探索高校开放实验模式培养拔尖创新人才

蔡 东，贾云宏，赵延清，于丽丽

(锦州医科大学 公共基础学院，辽宁 锦州 121002)

探索高校开放实验模式培养拔尖创新人才

蔡 东，贾云宏，赵延清，于丽丽

(锦州医科大学 公共基础学院，辽宁 锦州 121002)

有机化学及其实验课程为药学专业的一门重要基础课，是药学及相关基础学科培养人才的重要学科。本文着眼于拔尖创新人才的培养，探讨了以有机化学为载体，利用开放实验模式，提出了以兴趣为先导，倡导启发式研究性教学方法，在开发实验教学中传授化学知识和基本技能，培养科研的创新思维，探索高校培养高素质拔尖创新人才的新方式。

有机化学；开放实验；拔尖人才；创新

“创新是一个民族进步的灵魂, 是一个国家兴旺发达的不竭动力”[1]。培养学生创新能力是当前高校本科教学改革的重要研究内容之一。长期以来，我国高等学校在人才培养上强调统一化培养目标和标准化评价体系，忽视了学生个性的发展，结果使得大学生的创造性的思维得不到充分发展。为了贯彻实施人才强国战略，促进高校基础学科的快速发展，2010年，教育部启动了的实施“基础学科拔尖学生培养试验计划”(简称“拔尖计划”)，推进体制机制创新和教育教学改革，充分利用国内外优质教育资源，构筑基础学科拔尖人才培养的专门通道，为优秀学生提供一流的学习条件，创造一流的学术环境与氛围，促进基础学科拔尖创新人才脱颖而出[2]。

1 影响学生创新的因素

目前高校教学《有机化学》等学科主要目的是提高学生的综合素质，要考虑学生的认识基础和认识特点、课程的教学大纲要求和学时长度。同时受限于不完善的考核方法，逐渐形成一种过低的要求，应该深入的知识点没有深入讲解，应该联系实际的知识点没有展开，总体还停留在简单的照本宣科水平，教学方式呆板，多数仍采用以教师为中心, 学生是被动地接受知识。这种情况下培养的学生办事循规蹈矩, 缺乏创新能力。已不能适应部分优秀学生的求知需要。

高校《有机化学》是一门实验性很强的重要学科, 与其配套实验课程在整个有机化学教学环节中占有十分重要的地位。有机化学实验不仅可以使学生受到严格的、系统的实验技能训练, 掌握基本原理和操作技巧, 更重要的是培养学生严谨的科学思维方式和创新能力, 特别是掌握与化学相关科学技术发展相适应的综合素质。但是目前有机化学实验多为验证性，教学模式多局限于按照固定的时间、统一的实验, 实验操作基本上是"按书操作"的方式。这种教学方式对于培养学生基本实验技能是必不可少的, 但同时学生没有选择性，压抑了学生的想象力和主动性, 不能做到因材施教，不利于部分成绩优秀学生的创新意识和创新能力的培养。同时老师科研用高端大型实验仪器数量有限, 利用率较低，但又不能将其用于大规模教学，为此, 在传统有机化学实验教学模式基础上, 我们利用开放式有机化学实验教学模式，结合现有闲置的科研仪器设备，力求对部分拔尖学生在培养方式进行了探索。

2 引导学生提高学习有机化学课程的兴趣

有机合成是《有机化学》课程中最有富活力、最具有创造力的部分，也是考试、考研的重点、难点部分。此部分需在繁多的化学反应式、多变的反应条件、复杂的影响因素基础上，加以灵活运用。通常初学有机化学的学生感到枯燥乏味和难以记忆。此时我们可以在课堂上适时的引入一个与有机合成有关的社会焦点或者一个和有机合成有关的科学成就，顺带复习一下学过的知识点，就能很好地提高学生对有机化学的好奇心以及求知欲，起到事半功倍的效果。比如在讲解《有机化学》[3]第九章-醛和酮的化学性质中，讲解缩醛知识点时，我们可以利用所学知识讲解国际一线品牌香水中重要成分是如何合成的[4]。例如，娇兰熠动香水(Guerlain，Insolence)中， 1-(3-甲基苯并呋喃基)乙酮(Nerolione)及其衍生物有股浓烈的橙子花香，为其主要香氛。其中原料化合物氯丙酮[1-chloropropan-2-one]可以利用本章中“醛酮的卤代反应”来制备，其中间体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，醚的经典制备反应-“威廉姆森(Williamson)成醚反应”，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-活泼氢的反应知识点"。在讲解的过程中，要以板书或PPT为辅助，循序渐进，利用学生的好奇心和求知欲，引导学生去思考，从而消除学生对有机化学的陌生感，以此为契机，顺带提到此类化合物本校有机化学开放实验室就可以合成出来，若学生学有余力，可以参加有机化学老师组织的开放实验。几经宣传，开放实验的教学模式自然会在学生心中产生印象。

