综合化学实验与本科生科研能力培养

黄家锐，唐 凤

（安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241000）

综合化学实验与本科生科研能力培养

黄家锐，唐 凤

（安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241000）

实验教学是高校培养学生实践能力的重要环节，综合化学实验是衔接基础化学实验与科学研究实验的纽带，是培养本科生科研能力的重要途径，为以后工作或继续深造奠定基础。文章探讨了开设综合化学实验与本科生科研能力培养之间的关系，并就如何构建综合化学实验体系，以及如何对其内容和教学方式进行改革作了提出了建议。

综合化学实验；科研能力；培养

1 现状

我国通过近十多年的科研和教育经费投入，确实取得了一定进展，但是在众多的科研产出中，原始创新成果仍然较少。怎样才能使我国的科学研究真正步入国际前列，那则要求我国在高等教育方面特别是在人才培养上要有新的突破。化学是一门以实验为基础的学科，因此在实验教学过程中培养学生科研能力就显得尤为重要。对于这方面的认识我院早已在基础化学实验上开设了综合化学实验。综合化学实验的教学上体现了当今科学的内在发展趋势是广泛交叉、相互渗透，新兴学科、边缘学科、交叉学科不断生成，学科间的界限越来越模糊，科学技术发展的综合化、整体化趋势日益增强[1]。从综合实验的操作过程中我们对学生的要求更高，他们必须要有独立思考、分析、解决问题的能力，在其中提出自己的想法和见解有利于他们创新意识的增强，这与培养新世纪综合素质人才相对应。

2 科研能力与实验

科研能力是指人在科学研究过程中发现问题、分析问题、解决问题，或在分析问题时，有所发明有所创造的能力。科研能力不是与生俱来的，它可以通过科学实验训练培养获得。综合化学实验可以培养本科生的科研能力。化学实验主要包括基础化学实验、综合化学实验，设计实验可归属为综合化学实验内。基础化学实验是让学生掌握今后科研中涉及到的基本操作，训练培养学生的基本实验技能和动手能力，具有仪器简单、现象直观、易于操作和示范性强的特点，有利于学生对化学实验基本知识、技能和方法的掌握，为学生以后完成实验奠定基础。综合化学实验是巩固基础化学实验、衔接科研的桥梁，它是对学生的实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性大实验，是在基础化学实验的基础上，提高实验的难度，旨在进一步强化学生的实验技能，培养学生善于发现、分析、解决问题的综合能力、实验动手能力及查阅参考文献的能力，全面提升学生的实践能力[2]。综合化学实验改变了以前做实验靠老师的被动局面，使学生获得独立设计和完成实验的信心。综合化学实验反映学科前沿，激发学生潜能，提高综合实践能力和培养科学素质，以满足现代化学人才培养的需要。

综合化学实验是以基础训练型、提高选做型为前提，体现综合性、研究性、前沿性的高一层次实验。综合化学实验的内容广泛，包括无机、有机、分析、结构和物化等多门知识。与单一的基础实验相比，综合化学实验具有内容丰富、持续时间长、系统性强和涉及的实验仪器较多，尤其是可能会用到一些先进的、复杂的大型仪器，教学内容中要求学生掌握的实验原理、实验方法、分析手段与技术呈现多样化和众多学科或知识点互相联系的特点，因此，在引导学生主动获取实验知识和技能、运用所学知识解决试验中遇到的问题的过程中，可巩固学生已经掌握的实验操作技能、实验基础知识，梳理已学过的理论知识，还可以培养学生自我发现问题，思考问题，解决问题的综合思维能力，挖掘学生潜在的创新能力，培养学生实事求是的科学态度以及互帮互助的团队协作精神[3]。综合化学实验从实验条件的设置到实验方案的确定、实验的测试与分析，整个过程基本上由自己亲手完成。在此过程中，同学们的独立工作能力得到了锻炼，在综合化学实验中应用了许多新的实验原理和新方法，使用了很多新的仪器设备，学到了很多课本上没有的新知识。学生在实验过程中碰到新的问题需要学生开拓思维和理论知识去解决，这样学生的研究思路得到了拓展，这对学生以后研究其它课题时就容易产生一些新的想法，创新意识就得到了很好的提高，并增强了实际动手能力。同时体会到实验研究过程和结果与生产实践的密切联系，对科学研究有了进一步的认识。

