如何讓本科生真正走進實驗室

焦銀春，袁 華

(湖南科技大學化學化工學院，湖南湘潭411201)

如何讓本科生真正走進實驗室

焦銀春，袁 華

(湖南科技大學化學化工學院，湖南湘潭411201)

在全國大學教學改革浪潮下，化學作為一門以實驗為基礎的學科對大學生也提出了更高的要求。必須從有機化學實驗特點出發，針對本課題組學生的現狀及存在的問題進行詳細分析，并針對這些問題，從幾個方面提出具體意見。重點闡述如何培養學生的實驗興趣，讓本科生真正的走進實驗室。

有機化學實驗;教學改革

在第六屆全國青少年科技創新獎的評選和剛剛落幕的第七屆“挑戰杯”全國大學生創業計劃競賽［1］中，我校學子都取得了驕人的成績。這些成績的取得，是我校多年來堅持不斷更新人才培養的觀念和模式，轉換人才培養思路，在教學實踐中，不斷摸索創新結出的碩果。

我院對本科生的人才培養也嘗試了一些創新，目前還處于探索階段。如何培養本科生的學習興趣，激發他們的創新能力，考慮到化學是一門以實驗為基礎的學科，我們提出了“讓本科生走進實驗室”和“用實驗室作為本科生參與研究性學習的平臺”的理念。一段時間下來，通過對本課題組實驗室的本科生進行觀察，發現了一些問題，從中也反映出當前大學生對進入實驗室參與課題研究的態度。如何能讓本科生真正走進實驗室呢?本文根據這些問題和現狀進行了總結，針對性地提出了幾點建議。

一 雙向選擇，合理引導

興趣是最好的老師，怎樣讓一部分優秀的學生能夠真正走進實驗室進行創新性實驗，甚至是幫助老師進行一部分課題的研究呢?首要的問題是這部分學生對象的確認。一般來說，站在老師的角度，我們希望選取那些理論基礎扎實，動手能力強，能吃苦耐勞，又對實驗室工作有強烈興趣的學生。但是，怎樣甄別這部分學生，必須經歷一個相互適應的磨合過程。我們的做法是，在大二結束之后，老師們可以選取一部分課題供學生參考，讓綜合成績在整個年級前30%的學生根據自己的興趣自由選擇。這樣勢必會有一個雙向選擇的問題，就是學生會選擇自己愿意跟從的老師和自己感興趣的實驗方向，同時，老師也會對學生進行考察，選擇自己滿意的學生。實踐中我們發現，有的學生成績雖然靠前，但是他們的動手能力、探索精神和獨立意識都有所欠缺，這樣一部分學生我們會在一段時間之后把他們慢慢淘汰，留下那些真正愿意呆在實驗室的學生。在考察學生的過程中，我們會注意學生以下幾個方面:1)是否有研究興趣。我們傾向于選取那些有強烈求知欲，立志考研考博，愿意在今后投身有機化學領域的學生。2)是否有良好的實驗習慣和實驗態度。那些條理清晰，實驗習慣良好的學生，在實驗過程中認真投入，記錄實驗過程忠于原始數據，遇到困難能及時查找原因的學生，是我們要優先考慮的。3)是否能夠耐得寂寞，能夠持之以恒。實驗室工作是辛苦的，并且在實驗過程中不可能一帆風順，這就要求學生必須具備能夠承受孤獨和失敗，有恒心和毅力，為了一個目標不斷求索的精神。

二 結合實際，準確選題

學生所選的課題正確與否是決定學生喜不喜歡呆在實驗室的關鍵。那么，對本科生而言，怎樣的選題才算是一個正確的選題呢?

本科生擁有一定的專業基礎，通過實驗課接受了基本的實驗室技能訓練。但另一方面，他們沒有完整的面對一個具體課題的經歷。從文獻調研，到根據已有文獻設計實驗方案，到嘗試實驗，到遇到失敗，到再分析原因，調整實驗方案，再實驗，處理實驗數據，通過對新的實驗數據進行分析，得出新的結論(對原先假設的驗證和修正)。考慮到本科生的實際情況，一個正確的選題，一般要兼顧到以下兩個方面:1)課題的新穎性和趣味性。具體來說，就是課題要讓學生感興趣，使他們愿意去鉆研。一個好的課題，應該是從課本某一個知識點(比如一個反應)的應用或延伸，使學生感受到從已知到未知的探索過程。2)課題的難易程度。從文獻的調研，到具體實驗方案的實施，一開始都不宜對本科生設置過難。比如，在一個新化合物的合成中，需要摸索其中一步反應的最佳反應條件，要讓學生從投料比、溫度和催化劑等幾個方面進行探索，開始根據不同的反應條件投放反應，這都是學生已有的知識范圍，但是通過TLC或GC、HPLC來跟蹤反應進程［2］就是全新的體驗;之后，通過三因素三水平正交法，對比分析各組實驗結果找出最佳反應條件，對學生而言，也是一個新的能力訓練。柱層析分離就需要一定的耐心，分析NMR、ESI－HR MS數據等都需要循序漸進的來完成。從已知到未知，難易適中，學生容易接受這一經典的有機合成條件探索模式。相反地，如果一開始安排學生進入的就是一個全新的實驗領域，操作難度過大(如:易燃易爆、高溫高壓、無水無氧、低溫反應等)，這樣降低學生在實驗室的興趣，在實驗的時間周期上，也不可取。

