化學(xué)本科教育中科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘 要 本科教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教育基礎(chǔ)，化學(xué)本科教育中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅要從思想上予以灌輸，更要從實(shí)踐中予以指導(dǎo)，并通過改革教學(xué)模式，努力創(chuàng)造相應(yīng)的科研氛圍和環(huán)境，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 化學(xué) 本科教育 科研創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guān)系到學(xué)生發(fā)展的重要階段，一個(gè)人的能力素質(zhì)和發(fā)展后勁很大程度上取決于本科階段的熏陶和訓(xùn)練。本科生參與科研實(shí)踐是培養(yǎng)其創(chuàng)造力的重要途徑，國外眾多知名大學(xué)都將本科生的科研活動(dòng)納入教學(xué)計(jì)劃中。但在我們國家很多高校仍存在如只重教師傳授、輕學(xué)生研究；重學(xué)習(xí)結(jié)果、輕學(xué)習(xí)過程；重書本知識(shí)、輕實(shí)踐操作；重考試成績、輕整體素質(zhì)等弊端。這些都極大地抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，化學(xué)本科教育中應(yīng)實(shí)施新的教學(xué)模式，增設(shè)研究型課程和講座，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊學(xué)生學(xué)科視野、增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)力，并對其進(jìn)行全面、系統(tǒng)、規(guī)范的科研思維訓(xùn)練和科研方法的培養(yǎng)，使學(xué)生在掌握化學(xué)理論知識(shí)的同時(shí)也能初步形成科學(xué)的思維方法、養(yǎng)成良好的治學(xué)和科研態(tài)度，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和科研能力。

1 改革課程教學(xué)模式，努力培養(yǎng)科研意識(shí)

1.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

科學(xué)研究是在不斷探索和嘗試之中尋找新的客觀規(guī)律，而科研興趣的培養(yǎng)不僅與每個(gè)學(xué)生息息相關(guān)，而且也與我們教師平時(shí)教學(xué)內(nèi)容，理念，方法，手段密不可分，如何保證在正常講授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)努力培養(yǎng)學(xué)生科研興趣，這就需要在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)行一定的改革。

（1）教學(xué)內(nèi)容上，在講授基礎(chǔ)課程時(shí)，結(jié)合書本知識(shí)有針對性的穿插當(dāng)前國家社會(huì)中與化學(xué)密切相關(guān)的熱點(diǎn)、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(shí)間里，加大重點(diǎn)資料的信息量，激發(fā)學(xué)生的求知欲。另外，開設(shè)相關(guān)的研究型課程和增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究型實(shí)驗(yàn)，以無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教材只是讓學(xué)生照書做實(shí)驗(yàn)，只是簡單的重復(fù)，少有真正的探索與創(chuàng)新，如此學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)課后，收效甚少，從而不能獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開展科研工作，不具備真正的創(chuàng)新力，也很難解決新的實(shí)際問題。因此，在實(shí)驗(yàn)課的講授中，將以往的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，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(jī)化學(xué)中的一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，使學(xué)生不但了解三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備方法和性質(zhì)，而且還可理解制備過程中化學(xué)平衡原理的應(yīng)用，同時(shí)掌握水溶液制備無機(jī)物的一般方法并要求學(xué)生對產(chǎn)物不但用化學(xué)分析方法進(jìn)行分析，還要用紅外光譜進(jìn)行表征。該實(shí)驗(yàn)是集無機(jī)合成、分析化學(xué)和儀器分析于一體的一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，實(shí)用性較強(qiáng)。此外，也可以結(jié)合教師自身的科研課題講解制備無機(jī)材料的一些新的方法和表征手段，雖然此時(shí)大部分同學(xué)可能一時(shí)還無法認(rèn)知和接受這些新的東西，但只要有意識(shí)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(dá)到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的。

（2）教學(xué)方法上，應(yīng)視學(xué)生為學(xué)的主體，在課堂上不僅是老師傳授知識(shí)的過程，也有學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)的過程，尤其是在一些研究型課程中要更注重學(xué)生自主性、獨(dú)立性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，通過采取學(xué)生自學(xué)、教師輔導(dǎo)或組織小組討論、師生共同研究的方式學(xué)習(xí)，使學(xué)生經(jīng)過質(zhì)疑、判斷、比較以及相應(yīng)的分析、綜合、概括等認(rèn)識(shí)活動(dòng)獲得結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生科研的思維方法和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。

