化學本科教育中科研創新能力的培養

摘 要 本科教育是培養創新型人才的教育基礎，化學本科教育中學生創新能力的培養不僅要從思想上予以灌輸，更要從實踐中予以指導，并通過改革教學模式，努力創造相應的科研氛圍和環境，提高學生的綜合素質。

關鍵詞 化學 本科教育 科研創新

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

The Cultivation of Scientific Research Innovation Ability in

Undergraduate Education of Chemistry

LANG Leiming

(Biochemical and Environmental Engineering College， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing， Jiangsu 211171)

Abstract Undergraduate education is the basis of education for the cultivation of a person with innovation ability. The innovation ability cultivation of chemistry undergraduate can be achieved by means of interest cultivation and skill practice including the reformation of teaching modes and construction of good scientific research circumstance， which can improve the comprehensive quality of undergraduate.

Key words chemistry; undergraduate education; scientific research innovation

本科教育是關系到學生發展的重要階段，一個人的能力素質和發展后勁很大程度上取決于本科階段的熏陶和訓練。本科生參與科研實踐是培養其創造力的重要途徑，國外眾多知名大學都將本科生的科研活動納入教學計劃中。但在我們國家很多高校仍存在如只重教師傳授、輕學生研究；重學習結果、輕學習過程；重書本知識、輕實踐操作；重考試成績、輕整體素質等弊端。這些都極大地抑制了學生的學習興趣，不利于學生創新能力的培養。因此，化學本科教育中應實施新的教學模式，增設研究型課程和講座，以激發學生的學習興趣，開闊學生學科視野、增強學習興趣與動力，并對其進行全面、系統、規范的科研思維訓練和科研方法的培養，使學生在掌握化學理論知識的同時也能初步形成科學的思維方法、養成良好的治學和科研態度，培養創新意識和科研能力。

1 改革課程教學模式，努力培養科研意識

1.1 調整教學內容和教學方法

科學研究是在不斷探索和嘗試之中尋找新的客觀規律，而科研興趣的培養不僅與每個學生息息相關，而且也與我們教師平時教學內容，理念，方法，手段密不可分，如何保證在正常講授基礎知識的同時努力培養學生科研興趣，這就需要在教學內容和教學方法上進行一定的改革。

（1）教學內容上，在講授基礎課程時，結合書本知識有針對性的穿插當前國家社會中與化學密切相關的熱點、前沿問題如綠色合成、食品添加劑、新型催化劑等，在較短的時間里，加大重點資料的信息量，激發學生的求知欲。另外，開設相關的研究型課程和增加實驗教學中的研究型實驗，以無機化學實驗為例，傳統實驗教材只是讓學生照書做實驗，只是簡單的重復，少有真正的探索與創新，如此學生做完實驗課后，收效甚少，從而不能獨立設計實驗開展科研工作，不具備真正的創新力，也很難解決新的實際問題。因此，在實驗課的講授中，將以往的重復性實驗改為探索性實驗和綜合性實驗，如：三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備。三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成是無機化學中的一個基本實驗，通過實驗改進，使學生不但了解三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備方法和性質，而且還可理解制備過程中化學平衡原理的應用，同時掌握水溶液制備無機物的一般方法并要求學生對產物不但用化學分析方法進行分析，還要用紅外光譜進行表征。該實驗是集無機合成、分析化學和儀器分析于一體的一個綜合實驗，實用性較強。此外，也可以結合教師自身的科研課題講解制備無機材料的一些新的方法和表征手段，雖然此時大部分同學可能一時還無法認知和接受這些新的東西，但只要有意識的灌輸科研的思想和理念，潛移默化中接受并且朝著該方向去努力，達到創新能力培養的目的。

（2）教學方法上，應視學生為學的主體，在課堂上不僅是老師傳授知識的過程，也有學生參與課堂教學活動的過程，尤其是在一些研究型課程中要更注重學生自主性、獨立性和創造性的培養，通過采取學生自學、教師輔導或組織小組討論、師生共同研究的方式學習，使學生經過質疑、判斷、比較以及相應的分析、綜合、概括等認識活動獲得結論，從而培養學生科研的思維方法和發現問題解決問題的能力。

1.2 開設系列科研講座，激發學生科研興趣

本科生平時除了忙于各種課程的學習外，接觸科研工作的機會較少，尤其是在二本高校中開設科研方面的講座就更為不多，這就阻礙了學生創新能力和科研興趣的培養。因此，為了進一步調動學生的科研興趣，邀請本專業的教授，重大課題負責人等老師介紹當前化學領域所從事的各類科學研究工作如何為國家戰略與社會需求服務，如何在國民經濟的主戰場中發揮重要作用，拓展本科生視野，展望本學科發展的美好未來，并且還邀請年輕有為的教師和科研成果豐厚的碩博士學生代表講述自身的求學和科研之路，讓學生在羨慕之余也有了很好的學習榜樣，進一步激發了學生的科研興趣。此外，還可開設常規的科研知識講座，就科研工作的基本要求和基本過程，科研工作者應具備的基本科學素養及科研風格，本專業的科研方法、研究手段等內容進行系統全面的闡述。