3 综合化学实验的设置

3.1 实验选题

综合化学实验是将化学科学研究渗透到化学实验教学的具体体现，所以在选题方面不仅要根据教学大纲，兼顾学科发展现状与趋势，以学生已经掌握的基本知识为基础，还要考虑到当前国内外前沿、热门课题以及学生的综合能力。选题要具备先进性、原创性、综合性、开放性、可操作性的特点[4]。每个实验选题都要有很强的知识体系，并且是就某一方面进行全面的、系统的研究，而并非只是几个基础实验的简单叠加。实验选题在难度和深度方面也应逐步增加，这有利于科学素养好、接受能力强学生的培养。

3.2 实验内容设置与安排

在综合实验课程内容研究无机物或有机物的制备、分离、分析、表征等各种实验技术，其具体目标是学习实验的设计思想及方法，认识一个完整的科研过程。另外主要是考虑到学生毕业后部分从事科学研究工作，另一部分从事教学和工程应用的特点[3]。

实验项目应尽量选取具体的科研课题和结合工程实际应用的项目。在实验方法和技能方面，应使学生掌握最常用的基本方法和技能；同时，也应体现内容的先进性以及实验方法的重要性。在实验内容的安排上应分清主次、突出重点和特色、互相补充、互相依托，这样才能激发学生的学习兴趣，有利于他们主动性和积极性的提高，并且促进智能的发展和动手操作实验的能力[6]。在实验操作过程中老师可以采用启发、引导、探讨式的互动教学与同学交流的方式，培养学生掌握如何归纳、找特点的学习方法，例如在实验操作步骤表达方面，培养学生用“示意图”的方法表达实验操作流程。

在实验能力的培养中，强调“三个基本”，基本知识、基本技能和基本操作方法的掌握，逐步将“三基”融会贯通综合运用，培养学生创新能力和实事求是的科学态度，在基础训练的同时逐步将基础知识综合应用[7]。

3.3 开设综合化学实验时要考虑几个方面

（1）学生的基本操作能力和接受能力，开设的综合实验课题在基础综合上求新颖独特的地方，能让学生主动去探究的想法。

（2）要学生认识到综合实验不是基础实验的简单叠加而是在其基础上的进一步提高，学生必须在在大量的试验、侧量、分析处理数据及反复应用中，熟练掌握仪器的操作及使用技术，并深入了解其原理，培养学生的动手能力和独立工作的能力。

（3）学生要不断地学习各种实验数据处理的理论与方法以及各种谱图的识别能力，掌握应用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪等仪器来对样品进行形貌和结构表征的技能。

（4）老师在综合化学实验教学中要化主动式为引导式和探究式，充分发挥学生的主观能动性，培养他们的独立思考、分析、解决问题的能力。

4 结语

在综合化学实验的整个过程中，学生独立工作能力得到了很大的锻炼。综合化学实验中应用了许多新的实验原理和方法，使用了很多新的仪器设备，学到了很多新的知识，培养了学生在科学研究过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力，同时也使他们对科研工作有了一些初步的认识。在化学科研人才培养方面，综合化学实验将是必不可少的环节，具有极为重要的作用。

[1]袁达源，苏育志，黎志为.物理化学实验主动型教学模式的探索[J].广东化工，2007，34(5):109-111.

[2]周晓慧，王文勇，李素婷，等.生物化学实验教学改革初探[J].承德医学院学报，2007，24(2):209-210.

[3]吴慧平.生物化学实验教学改革的实践[J].医学教育探，2007，6(8):694-701.

[4]吕梅香，汪朝阳，何广平，等.综合化学实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2010，29(4):112-114.

[5]李静萍，王九思，许力，等.开展综合化学实验教学的构想[J].河西学院学报，2006，22(2):112-113.

[6]蒋国宾，吕流，宁交贤.开设综合实验、培养科学实验技能[J].力学与实践，1993，15(6):69-70.

[7]李宜芳，王元元.基础化学实验独立设课考核体系的改革与实践[J].广州化工，2010，38(7):278-279.

G642

A

1674-1103(2012)03-0140-02

2012-04-21

国家自然科学基金项目（21105001）。

黄家锐(1976－)，男，安徽寿县人，安徽师范大学化学与材料科学学院副教授，博士，硕士生导师，主要从事纳米材料方向研究和应用。

[责任编辑：钱立武]