探索高校開放實驗模式培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才

蔡 東，賈云宏，趙延清，于麗麗

(錦州醫(yī)科大學 公共基礎學院，遼寧 錦州 121002)

探索高校開放實驗模式培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才

蔡 東，賈云宏，趙延清，于麗麗

(錦州醫(yī)科大學 公共基礎學院，遼寧 錦州 121002)

有機化學及其實驗課程為藥學專業(yè)的一門重要基礎課，是藥學及相關基礎學科培養(yǎng)人才的重要學科。本文著眼于拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，探討了以有機化學為載體，利用開放實驗模式，提出了以興趣為先導，倡導啟發(fā)式研究性教學方法，在開發(fā)實驗教學中傳授化學知識和基本技能，培養(yǎng)科研的創(chuàng)新思維，探索高校培養(yǎng)高素質拔尖創(chuàng)新人才的新方式。

有機化學；開放實驗；拔尖人才；創(chuàng)新

“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂, 是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力”[1]。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是當前高校本科教學改革的重要研究內容之一。長期以來，我國高等學校在人才培養(yǎng)上強調統一化培養(yǎng)目標和標準化評價體系，忽視了學生個性的發(fā)展，結果使得大學生的創(chuàng)造性的思維得不到充分發(fā)展。為了貫徹實施人才強國戰(zhàn)略，促進高校基礎學科的快速發(fā)展，2010年，教育部啟動了的實施“基礎學科拔尖學生培養(yǎng)試驗計劃”(簡稱“拔尖計劃”)，推進體制機制創(chuàng)新和教育教學改革，充分利用國內外優(yōu)質教育資源，構筑基礎學科拔尖人才培養(yǎng)的專門通道，為優(yōu)秀學生提供一流的學習條件，創(chuàng)造一流的學術環(huán)境與氛圍，促進基礎學科拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出[2]。

1 影響學生創(chuàng)新的因素

目前高校教學《有機化學》等學科主要目的是提高學生的綜合素質，要考慮學生的認識基礎和認識特點、課程的教學大綱要求和學時長度。同時受限于不完善的考核方法，逐漸形成一種過低的要求，應該深入的知識點沒有深入講解，應該聯系實際的知識點沒有展開，總體還停留在簡單的照本宣科水平，教學方式呆板，多數仍采用以教師為中心, 學生是被動地接受知識。這種情況下培養(yǎng)的學生辦事循規(guī)蹈矩, 缺乏創(chuàng)新能力。已不能適應部分優(yōu)秀學生的求知需要。

高校《有機化學》是一門實驗性很強的重要學科, 與其配套實驗課程在整個有機化學教學環(huán)節(jié)中占有十分重要的地位。有機化學實驗不僅可以使學生受到嚴格的、系統的實驗技能訓練, 掌握基本原理和操作技巧, 更重要的是培養(yǎng)學生嚴謹的科學思維方式和創(chuàng)新能力, 特別是掌握與化學相關科學技術發(fā)展相適應的綜合素質。但是目前有機化學實驗多為驗證性，教學模式多局限于按照固定的時間、統一的實驗, 實驗操作基本上是"按書操作"的方式。這種教學方式對于培養(yǎng)學生基本實驗技能是必不可少的, 但同時學生沒有選擇性，壓抑了學生的想象力和主動性, 不能做到因材施教，不利于部分成績優(yōu)秀學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時老師科研用高端大型實驗儀器數量有限, 利用率較低，但又不能將其用于大規(guī)模教學，為此, 在傳統有機化學實驗教學模式基礎上, 我們利用開放式有機化學實驗教學模式，結合現有閑置的科研儀器設備，力求對部分拔尖學生在培養(yǎng)方式進行了探索。