1.3 對學生進行科研崗前培訓

化學類的本科生尤其是剛入學的學生雖然進行過實驗基本操作的訓練，但接觸研究型的實驗較少，對科學的思維方法和如何從事科研活動還知之甚少，因此，有必要對從事科研活動感興趣的同學進行科研崗前培訓，講解如何查閱文獻，如何選題和進行課題調研，如何分析現在的熱點問題，并在指導教師的帶領下參觀實驗室的各種儀器，了解和熟悉科研實驗室的規章制度以及主要儀器的使用方法，對科研活動的前期準備工作有個直觀和深刻的認識。

2 加強實踐活動，培養科研能力

2.1 開放實驗室，提供實踐平臺

為了能使學生得到全方位的科研素質和創新能力訓練，實驗室的開放為其提供了很好的途徑。作為基礎實驗課的有力補充，開放實驗室為廣大有興趣參與科研活動的同學提供了一個很好的施展自己才華的平臺。相比較基礎實驗課，它在培養學生創新能力方面顯示出獨特的優勢，如實驗課上只是照著書本原有實驗機械操作，缺乏自主創新和思考，而且由于人數較多無法保證一對一的指導和討論，另外由于實驗課程的局限性不能保證部分失敗的實驗再次重做，這就進一步限制了學生創造力的發揮。因此，開放實驗室一方面可以對操作較差的同學進行補差，通過重復實驗達到實驗教學的要求。并且允許基礎好的同學自己任選實驗，進入實驗室完成整個過程，驗證自己的設想。另一方面，實行導師制，鼓勵低年級的同學盡早進入實驗室，跟隨高年級同學參與導師的研究項目，熟悉從文獻查閱、課題選擇、設計實驗方案、確定實驗步驟、優化實驗條件、選用實驗儀器設備、評價實驗結果及撰寫論文等全過程，培養了認真仔細，刻苦專研的科研精神，學會如何用所學知識解釋科研中出現的問題，并樹立牢固的團隊意識。經過一段時間的訓練，在導師的指導下自己撰寫課題申請書，參與學校或省級項目的申請，掌握課題申報的整個流程。通過這些創新與實踐活動，充分發揮了學生的潛能，激發了學生學習化學、探求真理的興趣，對科學研究有了較全面的了解，大大提高了實踐能力和探索創新精神，也深化了化學實驗教學的改革。

2.2 強化畢業論文工作，增強創新能力

畢業論文是化學類本科生在校期間最后的也是極為重要的實踐教學環節，是培養學生運用所學知識解決實際問題，提高實踐能力的重要手段。某種程度上，畢業論文工作也是對學生四年來基礎理論知識，綜合創新能力地綜合評價。因此，畢業論文在培養學生的科研創新能力方面顯得尤為重要。畢業論文工作是本科生在校期間從事的最長的一項科研創新活動，它在前期實驗課和開放課題的基礎上進一步提升和強化的學生的科研創新能力，但目前畢業論文工作存在著諸多問題，比如學生的重視程度不夠，認為畢業論文只是走個過場，最終老師還是會讓其通過；大四學生的考研壓力會嚴重影響其畢業論文的工作時間，學生的創新活動得不到時間上的保障；另外由于本科學生人數的眾多，師資力量的不足也會影響畢業論文最后的效果。因此，必須采取一定的措施以確保畢業論文工作順利有效的進行：（1）針對不同學生的興趣愛好有針對性的進行選題，指導教師必須盡心盡責的指導并對其嚴格要求，讓其知道畢業論文的重要性。（2）針對考研的學生可以提前讓其進入實驗室開展畢業論文工作，這就避免了考研階段時間上的沖突。（3）增加經費投入，保障畢業論文所需藥品和儀器的及時到位，打通各專業儀器的限制，使其能為全院師生服務。通過一系列的舉措，使全體師生感受到畢業論文工作的重要性，并形成良好的科研氛圍，只有這樣才能保障學生科研成果的不斷涌現和創新能力的不斷提高。

2.3 積極參與社會實踐，提升科研創新能力

社會是個大舞臺，學生參與社會活動和工作能有效拓寬學生的知識面和提高學生的綜合素質。為此，應積極組織學生利用寒暑假時間參與社會調研和實踐，比如，與社會環保組織聯系定期組織學生到周邊湖泊、河流采集水樣，熟悉整個采樣過程，并將樣品帶回實驗室在老師的指導下進行分析處理，對出現的問題進行詳細的分析和總結并提出可行的解決方法，最后形成水質報告供環保部門參考。通過這樣一個過程不僅增強了學生積極參與社會公益事業的意識，而且從中也能使其將所學知識運用到實際生活，培養了分析問題解決問題的能力，并在不斷地總結中提升自己的創新能力。此外，還可通過與社會企事業單位合作，組織學生到質監部門和化工企業等單位實踐并將所學技術帶回實驗室進行進一步分析和改進，優化實驗條件，提出更好的技術方案，這就經歷了從理論到實踐，再由實踐上升到理論的創新過程。雖然這個過程對本科生來說并不是那么簡單，但只有在不斷的嘗試中才能提升其科研創新能力。

總之，只有通過多方面的努力，不斷調整教學模式和手段，加強實踐教學環節，努力營造出良好的科研氛圍，才能不斷提高學生的科研創新能力。

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