陳 敏，盧少然，肖 勇， 盧其明

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) a. 公共基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心; b. 理學(xué)院，廣州 510642)

研究性實(shí)驗(yàn)在化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

陳 敏a，盧少然a，肖 勇b， 盧其明b

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) a. 公共基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心; b. 理學(xué)院，廣州 510642)

結(jié)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際，論述了在農(nóng)業(yè)院?；瘜W(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性，介紹了研究性開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)過程及教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)方面所取得的成效，為農(nóng)業(yè)院?；A(chǔ)化學(xué)教學(xué)改革和發(fā)展提供借鑒。

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué); 研究性實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式；教學(xué)效果

研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是在教學(xué)過程中創(chuàng)立類似科學(xué)研究的氛圍和途徑，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下，用類似科學(xué)研究的方式去進(jìn)行探索、研究、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)，通過總結(jié)來獲取知識，通過研究以解決問題，從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[1-3]。

近年來，教育部、財政部在“本科教學(xué)工程”中特別要求：在大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等薄弱環(huán)節(jié)，建設(shè)開放共享的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)平臺，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的應(yīng)用型、研究型和創(chuàng)新型人才[4]。

1 研究性教學(xué)在基礎(chǔ)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的必要性

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)是一所地處改革開放前沿的全國重點(diǎn)大學(xué)，是以農(nóng)業(yè)科學(xué)和生命科學(xué)為優(yōu)勢，以熱帶亞熱帶區(qū)域農(nóng)業(yè)研究為特色，農(nóng)、工、文、理、經(jīng)、管、法等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的教學(xué)研究型大學(xué)。學(xué)校共有90個本科專業(yè)。學(xué)校在《華南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科教育“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中明確提出了“加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新意識”的基本思路[5]。開設(shè)研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供一個自主學(xué)習(xí)、探討研究的平臺，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，同時提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[6-10]。

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡稱中心)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是全校性公選課程，每年承擔(dān)資源環(huán)境、生命科學(xué)、園藝等11個學(xué)院共30多個本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，每年上課學(xué)生超過4 000名。學(xué)生人數(shù)多，學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，單一的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)無法滿足實(shí)踐教學(xué)的需要。所以，從2008年3月開始，中心圍繞學(xué)校的整體辦學(xué)思路，結(jié)合基礎(chǔ)課程特點(diǎn)，利用本中心的網(wǎng)上教學(xué)平臺優(yōu)勢，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施面向全校的學(xué)生開放，目前為止，參加化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生達(dá)7 000多人次。七年多的實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐，取得了可喜的成績[11-15]。

創(chuàng)新教育是新時期高等教育在人才培養(yǎng)中面臨的重要課題，基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“研究性”教學(xué)已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家一流大學(xué)推崇的教學(xué)改革模式[1]。為了適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，提高我校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和質(zhì)量，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合授課學(xué)生層次不同的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開設(shè)了研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，該教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果。

2 構(gòu)建“研究性”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

研究性的化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須具有一定的創(chuàng)新性，要取得良好的教學(xué)效果，必須把教學(xué)過程看成是一個系統(tǒng)性工程，特別需要協(xié)調(diào)好信息平臺、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式等各個方面的關(guān)系。

2.1 充分利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺

網(wǎng)絡(luò)信息平臺有兩方面用途：(1)利用中心網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約。本中心長期實(shí)行實(shí)驗(yàn)室管理制度化、開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多樣化和開放時間自主化[16]。學(xué)生可以通過本中心的網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)，完成實(shí)驗(yàn)室安全知識測試合格后進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)信息平臺自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時間和實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心受理后可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)利用本校圖書館的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查閱相關(guān)資料。例如，中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫、維普全文數(shù)據(jù)庫、Elsevier、Science數(shù)據(jù)庫等；也可以通過Google學(xué)術(shù)搜索和Baidu等網(wǎng)站進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)的搜索，為學(xué)生介紹中外文化學(xué)專業(yè)期刊，例如，大學(xué)化學(xué)、化學(xué)學(xué)報、Science、Nature等刊物相關(guān)查閱方法。

2.2 “研究性”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的確立

研究性的化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相當(dāng)于一個小型的科研題目，其教學(xué)內(nèi)容主要由以下幾個方面來提供。