1.2 開設(shè)系列科研講座，激發(fā)學(xué)生科研興趣

本科生平時(shí)除了忙于各種課程的學(xué)習(xí)外，接觸科研工作的機(jī)會(huì)較少，尤其是在二本高校中開設(shè)科研方面的講座就更為不多，這就阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力和科研興趣的培養(yǎng)。因此，為了進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的科研興趣，邀請本專業(yè)的教授，重大課題負(fù)責(zé)人等老師介紹當(dāng)前化學(xué)領(lǐng)域所從事的各類科學(xué)研究工作如何為國家戰(zhàn)略與社會(huì)需求服務(wù)，如何在國民經(jīng)濟(jì)的主戰(zhàn)場中發(fā)揮重要作用，拓展本科生視野，展望本學(xué)科發(fā)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(xué)生代表講述自身的求學(xué)和科研之路，讓學(xué)生在羨慕之余也有了很好的學(xué)習(xí)榜樣，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的科研興趣。此外，還可開設(shè)常規(guī)的科研知識(shí)講座，就科研工作的基本要求和基本過程，科研工作者應(yīng)具備的基本科學(xué)素養(yǎng)及科研風(fēng)格，本專業(yè)的科研方法、研究手段等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)全面的闡述。

1.3 對學(xué)生進(jìn)行科研崗前培訓(xùn)

化學(xué)類的本科生尤其是剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生雖然進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)基本操作的訓(xùn)練，但接觸研究型的實(shí)驗(yàn)較少，對科學(xué)的思維方法和如何從事科研活動(dòng)還知之甚少，因此，有必要對從事科研活動(dòng)感興趣的同學(xué)進(jìn)行科研崗前培訓(xùn)，講解如何查閱文獻(xiàn)，如何選題和進(jìn)行課題調(diào)研，如何分析現(xiàn)在的熱點(diǎn)問題，并在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下參觀實(shí)驗(yàn)室的各種儀器，了解和熟悉科研實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度以及主要儀器的使用方法，對科研活動(dòng)的前期準(zhǔn)備工作有個(gè)直觀和深刻的認(rèn)識(shí)。

2 加強(qiáng)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)科研能力

2.1 開放實(shí)驗(yàn)室，提供實(shí)踐平臺(tái)

為了能使學(xué)生得到全方位的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)室的開放為其提供了很好的途徑。作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的有力補(bǔ)充，開放實(shí)驗(yàn)室為廣大有興趣參與科研活動(dòng)的同學(xué)提供了一個(gè)很好的施展自己才華的平臺(tái)。相比較基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，它在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢，如實(shí)驗(yàn)課上只是照著書本原有實(shí)驗(yàn)機(jī)械操作，缺乏自主創(chuàng)新和思考，而且由于人數(shù)較多無法保證一對一的指導(dǎo)和討論，另外由于實(shí)驗(yàn)課程的局限性不能保證部分失敗的實(shí)驗(yàn)再次重做，這就進(jìn)一步限制了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。因此，開放實(shí)驗(yàn)室一方面可以對操作較差的同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)差，通過重復(fù)實(shí)驗(yàn)達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。并且允許基礎(chǔ)好的同學(xué)自己任選實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成整個(gè)過程，驗(yàn)證自己的設(shè)想。另一方面，實(shí)行導(dǎo)師制，鼓勵(lì)低年級(jí)的同學(xué)盡早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，跟隨高年級(jí)同學(xué)參與導(dǎo)師的研究項(xiàng)目，熟悉從文獻(xiàn)查閱、課題選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、確定實(shí)驗(yàn)步驟、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件、選用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及撰寫論文等全過程，培養(yǎng)了認(rèn)真仔細(xì)，刻苦專研的科研精神，學(xué)會(huì)如何用所學(xué)知識(shí)解釋科研中出現(xiàn)的問題，并樹立牢固的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下自己撰寫課題申請書，參與學(xué)校或省級(jí)項(xiàng)目的申請，掌握課題申報(bào)的整個(gè)流程。通過這些創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)，充分發(fā)揮了學(xué)生的潛能，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、探求真理的興趣，對科學(xué)研究有了較全面的了解，大大提高了實(shí)踐能力和探索創(chuàng)新精神，也深化了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。

