加强化学实验技能训练提高学生科研创新能力

李家玉 何海斌 福建农林大学生命科学学院，福建 福州 350002

加强化学实验技能训练提高学生科研创新能力

李家玉 何海斌 福建农林大学生命科学学院，福建 福州 350002

高校是国家培养高科技人才和实现科技创新的重要基地，而大学生是21世纪科学技术的掌握者、运用者和创造者，是国家未来高素质劳动者的主力军。重视大学生科技创新活动，培养其创新意识和实践能力，是提高大学生的科技素质，造就跨世纪的优秀科技人才的重要途径。大学生科技创新活动，主要是指在学校引导和教师指导下，学生个体或团队以兴趣和爱好为前提开展的，以解决社会问题为切入点的实践活动[1]。近几年来，笔者所在的院校一直大力开展大学生科学科技创新活动，鼓励和引导本科生积极参加校级、省级、国家级创新性项目及“挑战杯”学术竞赛等科研创新活动，并且取得了不俗的成绩。笔者也参与指导了不同年级的本科生进行科研创新，发现刚进入实验室的本科生，尤其是大一、大二的学生，存在实验技能比较匮乏、没有养成良好的实验习惯和分析问题、解决问题的能力尚待提高等等问题。

笔者所在的高校为一所高等农业院校，而基础化学实验是全校理学、农学及部分工学大一学生的必修课，它是将普通化学实验、分析化学实验、有机化学实验优化整合、重组更新而融为一体的基础化学实验课程体系，在实验内容上力求各门课程的相互关联、相互渗透，并与有关化学理论课程相适应。通过实验教学，学生不仅可以巩固和提高课堂所学的理论知识，还有助于激发学生进行科研实验的兴趣，养成良好的实验习惯，强化基础实验技能，提高实验综合设计和应用能力。作为一名化学教师，笔者认为可以通过基础化学实验教学加强对本科生的化学实验技能培训，以提高本科生的科技文化素质和创新能力，促进大学生科技创新卓有成效地进行。而这些对培养大学生创新精神和实践能力，提升高校人才培养质量，增强高等教育的自主创新能力具有重要的意义[2-3]。

1 培养良好的实验习惯

在科研创新活动中，无论是理学专业学生还是农学专业学生，只有具备良好的实验习惯，才会熟练正确地操作，才可能顺利地完成实验任务和提高实验数据的可信度。良好的实验习惯包括实验前预习，实验过程中注意细节，实验后迅速清理并写出实验报告等。在基础化学实验教学中，我们从第一次上实验课时就严格要求学生在每一次的实验过程必须做到：

1.1 实验前做好预习等准备工作

学生做实验的陋习之一，是课前预习不够或根本不预习，实验操作时心中无数，被动应付，在规定的时间内不能完成实验任务。对此，我们要求学生在实验前充分预习教材，写出预习报告，明确实验目的、原理和步骤以及预期实验现象并运用理论知识尽可能给出解释。实验开始前检查预习情况，作为实验考核的内容之一，使得学生感到实验课有压力，自然就有了预习的动力。实际上，科研创新项目的申请书与学生实验的预习报告很类似，开始实验前必须对该项目拟解决的问题、实验内容、项目进展及预期结果做到心中有数，这样思路清晰、可行性高的科研项目才可能被批准。

1.2 基本操作要规范正确

学生实验操作的正确与否直接影响实验结果的准确性及仪器的使用寿命，在实验教学中，我们总是要求学生严格按照正确的操作规程操作，对粗心的同学，加以重点监督和指导，促使他们养成细心、谨慎的实验习惯。在进行科研创新实验中，学生不可避免会遇到一些熟悉的或者没有见过的仪器，一定要认真阅读仪器使用指南，进行正确、规范的实验操作，避免得不到正确的实验现象和结论，甚至发生安全事故。

