲別人的實驗現(xiàn)象和結(jié)論，這種不實事求是的不良習(xí)慣一旦養(yǎng)成，很難糾正。因此，我們從第一次實驗起，就嚴(yán)格要求，并且告訴學(xué)生拿到一套漂亮的數(shù)據(jù)并不能得到一百分，而如何分析自己每一次的實驗結(jié)果才最重要，我們在考核中也堅持這一點。不言而喻，每一個從事實驗研究的工作者都必須具備這種尊重事實、實事求是的科學(xué)態(tài)度[5]，尤其對于那些探索研究性實驗，對每一個實驗結(jié)果都應(yīng)當(dāng)實事求是地分析，而不是為達到預(yù)期結(jié)果而給出一些虛假的數(shù)據(jù)。

4 培養(yǎng)持之以恒的意志品質(zhì)

筆者經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生表示很愿意參加各類科技創(chuàng)新活動，也很積極地報名，但在遇到困難之后，大部分學(xué)生表示放棄。由于缺乏持之以恒的意志品質(zhì)，大學(xué)生科技創(chuàng)新活動中存在嚴(yán)重的“三天打魚，兩天曬網(wǎng)”現(xiàn)象?；A(chǔ)化學(xué)實驗的個別實驗正好可以鍛煉學(xué)生的恒心和耐心，如滴定實驗出現(xiàn)滴過量，有機成分提取實驗中成分提取失敗，儀器分析實驗中試樣濃度配制有誤等，這時就不能因一次的失敗而灰心喪氣，止步不前，相反應(yīng)該認(rèn)真分析原因，找出問題關(guān)鍵之所在，重新完成實驗。經(jīng)過多次的訓(xùn)練，使學(xué)生明白任何一個實驗都是一個持之以恒的長期過程，實驗的順利開展與持續(xù)的理論學(xué)習(xí)也是密不可分的。

綜上可見，基礎(chǔ)化學(xué)實驗對于培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣、強化基本實驗操作、培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度等方面有著得天獨厚的條件，是我們培養(yǎng)既具有熟練實驗操作技能，又具有良好實驗思維能力的科技型人才的重要途徑。作為一名化學(xué)教師，要充分、有效地利用實驗教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，更重要的是通過這一途徑努力培養(yǎng)大學(xué)新生的科技意識、科研精神，積極推動大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的順利進行和有效開展。

［1］吳玉先,蔣擁東. 民族地方高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索［J］. 高等教育研究.2009（2）：77-80

［2］唐川林,胡東等.影響大學(xué)生科技創(chuàng)新能力因素分析［J］. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2009（3）：103-105

［3］周新木.加強實驗技能培養(yǎng)創(chuàng)新能力［J］. 實驗室研究與探索.2003（4）：18-20

［4］李清祿,何海斌. 實驗化學(xué)（第二版）［M］.北京：中國林業(yè)出版社.2006：30-74

Enhancing Skills Train of Chemical Experiment and Promoting Student’s Innovating Ability

LI Jiayu, HE Haibin School of Life Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China

基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程是提高大學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新能力的重要途徑。該文主要闡述了如何在化學(xué)實驗教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣、規(guī)范基本實驗技能、培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度和持之以恒的意志品質(zhì)等，為促進大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的有效開展提供一定的參考。

化學(xué)實驗；實驗技能；科技創(chuàng)新

Chemical experiment course is an important way to raise the awareness of scientific research and innovating abilities of students. This article mainly described how to train a good experiment practice, standardize the basic experiment skills, and develop a realistic scientific attitude and the persistent will of students in the chemical experiment teaching, which will provide a good reference of promoting effective implementation of student’s innovation.

chemical experiment; experiment skills; scientific and technological innovation

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.24.113

李家玉（1983-），女，湖北荊門人，碩士，助教，主要從事基礎(chǔ)化學(xué)及基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)，E-mail:lijiayubnu@yahoo.cn。