加強化學實驗技能訓練提高學生科研創新能力

李家玉 何海斌 福建農林大學生命科學學院，福建 福州 350002

加強化學實驗技能訓練提高學生科研創新能力

李家玉 何海斌 福建農林大學生命科學學院，福建 福州 350002

高校是國家培養高科技人才和實現科技創新的重要基地，而大學生是21世紀科學技術的掌握者、運用者和創造者，是國家未來高素質勞動者的主力軍。重視大學生科技創新活動，培養其創新意識和實踐能力，是提高大學生的科技素質，造就跨世紀的優秀科技人才的重要途徑。大學生科技創新活動，主要是指在學校引導和教師指導下，學生個體或團隊以興趣和愛好為前提開展的，以解決社會問題為切入點的實踐活動[1]。近幾年來，筆者所在的院校一直大力開展大學生科學科技創新活動，鼓勵和引導本科生積極參加校級、省級、國家級創新性項目及“挑戰杯”學術競賽等科研創新活動，并且取得了不俗的成績。筆者也參與指導了不同年級的本科生進行科研創新，發現剛進入實驗室的本科生，尤其是大一、大二的學生，存在實驗技能比較匱乏、沒有養成良好的實驗習慣和分析問題、解決問題的能力尚待提高等等問題。

筆者所在的高校為一所高等農業院校，而基礎化學實驗是全校理學、農學及部分工學大一學生的必修課，它是將普通化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗優化整合、重組更新而融為一體的基礎化學實驗課程體系，在實驗內容上力求各門課程的相互關聯、相互滲透，并與有關化學理論課程相適應。通過實驗教學，學生不僅可以鞏固和提高課堂所學的理論知識，還有助于激發學生進行科研實驗的興趣，養成良好的實驗習慣，強化基礎實驗技能，提高實驗綜合設計和應用能力。作為一名化學教師，筆者認為可以通過基礎化學實驗教學加強對本科生的化學實驗技能培訓，以提高本科生的科技文化素質和創新能力，促進大學生科技創新卓有成效地進行。而這些對培養大學生創新精神和實踐能力，提升高校人才培養質量，增強高等教育的自主創新能力具有重要的意義[2-3]。

1 培養良好的實驗習慣

在科研創新活動中，無論是理學專業學生還是農學專業學生，只有具備良好的實驗習慣，才會熟練正確地操作，才可能順利地完成實驗任務和提高實驗數據的可信度。良好的實驗習慣包括實驗前預習，實驗過程中注意細節，實驗后迅速清理并寫出實驗報告等。在基礎化學實驗教學中，我們從第一次上實驗課時就嚴格要求學生在每一次的實驗過程必須做到：

1.1 實驗前做好預習等準備工作

學生做實驗的陋習之一，是課前預習不夠或根本不預習，實驗操作時心中無數，被動應付，在規定的時間內不能完成實驗任務。對此，我們要求學生在實驗前充分預習教材，寫出預習報告，明確實驗目的、原理和步驟以及預期實驗現象并運用理論知識盡可能給出解釋。實驗開始前檢查預習情況，作為實驗考核的內容之一，使得學生感到實驗課有壓力，自然就有了預習的動力。實際上，科研創新項目的申請書與學生實驗的預習報告很類似，開始實驗前必須對該項目擬解決的問題、實驗內容、項目進展及預期結果做到心中有數，這樣思路清晰、可行性高的科研項目才可能被批準。

1.2 基本操作要規范正確

學生實驗操作的正確與否直接影響實驗結果的準確性及儀器的使用壽命，在實驗教學中，我們總是要求學生嚴格按照正確的操作規程操作，對粗心的同學，加以重點監督和指導，促使他們養成細心、謹慎的實驗習慣。在進行科研創新實驗中，學生不可避免會遇到一些熟悉的或者沒有見過的儀器，一定要認真閱讀儀器使用指南，進行正確、規范的實驗操作，避免得不到正確的實驗現象和結論，甚至發生安全事故。

1.3 儀器藥品放置規范有序

學生做實驗經常使儀器擺放雜亂無章，試劑瓶和公用儀器任意移動，尋找試劑花費較多時間。為了避免這樣的情況，我們在教學過程中認真示范，使用試劑分門別類，有規律地排放整齊，使學生感受到固定有序排列的必要性，自覺養成不隨意移動試劑瓶的好習慣。同時還要求學生做完實驗后必須回復原位，逐一檢查。目前，本科生的創新實驗一般是在公共、開放實驗室中進行，而且實驗的時間也大多不連續，儀器藥品的放置規范有序就顯得更為重要。