1.3 仪器药品放置规范有序

学生做实验经常使仪器摆放杂乱无章，试剂瓶和公用仪器任意移动，寻找试剂花费较多时间。为了避免这样的情况，我们在教学过程中认真示范，使用试剂分门别类，有规律地排放整齐，使学生感受到固定有序排列的必要性，自觉养成不随意移动试剂瓶的好习惯。同时还要求学生做完实验后必须回复原位，逐一检查。目前，本科生的创新实验一般是在公共、开放实验室中进行，而且实验的时间也大多不连续，仪器药品的放置规范有序就显得更为重要。

1.4 实验完毕迅速清理

实验完毕及时清理实验台是良好实验习惯的基本要求，实验结束时我们必须逐一检查学生是否清洗完所用仪器、仪器有无破损并清理好实验台，然后才在仪器检查卡上签字方让学生离开。无论从事何种实验，这一步的工作是必不可少的，但也往往是很多学生不注意的。

1.5 认真填写实验报告并进行实验总结

填写实验报告一方面让学生对该实验的目的、原理、操作步骤和方法有一个更深刻的认识，另一方面也迫使学生运用相关的理论知识来解释相关实验现象，并且分析此次实验结果是否与预期结果相符，找出实验失败的原因。在最开始的几次实验过程中，我们会给学生讲解规范的实验报告是如何完成的，每一次详细批改上交的实验报告，让学生慢慢提高实验总结能力。而这种总结能力的提高无论对科研创新活动的结题汇报或一些别的工作都是无不裨益的。

2 培训规范的基本实验技能

从事理科类、农学类科研创新实验都需要掌握物品的称量、溶液（有无pH值）的配制、液体（或固体）的加热、仪器的清洗干燥等最基本的实验技能。然而，笔者在指导学生实验过程中发现，很多学生对有些实验操作很茫然，或者进行错误的操作，从而影响实验的进程。究其原因，一是由于在高校大量扩招的情况下，本科生的实验技能水平参差不齐，部分新生来自条件比较差的农村或城镇中学，未曾做过系统的化学实验，实验技能较弱；二是由于学生没有进行过正确规范的实验操作的训练和严谨求实的科学态度的培养。为了避免改变这种状况，我们对基础化学实验这门实验课程进行一些内容调整，重点对刚刚接触实验的大一新生进行规范的基本实验技能的训练和强化，使其在之后的科研创新活动中更加得心应手。

任何一个实验都是从样品的称量和溶液的配制开始的，这也是最最基本的实验技能。经过调研发现，大一新生只是简单认为用台秤（或砝码天平）称重，用烧杯和量筒配制溶液。为了改变这种在中学学习中养成的定向思维，我们开设的第一个实验就是《电子天平的使用和溶液的配制》[4]。在实验前，教师必须告诉学生哪些是精密度低的仪器，哪些是高精密度高的仪器，如何根据实验精密度的需要选择何种称量、配制方法。同时，严格要求学生学会应用指定质量法和差减法在电子天平上称重，以及掌握运用容量瓶、刻度吸量管等进行梯度稀释溶液的方法。针对每一个仪器的操作要点，我们都要动手演示正确的、错误的操作，不厌其烦地讲解注意要点，及时纠正学生的操作错误，让其真正掌握这几种实验技能。

取用药品量过多或过少，不仅会影响正确的实验结果，甚至会出现与已知现象不符的状况而导致实验失败。很多学生在取用药品时，对药品的用量把握不准，盲目取用。笔者在指导实验过程中发现，有些大四的学生到了毕业论文阶段还是觉得量越多越好。为了纠正这样的错误想法，我们在基础化学实验教学中让学生反复练习滴定分析，有的学生认为指示剂放得越多，现象就会越明显，导致实验数据不好，终点难于确认的结果，就只能重新做一遍实验，这样就让其在不断的错误中形成正确的实验思维。而对于有些性质实验，我们就应当告诉学生溶液的用量可以估读，不需要精确量取。通过不同的实验练习，让学生明白定性实验和定量实验的区别，从而在以后的实验设计过程中更加明确实验目的。

