化學(xué)類專業(yè)創(chuàng)新實驗教學(xué)的探索與思考

張慧

摘 要：在各大高校實驗教學(xué)改革大力倡導(dǎo)和開展綜合性、創(chuàng)新性實驗教學(xué)的背景下，專業(yè)創(chuàng)新實驗的開設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、分析和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的一次有益探索。結(jié)合筆者學(xué)院對該課程的教學(xué)實踐經(jīng)驗，本文總結(jié)了在進行創(chuàng)新實驗的過程中需要注意的問題：指導(dǎo)老師應(yīng)再次對學(xué)生進行實驗室安全教育，強調(diào)良好實驗習(xí)慣的養(yǎng)成；選題時應(yīng)兼顧創(chuàng)新性與可行性；指導(dǎo)老師應(yīng)對學(xué)生進行靈活的、有針對性的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：化學(xué) 專業(yè)創(chuàng)新實驗 教學(xué)探索

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（c）-0137-02

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實驗在教學(xué)模式中有著不可替代的作用。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗重在使學(xué)生掌握實驗基本操作技能，培養(yǎng)他們良好的實驗習(xí)慣。但僅僅使學(xué)生具有一定的動手能力還遠遠達不到人才培養(yǎng)的要求，往往導(dǎo)致其面對實際問題的時候顯得手足無措，無法將所學(xué)的知識技能應(yīng)用到實際工作中，不能適應(yīng)社會的需求。

近年來各大高校實驗教學(xué)改革都在大力倡導(dǎo)和開展綜合性、創(chuàng)新性實驗教學(xué)，在完成基礎(chǔ)實驗課程的基礎(chǔ)上，更加重視學(xué)生收集和處理信息能力、觀察能力、思維能力以及解決實際問題能力的培養(yǎng)[1-3]。基于此，筆者學(xué)院為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)方向開設(shè)了專業(yè)創(chuàng)新實驗，其宗旨是，學(xué)生通過完成這類實驗，受到一次較全面的、嚴格的、系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，能了解化學(xué)研究的一般方法，親身體驗科學(xué)研究的艱苦性和長期性，使學(xué)生真正具有熱愛科學(xué)的情感。另一方面，研究型實驗真正使學(xué)生盡早接觸到科學(xué)研究工作，使他們的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力在實踐中得到培養(yǎng)與提高。經(jīng)過幾年的專業(yè)創(chuàng)新實驗教學(xué)的實踐，我們對課程中需要注意的問題進行了總結(jié)和分析，并提出相應(yīng)的建議。

1 指導(dǎo)老師應(yīng)再次對學(xué)生進行實驗室安全教育，強調(diào)良好實驗習(xí)慣的養(yǎng)成

在進行專業(yè)創(chuàng)新實驗之前，學(xué)生已經(jīng)完成了基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)習(xí)，并掌握了一定的基本操作技能和基礎(chǔ)安全知識。但是，基礎(chǔ)實驗一般具有固定的流程，指導(dǎo)基礎(chǔ)實驗課的老師也對整個實驗過程非常清楚，知道哪些不當(dāng)操作容易引發(fā)安全事故，會有針對性地進行講解，并在學(xué)生進行實驗時加以關(guān)注。而我們的專業(yè)創(chuàng)新實驗是以教師和學(xué)生共同制定題目、學(xué)生自主設(shè)計、自主操作、自主探究的方式進行的。相比于學(xué)生已經(jīng)完成的基礎(chǔ)實驗，這類探究性實驗具有更多的不確定性，往往在進行實驗的過程中需要根據(jù)實驗現(xiàn)象和上一步的實驗結(jié)果不斷修正下一步的實驗方案。學(xué)生雖然已經(jīng)在基礎(chǔ)實驗中受到了一定的培訓(xùn)，但尚無進行這類實驗的經(jīng)驗。如果任由學(xué)生自行進行實驗，必然會留下安全隱患。比如在創(chuàng)新實驗中，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)樣品無法完全溶解在溶劑中時，常常會增加對樣品和溶劑進行加熱這一操作。而如果他們所用的溶劑正好是乙醚等易燃易爆的有機溶劑，那么加熱就會特別危險，尤其是使用明火進行加熱更是一種很可能會引起爆炸的違規(guī)操作。因此，指導(dǎo)老師應(yīng)針對創(chuàng)新實驗的不確定性，在學(xué)生進行創(chuàng)新實驗之前，對學(xué)生再次進行實驗室安全教育，指出在進行這類探究性實驗的過程中需要特別注意的問題。

此外，相比于基礎(chǔ)實驗，創(chuàng)新實驗更接近實際的科學(xué)研究過程。因此，學(xué)生需要解決的問題更多、更復(fù)雜。比如在基礎(chǔ)實驗中，學(xué)生只需要進行實驗、處理數(shù)據(jù)并完成報告，而在創(chuàng)新實驗中則需要確定實驗題目、查閱文獻資料制定實驗方案、準備實驗儀器和藥品、統(tǒng)籌安排實驗、完成實驗和實驗記錄等。指導(dǎo)老師應(yīng)當(dāng)在這一過程中，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。這是學(xué)生能夠較為獨立地完成創(chuàng)新實驗、解決實際問題的基礎(chǔ)。由于在創(chuàng)新實驗中，實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果都具有不確定性，因此對實驗記錄有著更高的要求。如何及時、清晰、有效地完成實驗記錄，是指導(dǎo)老師需要特別強調(diào)的問題。

