綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)與本科生科研能力培養(yǎng)

黃家銳，唐 鳳

（安徽師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)與本科生科研能力培養(yǎng)

黃家銳，唐 鳳

（安徽師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)是銜接基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)的紐帶，是培養(yǎng)本科生科研能力的重要途徑，為以后工作或繼續(xù)深造奠定基礎(chǔ)。文章探討了開設(shè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)與本科生科研能力培養(yǎng)之間的關(guān)系，并就如何構(gòu)建綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，以及如何對其內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行改革作了提出了建議。

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)；科研能力；培養(yǎng)

1 現(xiàn)狀

我國通過近十多年的科研和教育經(jīng)費(fèi)投入，確實(shí)取得了一定進(jìn)展，但是在眾多的科研產(chǎn)出中，原始創(chuàng)新成果仍然較少。怎樣才能使我國的科學(xué)研究真正步入國際前列，那則要求我國在高等教育方面特別是在人才培養(yǎng)上要有新的突破?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生科研能力就顯得尤為重要。對于這方面的認(rèn)識(shí)我院早已在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)上開設(shè)了綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)上體現(xiàn)了當(dāng)今科學(xué)的內(nèi)在發(fā)展趨勢是廣泛交叉、相互滲透，新興學(xué)科、邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科不斷生成，學(xué)科間的界限越來越模糊，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的綜合化、整體化趨勢日益增強(qiáng)[1]。從綜合實(shí)驗(yàn)的操作過程中我們對學(xué)生的要求更高，他們必須要有獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力，在其中提出自己的想法和見解有利于他們創(chuàng)新意識(shí)的增強(qiáng)，這與培養(yǎng)新世紀(jì)綜合素質(zhì)人才相對應(yīng)。

2 科研能力與實(shí)驗(yàn)

科研能力是指人在科學(xué)研究過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，或在分析問題時(shí)，有所發(fā)明有所創(chuàng)造的能力?？蒲心芰Σ皇桥c生俱來的，它可以通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練培養(yǎng)獲得。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)本科生的科研能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可歸屬為綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握今后科研中涉及到的基本操作，訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力，具有儀器簡單、現(xiàn)象直觀、易于操作和示范性強(qiáng)的特點(diǎn)，有利于學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、技能和方法的掌握，為學(xué)生以后完成實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)是鞏固基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、銜接科研的橋梁，它是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性大實(shí)驗(yàn)，是在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提高實(shí)驗(yàn)的難度，旨在進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的綜合能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及查閱參考文獻(xiàn)的能力，全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力[2]。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)改變了以前做實(shí)驗(yàn)靠老師的被動(dòng)局面，使學(xué)生獲得獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的信心。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)反映學(xué)科前沿，激發(fā)學(xué)生潛能，提高綜合實(shí)踐能力和培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)，以滿足現(xiàn)代化學(xué)人才培養(yǎng)的需要。

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以基礎(chǔ)訓(xùn)練型、提高選做型為前提，體現(xiàn)綜合性、研究性、前沿性的高一層次實(shí)驗(yàn)。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容廣泛，包括無機(jī)、有機(jī)、分析、結(jié)構(gòu)和物化等多門知識(shí)。與單一的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)相比，綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有內(nèi)容豐富、持續(xù)時(shí)間長、系統(tǒng)性強(qiáng)和涉及的實(shí)驗(yàn)儀器較多，尤其是可能會(huì)用到一些先進(jìn)的、復(fù)雜的大型儀器，教學(xué)內(nèi)容中要求學(xué)生掌握的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、分析手段與技術(shù)呈現(xiàn)多樣化和眾多學(xué)科或知識(shí)點(diǎn)互相聯(lián)系的特點(diǎn)，因此，在引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決試驗(yàn)中遇到的問題的過程中，可鞏固學(xué)生已經(jīng)掌握的實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，梳理已學(xué)過的理論知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題的綜合思維能力，挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及互幫互助的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[3]。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)置到實(shí)驗(yàn)方案的確定、實(shí)驗(yàn)的測試與分析，整個(gè)過程基本上由自己親手完成。在此過程中，同學(xué)們的獨(dú)立工作能力得到了鍛煉，在綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了許多新的實(shí)驗(yàn)原理和新方法，使用了很多新的儀器設(shè)備，學(xué)到了很多課本上沒有的新知識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中碰到新的問題需要學(xué)生開拓思維和理論知識(shí)去解決，這樣學(xué)生的研究思路得到了拓展，這對學(xué)生以后研究其它課題時(shí)就容易產(chǎn)生一些新的想法，創(chuàng)新意識(shí)就得到了很好的提高，并增強(qiáng)了實(shí)際動(dòng)手能力。同時(shí)體會(huì)到實(shí)驗(yàn)研究過程和結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)踐的密切聯(lián)系，對科學(xué)研究有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