在基础化学实验教学过程中，我们还穿插了分光光度计、pH计、离心机、电子天平、恒温水浴锅、电热套等基本仪器的使用[4]。因为这些都是实验室非常常规的仪器，所以通过让学生自己动手反复练习，从而掌握这些仪器的操作要点。现在，有些本科生不知道如何配制一定pH的溶液，认为加入酸或碱就可以；有些学生不知道放入离心机的离心管应该等质量、对角放入而出现事故；有些学生认为液体加热就只能用酒精灯加热而闹出笑话；有些学生甚至到做毕业论文时还不知道紫外分光光度法的原理等等。因此，基础化学实验课程可以说是本科生进行实验研究工作的启蒙教育。

3 培养实事求是的科学态度

我们在实验教学过程中要求检查每一个学生的原始数据单，签上名字后要求学生附于实验报告。这主要是因为我们在教学过程中发现，大多数学生在中学教育中形成了这样的概念，即实验结果一定要与标准答案相符才是一百分。如果实验失败了或现象不明显，不是积极的分析失败原因，而是消极的照理论或抄袭别人的实验现象和结论，这种不实事求是的不良习惯一旦养成，很难纠正。因此，我们从第一次实验起，就严格要求，并且告诉学生拿到一套漂亮的数据并不能得到一百分，而如何分析自己每一次的实验结果才最重要，我们在考核中也坚持这一点。不言而喻，每一个从事实验研究的工作者都必须具备这种尊重事实、实事求是的科学态度[5]，尤其对于那些探索研究性实验，对每一个实验结果都应当实事求是地分析，而不是为达到预期结果而给出一些虚假的数据。

4 培养持之以恒的意志品质

笔者经过调研发现，大部分学生表示很愿意参加各类科技创新活动，也很积极地报名，但在遇到困难之后，大部分学生表示放弃。由于缺乏持之以恒的意志品质，大学生科技创新活动中存在严重的“三天打鱼，两天晒网”现象。基础化学实验的个别实验正好可以锻炼学生的恒心和耐心，如滴定实验出现滴过量，有机成分提取实验中成分提取失败，仪器分析实验中试样浓度配制有误等，这时就不能因一次的失败而灰心丧气，止步不前，相反应该认真分析原因，找出问题关键之所在，重新完成实验。经过多次的训练，使学生明白任何一个实验都是一个持之以恒的长期过程，实验的顺利开展与持续的理论学习也是密不可分的。

综上可见，基础化学实验对于培养学生良好的实验习惯、强化基本实验操作、培养学生实事求是的科学态度等方面有着得天独厚的条件，是我们培养既具有熟练实验操作技能，又具有良好实验思维能力的科技型人才的重要途径。作为一名化学教师，要充分、有效地利用实验教学来培养学生的实验技能，更重要的是通过这一途径努力培养大学新生的科技意识、科研精神，积极推动大学生科技创新活动的顺利进行和有效开展。

［1］吴玉先,蒋拥东. 民族地方高校大学生创新能力培养模式探索［J］. 高等教育研究.2009（2）：77-80

［2］唐川林,胡东等.影响大学生科技创新能力因素分析［J］. 湖南工业大学学报. 2009（3）：103-105

［3］周新木.加强实验技能培养创新能力［J］. 实验室研究与探索.2003（4）：18-20

［4］李清禄,何海斌. 实验化学（第二版）［M］.北京：中国林业出版社.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

基础化学实验课程是提高大学生的科研意识和创新能力的重要途径。该文主要阐述了如何在化学实验教学过程中培养学生良好的实验习惯、规范基本实验技能、培养实事求是的科学态度和持之以恒的意志品质等，为促进大学生科技创新活动的有效开展提供一定的参考。

化学实验；实验技能；科技创新

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，湖北荆门人，硕士，助教，主要从事基础化学及基础化学实验教学，E-mail:lijiayubnu@yahoo.cn。