1)中心增設(shè)的研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大部分是由教師的科研課題轉(zhuǎn)換過來的，每年的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都不一樣。近兩年的研究性開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：苦檻蘭中多糖提取分離與含量的測定、吡啶類季銨鹽殺菌劑的制備和殺菌活性、新型姜黃素類金屬配合物的生物活性、無機(jī)藥物配合物的合成與體外抗菌活性、酪氨酸酶的提取及其酶促反應(yīng)動力學(xué)、微生物化感活性物質(zhì)的提取純化、配合物的制備和載氧作用、獸藥乙氧苯酯的合成及反應(yīng)條件探索、海洋微生物有效成分的提取、陽離子化高分子污水處理劑的研制、茶渣對土壤脲酶的抑制活性、鋰離子電池鎳鈷錳氧正極材料的制備、大孔吸附樹脂法純化微生物活性物質(zhì)、固相微萃取吸附有機(jī)污染物的研究、超聲波法提取純化植物有效成分、氮藍(lán)四唑(NBT)法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性、苯酚法測定可溶性糖和葡萄糖生物傳感器的制備及其應(yīng)用、粉防己生物堿的提取分離與鑒定、蘆丁及其配合物與BSA 的相互作用、溶膠-凝膠法制備納米陶瓷粉體、二茂鐵及其衍生物的合成和色譜分析、對苯二甲酰氯與己二胺的界面縮聚、苯乙烯-順丁烯二酸酐樹脂的合成條件的探索、重金屬離子的富集和分離、鋅摻雜二氧化鈦納米管的制備、環(huán)保型膠粘劑的制備。

2)學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣、結(jié)合自己專業(yè)，獨(dú)立自擬申請實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，只要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到一個階段性結(jié)果，但學(xué)生需要向?qū)嶒?yàn)室提交開放實(shí)驗(yàn)申請表，獲得受理后方可實(shí)施實(shí)驗(yàn)。申請表格式如表1所示。

表1 化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)申請表

2.3 “研究性”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

研究性開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行導(dǎo)師制，相關(guān)教學(xué)過程如下：每年在中心網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)公布實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱、選題簡介及適宜專業(yè))，學(xué)生選擇研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(每個項(xiàng)目限定2～3名學(xué)生)，學(xué)生查找相關(guān)科研資料、設(shè)計出實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線，經(jīng)與項(xiàng)目指導(dǎo)教師討論確定方案后，即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心對參與研究性開放實(shí)驗(yàn)的同學(xué)實(shí)施長期開放，如果需要使用儀器可以進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約。為保證教學(xué)效果及研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，指導(dǎo)教師不定期地對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，全部實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生自己獨(dú)立完成。每年四月份，我們還舉辦開放實(shí)驗(yàn)公開答辯活動，由學(xué)生把實(shí)驗(yàn)成果做成PPT進(jìn)行匯報，最后經(jīng)過答辯后提交一份完整的研究報告。

3 實(shí)施“研究性”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成效

研究性開放式實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在學(xué)生可以自主地對感興趣的問題進(jìn)行集中研究，給學(xué)生營造了一種自主學(xué)習(xí)的氛圍。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大部分是當(dāng)今相關(guān)方向的研究熱點(diǎn)，大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后來成為本科畢業(yè)論文的選題，為本科畢業(yè)論文工作的開展打下了良好的基礎(chǔ)。研究性開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的科研意識和科研能力。這種形式的研究性實(shí)驗(yàn)，得到了學(xué)生的積極響應(yīng)，學(xué)生踴躍參加，取得了可喜的成效。近年來，學(xué)生獲得的校級及以上獎勵50～60項(xiàng)，其中國家級三等獎2項(xiàng)，廣東省特等獎1項(xiàng)，一等獎3項(xiàng)，二等獎5項(xiàng)[13]；獲得大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目國家級5項(xiàng)，省級8項(xiàng)，校級30多項(xiàng)。在國際國內(nèi)刊物上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文50余篇，其中SCI和EI收錄20多篇[16]。

4 結(jié)束語

通過近幾年來的探索與實(shí)踐證明，“研究性”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的要求，能激勵學(xué)生的求知愿望，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和科研能力，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。研究性開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)每年都必須開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)，使研究性實(shí)驗(yàn)保持先進(jìn)性、創(chuàng)新性，構(gòu)建研究型、個性化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)技能的各類人才。下一步將積極配合學(xué)校實(shí)踐教學(xué)改革，進(jìn)一步充實(shí)研究性開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并制定更為完善的激勵機(jī)制，使參與開放實(shí)驗(yàn)的師生有更高的積極性。同時加大開放力度，拓展開放的范圍，形成更豐富的大開放體系，讓學(xué)生的收益面更廣。

[1]陳棣湘， 潘孟春， 張玘. 麻省理工學(xué)院研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)， 2013， 11(4): 75-77.