3 綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置

3.1 實(shí)驗(yàn)選題

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)是將化學(xué)科學(xué)研究滲透到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體體現(xiàn)，所以在選題方面不僅要根據(jù)教學(xué)大綱，兼顧學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，以學(xué)生已經(jīng)掌握的基本知識(shí)為基礎(chǔ)，還要考慮到當(dāng)前國內(nèi)外前沿、熱門課題以及學(xué)生的綜合能力。選題要具備先進(jìn)性、原創(chuàng)性、綜合性、開放性、可操作性的特點(diǎn)[4]。每個(gè)實(shí)驗(yàn)選題都要有很強(qiáng)的知識(shí)體系，并且是就某一方面進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的研究，而并非只是幾個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的簡單疊加。實(shí)驗(yàn)選題在難度和深度方面也應(yīng)逐步增加，這有利于科學(xué)素養(yǎng)好、接受能力強(qiáng)學(xué)生的培養(yǎng)。

3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置與安排

在綜合實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容研究無機(jī)物或有機(jī)物的制備、分離、分析、表征等各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其具體目標(biāo)是學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想及方法，認(rèn)識(shí)一個(gè)完整的科研過程。另外主要是考慮到學(xué)生畢業(yè)后部分從事科學(xué)研究工作，另一部分從事教學(xué)和工程應(yīng)用的特點(diǎn)[3]。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)盡量選取具體的科研課題和結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)方法和技能方面，應(yīng)使學(xué)生掌握最常用的基本方法和技能；同時(shí)，也應(yīng)體現(xiàn)內(nèi)容的先進(jìn)性以及實(shí)驗(yàn)方法的重要性。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上應(yīng)分清主次、突出重點(diǎn)和特色、互相補(bǔ)充、互相依托，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于他們主動(dòng)性和積極性的提高，并且促進(jìn)智能的發(fā)展和動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力[6]。在實(shí)驗(yàn)操作過程中老師可以采用啟發(fā)、引導(dǎo)、探討式的互動(dòng)教學(xué)與同學(xué)交流的方式，培養(yǎng)學(xué)生掌握如何歸納、找特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法，例如在實(shí)驗(yàn)操作步驟表達(dá)方面，培養(yǎng)學(xué)生用“示意圖”的方法表達(dá)實(shí)驗(yàn)操作流程。

在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)中，強(qiáng)調(diào)“三個(gè)基本”，基本知識(shí)、基本技能和基本操作方法的掌握，逐步將“三基”融會(huì)貫通綜合運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，在基礎(chǔ)訓(xùn)練的同時(shí)逐步將基礎(chǔ)知識(shí)綜合應(yīng)用[7]。

3.3 開設(shè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮幾個(gè)方面

（1）學(xué)生的基本操作能力和接受能力，開設(shè)的綜合實(shí)驗(yàn)課題在基礎(chǔ)綜合上求新穎獨(dú)特的地方，能讓學(xué)生主動(dòng)去探究的想法。

（2）要學(xué)生認(rèn)識(shí)到綜合實(shí)驗(yàn)不是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的簡單疊加而是在其基礎(chǔ)上的進(jìn)一步提高，學(xué)生必須在在大量的試驗(yàn)、側(cè)量、分析處理數(shù)據(jù)及反復(fù)應(yīng)用中，熟練掌握儀器的操作及使用技術(shù)，并深入了解其原理，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立工作的能力。

（3）學(xué)生要不斷地學(xué)習(xí)各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的理論與方法以及各種譜圖的識(shí)別能力，掌握應(yīng)用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和X射線衍射儀等儀器來對樣品進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征的技能。

（4）老師在綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要化主動(dòng)式為引導(dǎo)式和探究式，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)他們的獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力。

4 結(jié)語

在綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中，學(xué)生獨(dú)立工作能力得到了很大的鍛煉。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了許多新的實(shí)驗(yàn)原理和方法，使用了很多新的儀器設(shè)備，學(xué)到了很多新的知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生在科學(xué)研究過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也使他們對科研工作有了一些初步的認(rèn)識(shí)。在化學(xué)科研人才培養(yǎng)方面，綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)將是必不可少的環(huán)節(jié)，具有極為重要的作用。

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G642

A

1674-1103(2012)03-0140-02

2012-04-21

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21105001）。

黃家銳(1976－)，男，安徽壽縣人，安徽師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事納米材料方向研究和應(yīng)用。

[責(zé)任編輯：錢立武]