三 全方位培養和訓練學生的創新能力和探索精神

在傳統實驗課上，學生“照方抓藥”根據教科書上提供的步驟按部就班的完成實驗。對于有些不善于思考的學生而言，這種傳統的實驗課勢必淪為一種機械性的重復，時間一長，學生的創新意識逐漸消退萎縮。以學生為中心的嘗試性創新實驗很有必要，它能充分調動學生學習的積極性和主動性，鍛煉學生的創新思維能力。實踐中，具體的操作步驟是:1)文獻調研與方案設計。提前半個月左右將課題(或課題的一小部分)告訴學生，要求學生通過查閱自己手里的實驗教材、相關圖書文獻及學校網絡數據庫里的相關文獻，掌握和理解實驗的目的及原理，自己設計實驗方案，分析各方案的優劣;在此基礎上，著重掌握自己認為理想的方法、操作步驟，了解影響實驗成敗的關鍵因素。2)實驗方案的分析與探討。老師檢查學生提交的實驗方案，通過討論、提問等方式對方案進行點評、補充和總結，從中確定合理正確的實驗方案。3)實驗實施與完成。根據實驗方案，要求學生獨立完成實驗任務。在實驗的過程中，教師要對學生嚴格要求，積極指導。密切觀察實驗操作過程，發現并解決實驗中出現的問題。同時通過啟發、交流等方式闡明操作中存在問題的原因，做到讓學生不僅知其然，而且知其所以然。通過這樣科學、規范的訓練來培養學生善于思考、勤于動手、科學操作的良好習慣。實驗結束后，老師通過引導學生對實驗現象和記錄的實驗數據進行討論、交流，然后歸納和總結。4)實驗報告的撰寫與總結。要求學生依據自己的實驗內容寫出規范的實驗報告，在對實驗內容進行總結的同時，要求學生結合實驗現象、實驗中出現的問題進行分析、討論，并寫出自己的理解和體會。5)每個月末，學生要總結自己的工作內容(文獻調研和實驗)，以PPT的形式參加課題組的統一匯報。在每個階段，都采取以學生為主體、教師為督導的方式，學生的思維一直處于活躍狀態，創新意識和創新潛能得到了充分挖掘［3，4］。

四 小結及補充建議

1．進入實驗室提早接觸科研工作是一種學習方式，目的是提高一部分今后立志從事科研工作的本科生的科研素質和科研能力;

2．同學們可以在學院網站師資力量中了解每一位教師的科研情況，不要盲目申請;另外，學院組織其它研究團隊的老師提出研究課題，如果對無機化學、材料化學、分析化學等其它學科感興趣的同學，可以考慮聯系其他老師;

3．進入實驗室的最初一周，應該由研究生師兄師姐帶領適應實驗室各項規章制度，熟悉各種大型儀器的操作和維護;希望有連續3～4周左右的時間在實驗室工作;最好寒暑假能來實驗室學習。

經過一段時間的探索，課題組的本科生在湖南省大學生化學實驗技能競賽、湖南省大學生課外化學化工創新作品競賽等活動中獲得了可喜的成績。實驗室一位本科生同學說:“在大學，本來是一個積累知識的階段，可是由于突然的放松，使很多大學生變得放縱，我要利用有限的時間學到更多的知識”。通過他的這句話，我認識到讓本科生走進實驗室不是拔苗助長，而是一部分對化學充滿熱愛并學有余力的同學自身的要求。學生創新能力的培養是一項長期的、復雜的系統工程，讓本科生走進實驗室則為學生創新能力的培養提供了一個重要平臺，它將對形成學生創新意識、創新思維，培養創新能力，感受和發現化學的無窮魅力，激發創新熱情能發揮重要而積極的作用。

［1］http://news．qq．com/a/20091211/002323．htm，http://comm1．hdu．edu．cn/commoffice/print．aspx?ID=D96．

［2］曾昭瓊．有機化學實驗(第三版)［M］．北京:高等教育出版社．

［3］李秀艷，孫志敏，秦亞鸞．有機化學綜合型、開放型實驗的整合與優化［J］．實驗室科學，2010，13(1)，24－27．

［4］劉品華，汪 帆，楊 芬，等．有機化學設計性綜合實驗［J］．教學改革與實踐，2011，9(2):115 －117．

G642

A

1674－5884(2011)10－0039－02

2011－07－10

國家級化學特色專業資助項目

焦銀春(1979－)，女，江蘇徐州人，講師，主要從事有機合成研究與教學工作。

(責任編校 楊鳳娥)