1.4 實驗完畢迅速清理

實驗完畢及時清理實驗臺是良好實驗習慣的基本要求，實驗結束時我們必須逐一檢查學生是否清洗完所用儀器、儀器有無破損并清理好實驗臺，然后才在儀器檢查卡上簽字方讓學生離開。無論從事何種實驗，這一步的工作是必不可少的，但也往往是很多學生不注意的。

1.5 認真填寫實驗報告并進行實驗總結

填寫實驗報告一方面讓學生對該實驗的目的、原理、操作步驟和方法有一個更深刻的認識，另一方面也迫使學生運用相關的理論知識來解釋相關實驗現象，并且分析此次實驗結果是否與預期結果相符，找出實驗失敗的原因。在最開始的幾次實驗過程中，我們會給學生講解規范的實驗報告是如何完成的，每一次詳細批改上交的實驗報告，讓學生慢慢提高實驗總結能力。而這種總結能力的提高無論對科研創新活動的結題匯報或一些別的工作都是無不裨益的。

2 培訓規范的基本實驗技能

從事理科類、農學類科研創新實驗都需要掌握物品的稱量、溶液（有無pH值）的配制、液體（或固體）的加熱、儀器的清洗干燥等最基本的實驗技能。然而，筆者在指導學生實驗過程中發現，很多學生對有些實驗操作很茫然，或者進行錯誤的操作，從而影響實驗的進程。究其原因，一是由于在高校大量擴招的情況下，本科生的實驗技能水平參差不齊，部分新生來自條件比較差的農村或城鎮中學，未曾做過系統的化學實驗，實驗技能較弱；二是由于學生沒有進行過正確規范的實驗操作的訓練和嚴謹求實的科學態度的培養。為了避免改變這種狀況，我們對基礎化學實驗這門實驗課程進行一些內容調整，重點對剛剛接觸實驗的大一新生進行規范的基本實驗技能的訓練和強化，使其在之后的科研創新活動中更加得心應手。

任何一個實驗都是從樣品的稱量和溶液的配制開始的，這也是最最基本的實驗技能。經過調研發現，大一新生只是簡單認為用臺秤（或砝碼天平）稱重，用燒杯和量筒配制溶液。為了改變這種在中學學習中養成的定向思維，我們開設的第一個實驗就是《電子天平的使用和溶液的配制》[4]。在實驗前，教師必須告訴學生哪些是精密度低的儀器，哪些是高精密度高的儀器，如何根據實驗精密度的需要選擇何種稱量、配制方法。同時，嚴格要求學生學會應用指定質量法和差減法在電子天平上稱重，以及掌握運用容量瓶、刻度吸量管等進行梯度稀釋溶液的方法。針對每一個儀器的操作要點，我們都要動手演示正確的、錯誤的操作，不厭其煩地講解注意要點，及時糾正學生的操作錯誤，讓其真正掌握這幾種實驗技能。

取用藥品量過多或過少，不僅會影響正確的實驗結果，甚至會出現與已知現象不符的狀況而導致實驗失敗。很多學生在取用藥品時，對藥品的用量把握不準，盲目取用。筆者在指導實驗過程中發現，有些大四的學生到了畢業論文階段還是覺得量越多越好。為了糾正這樣的錯誤想法，我們在基礎化學實驗教學中讓學生反復練習滴定分析，有的學生認為指示劑放得越多，現象就會越明顯，導致實驗數據不好，終點難于確認的結果，就只能重新做一遍實驗，這樣就讓其在不斷的錯誤中形成正確的實驗思維。而對于有些性質實驗，我們就應當告訴學生溶液的用量可以估讀，不需要精確量取。通過不同的實驗練習，讓學生明白定性實驗和定量實驗的區別，從而在以后的實驗設計過程中更加明確實驗目的。