[2]王妍哲， 姜志宏， 鄭文. “研究性”學(xué)習(xí)在電工技術(shù)課堂教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J]. 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2005(2): 51-52.

[3]瞿振元， 韓曉燕， 韓振海， 等. 高校如何成為拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基地[J]. 中國高等教育， 2008(2): 7-12.

[4]張學(xué)敏. 項(xiàng)目“超市”經(jīng)管類開放實(shí)驗(yàn)運(yùn)行機(jī)制的創(chuàng)新與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2013， 32(2): 191-194.

[5]倪春林， 周家容， 鄭文旭， 等. 農(nóng)科院?；瘜W(xué)類專業(yè)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)， 2010， 13(6) : 15-17.

[6]喬連金.廈門大學(xué)本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計劃實(shí)施的調(diào)查研究[J]. 中國大學(xué)教學(xué)， 2011(1): 87-90.

[7]張友琴， 王萍， 朱昌平， 等. 以大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計劃為契機(jī)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J]. 實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與管理， 2011， 28(7): 168-170.

[8]喬連金. 我國研究型大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計劃”的現(xiàn)狀與反思[J]. 高等教育研究， 2011， 32(3): 82-87.

[9]孫維民， 趙麗軍， 趙褰， 等. 開設(shè)研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生創(chuàng)新能力[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2012， 31(7): 124-126.

[10]熊春華. 以設(shè)計性實(shí)驗(yàn)為主線的化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2007， 26(12): 96-97.

[11]董先明， 倪春林， 楊樂敏. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)與教學(xué)模式的改革與實(shí)踐[J]. 廣東教育裝備， 2009， (11): 82-84.

[12]倪春林， 張展基， 陳建平，等. 農(nóng)業(yè)院?；瘜W(xué)類專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)， 2012， 15(1): 160-163.

[13]董先明， 倪春林， 羅志剛， 等. 農(nóng)林院?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)立體化教學(xué)模式[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2013， 32(6): 315-317.

[14]溫青， 楊樂敏， 朱麗， 等.高校院系實(shí)驗(yàn)中心大型儀器的管理與開放使用[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2012， 31(4): 192-194.

[15]倪春林， 周家容， 羅志剛， 等. 農(nóng)科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中研究性實(shí)驗(yàn)的探索[J]. 理工高教研究， 2010， 29(1): 108-110.

[16]陳敏， 盧其明， 羅志剛. 化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2012， 32(4): 135-139.

Application of Researching Teaching Mode in the Basic Chemical Open Experimental Teaching

CHEN Mina, LU Shaorana, XIAO Yongb, LU Qimingb

(a. Center of Experimental Teaching for Basic Courses; b. College of Science, South ChinaAgricultural University, Guangzhou 510642, China)

This paper expounds on the necessity of researching experiment teaching mode in agricultural universities open chemical experiments teaching taking into the practice in the Center of Experimental Teaching for Basic Courses of South China Agricultural University. It introduces teaching practice of researching experiment teaching mode of chemistry open experiment. It also makes a summary of the effectiveness in fostering the students’ working abilities and sense of creation. This teaching experience will provide a reference for the teaching reform and development of agricultural university.

basic chemical experimental teaching; researching experiment; teaching mode; teaching effectiveness

2014-08-05；修改日期: 2015-01-15

2013年廣東省高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程基金資助項(xiàng)目( 粵教高函〔2013〕113-94)；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)2013年教育教學(xué)改革與研究重點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(JG13012)；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院2013教育教學(xué)改革與研究重點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(LXJG1301)。

陳 敏(1967-), 女, 碩士，高級實(shí)驗(yàn)師, 主要從事天然產(chǎn)物研究及化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

盧其明(1963-), 男, 博士，教授, 主要從事環(huán)境功能材料研究及化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

G642.423；O6-3

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.04.028