2.2 強(qiáng)化畢業(yè)論文工作，增強(qiáng)創(chuàng)新能力

畢業(yè)論文是化學(xué)類本科生在校期間最后的也是極為重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，提高實(shí)踐能力的重要手段。某種程度上，畢業(yè)論文工作也是對學(xué)生四年來基礎(chǔ)理論知識(shí)，綜合創(chuàng)新能力地綜合評(píng)價(jià)。因此，畢業(yè)論文在培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力方面顯得尤為重要。畢業(yè)論文工作是本科生在校期間從事的最長的一項(xiàng)科研創(chuàng)新活動(dòng)，它在前期實(shí)驗(yàn)課和開放課題的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升和強(qiáng)化的學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，但目前畢業(yè)論文工作存在著諸多問題，比如學(xué)生的重視程度不夠，認(rèn)為畢業(yè)論文只是走個(gè)過場，最終老師還是會(huì)讓其通過；大四學(xué)生的考研壓力會(huì)嚴(yán)重影響其畢業(yè)論文的工作時(shí)間，學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)得不到時(shí)間上的保障；另外由于本科學(xué)生人數(shù)的眾多，師資力量的不足也會(huì)影響畢業(yè)論文最后的效果。因此，必須采取一定的措施以確保畢業(yè)論文工作順利有效的進(jìn)行：（1）針對不同學(xué)生的興趣愛好有針對性的進(jìn)行選題，指導(dǎo)教師必須盡心盡責(zé)的指導(dǎo)并對其嚴(yán)格要求，讓其知道畢業(yè)論文的重要性。（2）針對考研的學(xué)生可以提前讓其進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展畢業(yè)論文工作，這就避免了考研階段時(shí)間上的沖突。（3）增加經(jīng)費(fèi)投入，保障畢業(yè)論文所需藥品和儀器的及時(shí)到位，打通各專業(yè)儀器的限制，使其能為全院師生服務(wù)。通過一系列的舉措，使全體師生感受到畢業(yè)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(xué)生科研成果的不斷涌現(xiàn)和創(chuàng)新能力的不斷提高。

2.3 積極參與社會(huì)實(shí)踐，提升科研創(chuàng)新能力

社會(huì)是個(gè)大舞臺(tái)，學(xué)生參與社會(huì)活動(dòng)和工作能有效拓寬學(xué)生的知識(shí)面和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。為此，應(yīng)積極組織學(xué)生利用寒暑假時(shí)間參與社會(huì)調(diào)研和實(shí)踐，比如，與社會(huì)環(huán)保組織聯(lián)系定期組織學(xué)生到周邊湖泊、河流采集水樣，熟悉整個(gè)采樣過程，并將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行分析處理，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié)并提出可行的解決方法，最后形成水質(zhì)報(bào)告供環(huán)保部門參考。通過這樣一個(gè)過程不僅增強(qiáng)了學(xué)生積極參與社會(huì)公益事業(yè)的意識(shí)，而且從中也能使其將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活，培養(yǎng)了分析問題解決問題的能力，并在不斷地總結(jié)中提升自己的創(chuàng)新能力。此外，還可通過與社會(huì)企事業(yè)單位合作，組織學(xué)生到質(zhì)監(jiān)部門和化工企業(yè)等單位實(shí)踐并將所學(xué)技術(shù)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步分析和改進(jìn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，提出更好的技術(shù)方案，這就經(jīng)歷了從理論到實(shí)踐，再由實(shí)踐上升到理論的創(chuàng)新過程。雖然這個(gè)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(chuàng)新能力。

總之，只有通過多方面的努力，不斷調(diào)整教學(xué)模式和手段，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，努力營造出良好的科研氛圍，才能不斷提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

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