在基礎化學實驗教學過程中，我們還穿插了分光光度計、pH計、離心機、電子天平、恒溫水浴鍋、電熱套等基本儀器的使用[4]。因為這些都是實驗室非常常規的儀器，所以通過讓學生自己動手反復練習，從而掌握這些儀器的操作要點。現在，有些本科生不知道如何配制一定pH的溶液，認為加入酸或堿就可以；有些學生不知道放入離心機的離心管應該等質量、對角放入而出現事故；有些學生認為液體加熱就只能用酒精燈加熱而鬧出笑話；有些學生甚至到做畢業論文時還不知道紫外分光光度法的原理等等。因此，基礎化學實驗課程可以說是本科生進行實驗研究工作的啟蒙教育。

3 培養實事求是的科學態度

我們在實驗教學過程中要求檢查每一個學生的原始數據單，簽上名字后要求學生附于實驗報告。這主要是因為我們在教學過程中發現，大多數學生在中學教育中形成了這樣的概念，即實驗結果一定要與標準答案相符才是一百分。如果實驗失敗了或現象不明顯，不是積極的分析失敗原因，而是消極的照理論或抄襲別人的實驗現象和結論，這種不實事求是的不良習慣一旦養成，很難糾正。因此，我們從第一次實驗起，就嚴格要求，并且告訴學生拿到一套漂亮的數據并不能得到一百分，而如何分析自己每一次的實驗結果才最重要，我們在考核中也堅持這一點。不言而喻，每一個從事實驗研究的工作者都必須具備這種尊重事實、實事求是的科學態度[5]，尤其對于那些探索研究性實驗，對每一個實驗結果都應當實事求是地分析，而不是為達到預期結果而給出一些虛假的數據。

4 培養持之以恒的意志品質

筆者經過調研發現，大部分學生表示很愿意參加各類科技創新活動，也很積極地報名，但在遇到困難之后，大部分學生表示放棄。由于缺乏持之以恒的意志品質，大學生科技創新活動中存在嚴重的“三天打魚，兩天曬網”現象。基礎化學實驗的個別實驗正好可以鍛煉學生的恒心和耐心，如滴定實驗出現滴過量，有機成分提取實驗中成分提取失敗，儀器分析實驗中試樣濃度配制有誤等，這時就不能因一次的失敗而灰心喪氣，止步不前，相反應該認真分析原因，找出問題關鍵之所在，重新完成實驗。經過多次的訓練，使學生明白任何一個實驗都是一個持之以恒的長期過程，實驗的順利開展與持續的理論學習也是密不可分的。

綜上可見，基礎化學實驗對于培養學生良好的實驗習慣、強化基本實驗操作、培養學生實事求是的科學態度等方面有著得天獨厚的條件，是我們培養既具有熟練實驗操作技能，又具有良好實驗思維能力的科技型人才的重要途徑。作為一名化學教師，要充分、有效地利用實驗教學來培養學生的實驗技能，更重要的是通過這一途徑努力培養大學新生的科技意識、科研精神，積極推動大學生科技創新活動的順利進行和有效開展。

［1］吳玉先,蔣擁東. 民族地方高校大學生創新能力培養模式探索［J］. 高等教育研究.2009（2）：77-80

［2］唐川林,胡東等.影響大學生科技創新能力因素分析［J］. 湖南工業大學學報. 2009（3）：103-105

［3］周新木.加強實驗技能培養創新能力［J］. 實驗室研究與探索.2003（4）：18-20

［4］李清祿,何海斌. 實驗化學（第二版）［M］.北京：中國林業出版社.2006：30-74

Enhancing Skills Train of Chemical Experiment and Promoting Student’s Innovating Ability

LI Jiayu, HE Haibin School of Life Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China

基礎化學實驗課程是提高大學生的科研意識和創新能力的重要途徑。該文主要闡述了如何在化學實驗教學過程中培養學生良好的實驗習慣、規范基本實驗技能、培養實事求是的科學態度和持之以恒的意志品質等，為促進大學生科技創新活動的有效開展提供一定的參考。

化學實驗；實驗技能；科技創新

Chemical experiment course is an important way to raise the awareness of scientific research and innovating abilities of students. This article mainly described how to train a good experiment practice, standardize the basic experiment skills, and develop a realistic scientific attitude and the persistent will of students in the chemical experiment teaching, which will provide a good reference of promoting effective implementation of student’s innovation.

chemical experiment; experiment skills; scientific and technological innovation

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.24.113

李家玉（1983-），女，湖北荊門人，碩士，助教，主要從事基礎化學及基礎化學實驗教學，E-mail:lijiayubnu@yahoo.cn。