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摘要實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于高校本科生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義,對(duì)于地方高校而言,由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及科研平臺(tái)條件的限制,在本科生化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,往往存在基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)過(guò)多,而研究探索性內(nèi)容較少的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置較簡(jiǎn)單,缺乏適當(dāng)?shù)碾y度和挑戰(zhàn)性,不利于充分激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣;實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品缺乏足夠的科學(xué)研究及應(yīng)用價(jià)值,不利于學(xué)生成就感的獲得;實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程較為單調(diào),缺少科學(xué)研究的系統(tǒng)性和探索性,不利于培養(yǎng)和挖掘?qū)W生的科研能力和創(chuàng)新潛力。針對(duì)上述不足,初步探索了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教師科研課題相結(jié)合的教學(xué)模式,并介紹了該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞地方高校;化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);科研課題;能力培養(yǎng)
1地方高校本科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題
由于儀器設(shè)備及平臺(tái)條件相對(duì)欠缺,地方高校在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中,往往偏重于基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的開展,而缺乏研究探索型實(shí)驗(yàn)。誠(chéng)然,經(jīng)典的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)具有其不可替代的作用,對(duì)于學(xué)生掌握化學(xué)基本原理和基本操作非常重要。但是,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)安排過(guò)多,研究型實(shí)驗(yàn)的缺乏,往往會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一,與學(xué)科前沿發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié),無(wú)法充分激發(fā)學(xué)生的科研興趣。這對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)存在著明顯不足,已經(jīng)越來(lái)越難以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展對(duì)當(dāng)代大學(xué)生的能力培養(yǎng)要求。
1.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃
基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),一般內(nèi)容比較簡(jiǎn)單,難度和要求也較低。學(xué)生在預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往“照葫蘆畫瓢”就可以完成任務(wù),缺乏主觀能動(dòng)性和挑戰(zhàn)性,反而不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開展過(guò)程中普遍存在,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)任務(wù)單一,實(shí)驗(yàn)?zāi)康膬H僅是簡(jiǎn)單地完成實(shí)驗(yàn)教材的規(guī)范操作,驗(yàn)證相應(yīng)的結(jié)果。缺乏獲取新知識(shí)、新技能的積極性,缺乏實(shí)驗(yàn)探索的興趣,不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.2實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品缺少應(yīng)用,學(xué)生成就感不強(qiáng)
在基礎(chǔ)的制備實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生合成的產(chǎn)物一般較為簡(jiǎn)單,大多都是基礎(chǔ)廉價(jià)的化工原料,科學(xué)研究?jī)r(jià)值難以直接體現(xiàn)。又由于學(xué)生制備的產(chǎn)物往往只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理,純度難以保證,應(yīng)用價(jià)值更加有限。以有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yīng)制備乙酸乙酯。乙酸乙酯本身是較為廉價(jià)的化學(xué)品,又因?qū)W生制備的乙酸乙酯純度不高,因此學(xué)生獲得的產(chǎn)品往往被棄置了。這類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身較為簡(jiǎn)單,加之實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品缺少更多后續(xù)價(jià)值基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的開展,導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)獲得感。不僅加劇了學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣不足的問(wèn)題,同時(shí)在一定程度上存在著藥品浪費(fèi)和環(huán)境污染,這與化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的要求不符[8]。
1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程單調(diào),學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟,結(jié)合課本理論就可以順利的完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作。往往不需要學(xué)生閱讀額外的科技文獻(xiàn),更不要求學(xué)生了解相關(guān)學(xué)科前沿。因此,在畢業(yè)論文的文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告撰寫過(guò)程中,部分學(xué)生甚至連基本的文獻(xiàn)查找能力都不具備,科技文獻(xiàn)閱讀理解能力更是欠缺。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中,按照規(guī)定步驟進(jìn)行操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(duì)目標(biāo)產(chǎn)品的進(jìn)一步表征和測(cè)試研究環(huán)節(jié)??傮w而言,實(shí)驗(yàn)過(guò)程單調(diào),科學(xué)研究的系統(tǒng)性和探索性不足,缺少獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的鍛煉,對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。因此,地方高校的學(xué)生在科研創(chuàng)作上,對(duì)教師的指導(dǎo)依耐性較為嚴(yán)重,總體水平較低,特別體現(xiàn)在文獻(xiàn)閱讀和創(chuàng)新能力上存在著明顯不足。
