化學實驗教學內容與科研課題探索

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

關鍵詞地方高校；化學實驗教學；科研課題；能力培養(yǎng)

1地方高校本科化學實驗教學中存在的主要問題

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

1．1實驗內容簡單，學生的學習興趣不濃

基礎驗證型實驗，一般內容比較簡單，難度和要求也較低。學生在預習和實驗過程中往往“照葫蘆畫瓢”就可以完成任務，缺乏主觀能動性和挑戰(zhàn)性，反而不利于激發(fā)學生的學習興趣。在基礎實驗開展過程中普遍存在，學生的實驗任務單一，實驗目的僅僅是簡單地完成實驗教材的規(guī)范操作，驗證相應的結果。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)學生的學習興趣。

1．2實驗產(chǎn)品缺少應用，學生成就感不強

在基礎的制備實驗中，學生合成的產(chǎn)物一般較為簡單，大多都是基礎廉價的化工原料，科學研究價值難以直接體現(xiàn)。又由于學生制備的產(chǎn)物往往只經(jīng)過簡單的處理，純度難以保證，應用價值更加有限。以有機化學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)生酯化反應制備乙酸乙酯。乙酸乙酯本身是較為廉價的化學品，又因學生制備的乙酸乙酯純度不高，因此學生獲得的產(chǎn)品往往被棄置了。這類實驗內容本身較為簡單，加之實驗產(chǎn)品缺少更多后續(xù)價值基礎實驗的開展，導致學生缺乏實驗獲得感。不僅加劇了學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，這與化學實驗綠色化的要求不符［8］。

1．3實驗教學過程單調，學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足

基礎型實驗中，學生按照實驗步驟，結合課本理論就可以順利的完成實驗準備和操作。往往不需要學生閱讀額外的科技文獻，更不要求學生了解相關學科前沿。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)對目標產(chǎn)品的進一步表征和測試研究環(huán)節(jié)。總體而言，實驗過程單調，科學研究的系統(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，地方高校的學生在科研創(chuàng)作上，對教師的指導依耐性較為嚴重，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化學實驗教學內容與教師科研課題相結合的探索

考慮到地方高校的實際情況，要解決地方本科化學實驗教學中的不足，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科前沿性、探索趣味性，要求的科學思維、嚴謹性和難度性更高。另一方面，教師的科研課題與實驗教學之間存在著緊密的聯(lián)系，可以與實驗教學完美的對接。

2．1激發(fā)科研興趣，培養(yǎng)學習興趣

與科研課題相結合，提高化學實驗內容的深度和廣度。學科前沿知識的引入和科研知識的講解，可以引起學生的好奇感，吸引學生的注意力，充分激發(fā)學生的研究興趣。如，將基礎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，老師不僅僅讓學生預習實驗操作，更是要求學生查閱文獻，了解目標產(chǎn)品的合成步驟和基本性質。實驗中既涉及基本操作，又引入科研課題，介紹產(chǎn)物的重要性質與應用，又拓展了學科前沿知識。

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。由于實驗過程的探究性和未知性，要求學生根據(jù)文獻及講解仔細觀察實驗現(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)學生嚴謹?shù)目茖W思維。同時，讓學生參與產(chǎn)品的表征和性質測試，了解產(chǎn)品新奇的發(fā)光性能。可以更加全面地提高學生對科研全過程的理解，充分的挖掘學生的科研潛力，極大的提高學生的參與感和收獲感，有助于學生創(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

本科教學實驗，學生人數(shù)較多，所制備產(chǎn)品的數(shù)量是相當可觀的。同時還可以將實驗教學內容轉化為科研成果，這樣通過教學實驗獲得的產(chǎn)品將具有極高的經(jīng)濟和科研應用價值。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酰基化反應是非常經(jīng)典、重要的有機反應。通過該反應可以讓學生鞏固芳香環(huán)親電反應的定位規(guī)則，學習掌握無水反應的操作［9］?？紤]到芳香環(huán)的傅克反應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容。因此，嘗試將相關的實驗教學內容與教師的科研課題相結合。

3結論

地方高校由于實驗設備和科研水平的限制，在實驗教學中往往缺少研究探索性內容，不利于學生科研興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在化學實驗教學過程中，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生的綜合實驗素質至關重要。將實驗教學內容與教師科研課題相結合，可以很好的解決上述不足。前沿知識的學習及科研全過程的積極參與，更有利于激發(fā)學生的科研熱情，更有利于學生主動性的發(fā)揮?？梢匀娴靥岣邔W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思維能力。對學生實驗技能、科研創(chuàng)新能力和綜合素質的提高具有重要意義。

參考文獻：

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

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

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

作者：陳小莉 阮志軍 莫小曼 單位：黃岡師范學院 化學化工學院