2 引導學生提高學習有機化學課程的興趣

有機合成是《有機化學》課程中最有富活力、最具有創(chuàng)造力的部分，也是考試、考研的重點、難點部分。此部分需在繁多的化學反應式、多變的反應條件、復雜的影響因素基礎上，加以靈活運用。通常初學有機化學的學生感到枯燥乏味和難以記憶。此時我們可以在課堂上適時的引入一個與有機合成有關的社會焦點或者一個和有機合成有關的科學成就，順帶復習一下學過的知識點，就能很好地提高學生對有機化學的好奇心以及求知欲，起到事半功倍的效果。比如在講解《有機化學》[3]第九章-醛和酮的化學性質中，講解縮醛知識點時，我們可以利用所學知識講解國際一線品牌香水中重要成分是如何合成的[4]。例如，嬌蘭熠動香水(Guerlain，Insolence)中， 1-(3-甲基苯并呋喃基)乙酮(Nerolione)及其衍生物有股濃烈的橙子花香，為其主要香氛。其中原料化合物氯丙酮[1-chloropropan-2-one]可以利用本章中“醛酮的鹵代反應”來制備，其中間體1-(2-甲氧基苯氧基)丙-2-酮[ 1-(2-acetylphenoxy)propan-2-one]和2-(2-氧代丙基)苯甲醛[ 2-(2-oxopropoxy)benzaldehyde]的合成涉及到第八章-醇、酚和醚中，醚的經典制備反應-“威廉姆森(Williamson)成醚反應”，然后主要香氛化合物1-(3-甲基苯并呋喃-2-基)乙酮[ 1-(3-methylbenzofuran-2-yl)ethanone]和1-(苯并呋喃-2-基)乙酮[ 1-(benzofuran-2-yl)ethanone]的合成涉及到第九章中"α-活潑氫的反應知識點"。在講解的過程中，要以板書或PPT為輔助，循序漸進，利用學生的好奇心和求知欲，引導學生去思考，從而消除學生對有機化學的陌生感，以此為契機，順帶提到此類化合物本校有機化學開放實驗室就可以合成出來，若學生學有余力，可以參加有機化學老師組織的開放實驗。幾經宣傳，開放實驗的教學模式自然會在學生心中產生印象。

3 拔尖創(chuàng)新人才篩選體系的構建

在接觸到有機化學一段時間后，學生已具備了一定的理論、實驗基礎和技能，這時部分學生已有進入開放實驗室的想法，對某些研究方向可能會產生一定的興趣和向往。我們來者不拒，積極向他們解釋藥學各專業(yè)的相關性和區(qū)別，讓他們自己決定，若想學其他專業(yè)，我們可以幫忙聯系、推薦，若想學有機化學(或藥物化學方向)我們則詳細介紹本實驗室的相關情況、本課程的基礎性和創(chuàng)新性以及本課程與后續(xù)課程的關系、本開放實驗室的運行情況，若有意向，可以報名參加。

目前好多大學生對自己沒有一個正確地認識和定位，對自己的未來沒有一個系統的規(guī)劃，好奇心等因素驅使下的從眾心理比較普遍[5]。剛報名參加開放實驗的學生，我們先有選擇性的推薦一些有機化學網站，培養(yǎng)學生瀏覽學術網站的興趣。如著名的學術討論網站“小木蟲”資源豐富，學科眾多，有好多學習資料和考研信息，這有助于學生博采眾家之長，互相學習；還有“化學吧”、“有機化學論壇”等類似網站還有很多。引導學生進一步了解有機化學這門課程的重要性，培養(yǎng)學生的自學能力。同時再給學生一段時間仔細思考，如何規(guī)劃自己的未來。

經過審慎思考之后，藥學專業(yè)學生按自愿的原則報名參加選拔，并填寫報名登記表，然后面試。面試主要目的為考察學生的專業(yè)潛力、專業(yè)興趣和綜合素質。同時向學生推薦有機化學專業(yè)具有深厚學術造詣的其他老師，由學生和老師雙向選擇。老師必須定期和學生進行面對面交流輔導，解答學生有關學業(yè)、考研和科研實踐的疑問。每年老師在學生中公開選拔成績優(yōu)異、有志于從事有機化學、藥物化學基礎研究或有志向攻讀就近專業(yè)碩士的學生進入開放實驗室，選拔人數依照老師課余時間和實驗室規(guī)模，一般每個老師(或實驗室)選拔五人左右為宜。