2化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教師科研課題相結(jié)合的探索
考慮到地方高校的實(shí)際情況,要解決地方本科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shì)資源。一方面,教師的科研課題具有較好的學(xué)科前沿性、探索趣味性,要求的科學(xué)思維、嚴(yán)謹(jǐn)性和難度性更高。另一方面,教師的科研課題與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間存在著緊密的聯(lián)系,可以與實(shí)驗(yàn)教學(xué)完美的對(duì)接。
2.1激發(fā)科研興趣,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
與科研課題相結(jié)合,提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的深度和廣度。學(xué)科前沿知識(shí)的引入和科研知識(shí)的講解,可以引起學(xué)生的好奇感,吸引學(xué)生的注意力,充分激發(fā)學(xué)生的研究興趣。如,將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中常用的苯及其衍生物換成廉價(jià)的三苯胺,與酰氯化合物反應(yīng)可以制備一系列具有優(yōu)異發(fā)光性能和較大科研價(jià)值的三苯胺衍生物。在實(shí)驗(yàn)前,老師不僅僅讓學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作,更是要求學(xué)生查閱文獻(xiàn),了解目標(biāo)產(chǎn)品的合成步驟和基本性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)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(zhì)與應(yīng)用,又拓展了學(xué)科前沿知識(shí)。
2.2培養(yǎng)科研創(chuàng)新潛力,增強(qiáng)獲得感
在研究探索型實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生首先需要通過(guò)自身的努力閱讀和理解文獻(xiàn),開闊思路和知識(shí)面,這是培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)。由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究性和未知性,要求學(xué)生根據(jù)文獻(xiàn)及講解仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且嘗試解決問(wèn)題,在此過(guò)程中逐步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。同時(shí),讓學(xué)生參與產(chǎn)品的表征和性質(zhì)測(cè)試,了解產(chǎn)品新奇的發(fā)光性能??梢愿尤娴靥岣邔W(xué)生對(duì)科研全過(guò)程的理解,充分的挖掘?qū)W生的科研潛力,極大的提高學(xué)生的參與感和收獲感,有助于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)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(qiáng)實(shí)踐能力
本科教學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生人數(shù)較多,所制備產(chǎn)品的數(shù)量是相當(dāng)可觀的。同時(shí)還可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為科研成果,這樣通過(guò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的產(chǎn)品將具有極高的經(jīng)濟(jì)和科研應(yīng)用價(jià)值。另外,對(duì)于地方高等院校,教師普遍缺少研究生的情況下,這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革可以培養(yǎng)大量?jī)?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?;磻?yīng)是非常經(jīng)典、重要的有機(jī)反應(yīng)。通過(guò)該反應(yīng)可以讓學(xué)生鞏固芳香環(huán)親電反應(yīng)的定位規(guī)則,學(xué)習(xí)掌握無(wú)水反應(yīng)的操作[9]??紤]到芳香環(huán)的傅克反應(yīng)是制備一系列有機(jī)光電材料的重要途徑,是教師科研課題的重要內(nèi)容。因此,嘗試將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教師的科研課題相結(jié)合。
3結(jié)論
地方高校由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和科研水平的限制,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往缺少研究探索性內(nèi)容,不利于學(xué)生科研興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,既要肯定經(jīng)典的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)具有其不可替代的作用。同時(shí),也要明確研究探索型實(shí)驗(yàn)對(duì)于全面提高本科大學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)至關(guān)重要。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教師科研課題相結(jié)合,可以很好的解決上述不足。前沿知識(shí)的學(xué)習(xí)及科研全過(guò)程的積極參與,更有利于激發(fā)學(xué)生的科研熱情,更有利于學(xué)生主動(dòng)性的發(fā)揮。可以全面地提高學(xué)生的文獻(xiàn)查閱能力,實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及科學(xué)思維能力。對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、科研創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高具有重要意義。
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作者:陳小莉 阮志軍 莫小曼 單位:黃岡師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院
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