2 選題時應(yīng)兼顧創(chuàng)新性與可行性

從學(xué)院過去幾年專業(yè)創(chuàng)新實驗的教學(xué)來看，學(xué)生進行創(chuàng)新實驗的題目大多來源于指導(dǎo)老師的科研項目或者是與之相關(guān)的探索性研究。因此，通過審查老師近幾年是否有科研項目或者科研成果以確定其是否具有指導(dǎo)創(chuàng)新實驗的資質(zhì)，基本可以保障該實驗課程的創(chuàng)新性。另外指導(dǎo)老師和學(xué)生雙方是通過雙向選擇來確定的，因此學(xué)生對其具體進行哪一方面的創(chuàng)新性實驗具有一定的自主選擇性。學(xué)院首先將具有資質(zhì)的老師的研究方向和聯(lián)系方式向?qū)W生公布，然后由學(xué)生自行聯(lián)系老師。通過雙方面談，當(dāng)老師的期望值和學(xué)生的感興趣程度達成一致時，就可以組成導(dǎo)師和學(xué)生組，進而確定實驗題目。

在選題時除了創(chuàng)新性以外還應(yīng)特別注意兩個方面：一方面，進行創(chuàng)新實驗的主體是本科生，他們沒經(jīng)歷畢業(yè)論文，更沒有進行科研實驗的經(jīng)驗，因此不能簡單地套用指導(dǎo)研究生的方法，而應(yīng)在選題時與他們進行更多的溝通，使他們明確實驗的預(yù)期目標是什么，以及要達到這一目標，他們自身可能需要完成哪些具體工作。學(xué)生通過對自身能力的評估，告訴指導(dǎo)老師，哪些工作能夠獨立完成，哪些工作需要在老師或者碩士生的指導(dǎo)下完成，哪些工作完全不能勝任。在雙方充分溝通的基礎(chǔ)上，對實驗題目和方案進行修正。另一方面，我們的專業(yè)創(chuàng)新實驗是集中在4～5周內(nèi)進行的，因此，在選題時題目不能過大，同時考慮實驗的周期，盡量安排緊湊的實驗，既保證所有的實驗工作能在規(guī)定的時間內(nèi)完成，又使學(xué)生有足夠的工作量，確保他們受到全面系統(tǒng)的科研訓(xùn)練。

3 指導(dǎo)老師應(yīng)對學(xué)生進行靈活的有針對性的指導(dǎo)

在進行專業(yè)創(chuàng)新實驗的過程中，指導(dǎo)老師應(yīng)教會學(xué)生基本的科研方法。例如：教會學(xué)生如何利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館資源查閱資料、如何閱讀相關(guān)英文文獻資料、如何進行實驗過程的記錄、如何分析處理實驗數(shù)據(jù)，等等。科研方法的教授過程貫穿在整個創(chuàng)新實驗的過程當(dāng)中。但是，指導(dǎo)老師不可能像在基礎(chǔ)實驗課程中一樣全程跟進學(xué)生的實驗。為了更有效地指導(dǎo)學(xué)生，指導(dǎo)老師可采取靈活的方式，除了進行當(dāng)面指導(dǎo)外，還可通過手機、QQ、E-mail等方式聯(lián)絡(luò)[4]，以確保指導(dǎo)力度。

同時，在指導(dǎo)學(xué)生的過程中，指導(dǎo)老師應(yīng)意識到，每個學(xué)生個體是不同的，具有一定的特殊性。比如有的學(xué)生善于思考，能夠提出問題，但動手能力相對較差；而有的學(xué)生執(zhí)行力很強，能夠一絲不茍地完成老師要求的實驗，但較為死板，一旦實驗中出現(xiàn)了一些與預(yù)期不符的小問題，就完全不知道如何處理。因此指導(dǎo)老師應(yīng)當(dāng)針對學(xué)生所欠缺的能力加以引導(dǎo)和強化訓(xùn)練，使他們初步具備獨立進行科學(xué)研究的能力。在這一過程中，要特別注重引導(dǎo)學(xué)生自主思考和解決問題的能力，營造師生之間平等互動的氛圍，激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新的熱情[5]。

4 結(jié)語

專業(yè)創(chuàng)新實驗的開設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、分析和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的有益探索。在培養(yǎng)高素質(zhì)人才的過程中，我們需要不斷積累經(jīng)驗、不斷探索新方法和新途徑。

參考文獻

[1] 劉麗玨，陳白帆，謝斌.大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目組織模式研究[J].計算機教育，2012，18（9）：114-117.

[2] 杜新強，冶雪艷.從大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目談學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].黑龍江教育，2013（1）：47-48.

[3] 陳國金.工科類大學(xué)生創(chuàng)新教學(xué)實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（3）：95-97.

[4] 張麗霞，劉紅星，何英姿.高校化學(xué)綜合創(chuàng)新實驗項目的構(gòu)建[J].廣東化工，2014，41（23）：179-180.

[5] 劉紅纓.化學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實驗的幾點思考[J].廣東化工，2014，41（24）：112.