4 精心設計開放實驗步驟，提高學生的主觀能動性

對部分有機化學基礎較好的拔尖學生，我們還制訂了一套特別的培養(yǎng)計劃-依托研究平臺，將科研訓練納入正常科研項目范疇，即選擇有機化學老師的科研課題組，參與組會討論，了解該領域的科學前沿，了解從事該領域研究工作所需要的基本知識與基本技能；先跟隨老師進行一些相對簡單的文獻查閱和課題研究，找準自己感興趣的研究方向。一段時間后，這些學生可根據自己的專業(yè)興趣，選擇進入相應的實驗室進行具有挑戰(zhàn)性的科學研究，通過科研過程，使學生得到較為系統的科學研究基本技能和方法的訓練，培養(yǎng)學生的基本科學素養(yǎng)，讓他們在濃厚的科研氣氛中迅速成長。例如，在具體的實踐過程中，學生若有將來在有機合成、藥物化學專業(yè)方向深造的意愿，可以到我實驗室，在進實驗室初期階段，學生統一根據網上搜集的一些大型儀器教學視頻、數據庫的檢索方法以及老師的講解，盡快掌握實驗的基本技能和儀器安全使用。然后以教師課題為載體(細分為多個子課題)，讓學生自己選擇，從頭培養(yǎng)學生相對完整的研究性課題研究。實驗前，與學生交流研討，讓學生知道自己要做哪些工作。試驗結束后，學生需要交流和匯報實驗方案和結果，與老師共同探討得與失。同時積極引導學生學習與其專業(yè)發(fā)展至關重要的課外知識，如有藥化專業(yè)的學生，chemdraw軟件[6]的操作必須要掌握，計算機輔助藥物設計[7]的一些基礎知識需了解。通過這種引啟發(fā)引領性教學方法，在這種高仿真的科研探索過程中，學生逐步具備了自主學習、科學研究、嚴謹態(tài)度和創(chuàng)新能力，而且可以使學生在參與開放實驗的過程中，發(fā)現自己的興趣與愛好，找到適合自己將來的發(fā)展方向。

定期考核是開放實驗室的必要環(huán)節(jié)。考核不采取簡單的考分為主的考核方式，而是以科研實踐考核為主，側重考核學生在實驗過程中體現出來的科研綜合素質。一般一個月或一段時間安排一次，考核是否能完成當初老師和學生共同設定的任務或目標，完成目標是否有學生自己的獨到見解等等。對考核結果優(yōu)秀的學生，老師可以讓學生作為項目申請成員參與自己的科研項目申請，或在科研論文中學生作為作者或在論文“Acknowledgements”部分對學生工作表示感謝。讓學生實實在在體會到科研的過程和成功的喜悅。以此激勵其他學生。畢業(yè)前對拔尖班學生授予證書并進行獎勵，對學生參與開放實驗訓練的結果予以肯定。

總之，開放實驗室可以提供一個發(fā)揮個人潛能的實驗環(huán)境，有利于學有余力的拔尖學生充分利用實驗室的儀器設備進行科研訓練, 為學生提供更多的自主實驗的機會，激發(fā)學生的主觀能動性。在模擬科學研究的實驗過程中提高了獨立思考和獨立操作能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力，從而達到實施拔尖人才培養(yǎng)的目標。

[1] 高曉杰, 曹勝利. 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育--培養(yǎng)新時代事業(yè)的開拓者--中國高等教育學會創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研討會綜述[J].中國高教研究, 2007 (7), 91-93.

[2] 章文偉, 李育佳, 張劍榮,等. 從拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)探討化學實驗教學改革[J].中國大學教學 2012(10)： 77-80.

[3] 陸 濤.有機化學[M]. 7版.北京: 人民衛(wèi)生出版社，2011.

[4] Roucel M,Grau F. The Importance of new molecules in selective perfumery[J].Chem. Biodivers. 2014, 11 (10): 1462-1469.

[5] 張 敏, 劉雪峰, 鄭福勝. 大學生從眾心理與行為的研究與分析[J].現代教育科學: 高教研究 2009 (4): 123-125.

[6] Mills N.ChemDraw Ultra 10.0 CambridgeSoft, 100 CambridgePark Drive, Cambridge, MA 02140. www. cambridgesoft. com[J]. J Am Chem Soc,2006, 128 (41), 13649-13650.

[7] 陳凱先,蔣華良, 嵇汝運. 計算機輔助藥物設計--原理, 方法及應用[M].上海: 科學技術出版社，2000.

(本文文獻格式：蔡 東，賈云宏，趙延清，等.探索高校開放實驗模式培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才[J].山東化工，2016，45(24)：124-125.)

Building Open Laboratory for Cultivating Outstanding College Student

Cai Dong，Jia Yunhong,Zhao Yanqing,Yu lili

(Jinzhou Medical University ，College of Basic Science,Liaoning, Jinzhou 121002)

Organic chemistry and its Experiments are a basic course for students majored in Pharmacy, which play an important role in the following study. This paper mainly focuses on the cultivating outstanding college student by means of an open organic chemistry laboratory. In this way, the purpose of this study was to develop an interest-oriented approach to help improving students' innovative ability.

organic chemistry;open laboratory; outstanding college student;innovation

2016-11-09

遼寧醫(yī)學院教學改革研究一般項目( 編號: YA2015069)的研究成果。

蔡 東(1978—)，副教授，主要從事有機化學方面的專業(yè)課教學與科研工作。

G642.0

A

1008-021X(2016)24-0124-02