3 拔尖创新人才筛选体系的构建

在接触到有机化学一段时间后，学生已具备了一定的理论、实验基础和技能，这时部分学生已有进入开放实验室的想法，对某些研究方向可能会产生一定的兴趣和向往。我们来者不拒，积极向他们解释药学各专业的相关性和区别，让他们自己决定，若想学其他专业，我们可以帮忙联系、推荐，若想学有机化学(或药物化学方向)我们则详细介绍本实验室的相关情况、本课程的基础性和创新性以及本课程与后续课程的关系、本开放实验室的运行情况，若有意向，可以报名参加。

目前好多大学生对自己没有一个正确地认识和定位，对自己的未来没有一个系统的规划，好奇心等因素驱使下的从众心理比较普遍[5]。刚报名参加开放实验的学生，我们先有选择性的推荐一些有机化学网站，培养学生浏览学术网站的兴趣。如著名的学术讨论网站“小木虫”资源丰富，学科众多，有好多学习资料和考研信息，这有助于学生博采众家之长，互相学习；还有“化学吧”、“有机化学论坛”等类似网站还有很多。引导学生进一步了解有机化学这门课程的重要性，培养学生的自学能力。同时再给学生一段时间仔细思考，如何规划自己的未来。

经过审慎思考之后，药学专业学生按自愿的原则报名参加选拔，并填写报名登记表，然后面试。面试主要目的为考察学生的专业潜力、专业兴趣和综合素质。同时向学生推荐有机化学专业具有深厚学术造诣的其他老师，由学生和老师双向选择。老师必须定期和学生进行面对面交流辅导，解答学生有关学业、考研和科研实践的疑问。每年老师在学生中公开选拔成绩优异、有志于从事有机化学、药物化学基础研究或有志向攻读就近专业硕士的学生进入开放实验室，选拔人数依照老师课余时间和实验室规模，一般每个老师(或实验室)选拔五人左右为宜。

4 精心设计开放实验步骤，提高学生的主观能动性

对部分有机化学基础较好的拔尖学生，我们还制订了一套特别的培养计划-依托研究平台，将科研训练纳入正常科研项目范畴，即选择有机化学老师的科研课题组，参与组会讨论，了解该领域的科学前沿，了解从事该领域研究工作所需要的基本知识与基本技能；先跟随老师进行一些相对简单的文献查阅和课题研究，找准自己感兴趣的研究方向。一段时间后，这些学生可根据自己的专业兴趣，选择进入相应的实验室进行具有挑战性的科学研究，通过科研过程，使学生得到较为系统的科学研究基本技能和方法的训练，培养学生的基本科学素养，让他们在浓厚的科研气氛中迅速成长。例如，在具体的实践过程中，学生若有将来在有机合成、药物化学专业方向深造的意愿，可以到我实验室，在进实验室初期阶段，学生统一根据网上搜集的一些大型仪器教学视频、数据库的检索方法以及老师的讲解，尽快掌握实验的基本技能和仪器安全使用。然后以教师课题为载体(细分为多个子课题)，让学生自己选择，从头培养学生相对完整的研究性课题研究。实验前，与学生交流研讨，让学生知道自己要做哪些工作。试验结束后，学生需要交流和汇报实验方案和结果，与老师共同探讨得与失。同时积极引导学生学习与其专业发展至关重要的课外知识，如有药化专业的学生，chemdraw软件[6]的操作必须要掌握，计算机辅助药物设计[7]的一些基础知识需了解。通过这种引启发引领性教学方法，在这种高仿真的科研探索过程中，学生逐步具备了自主学习、科学研究、严谨态度和创新能力，而且可以使学生在参与开放实验的过程中，发现自己的兴趣与爱好，找到适合自己将来的发展方向。

定期考核是开放实验室的必要环节。考核不采取简单的考分为主的考核方式，而是以科研实践考核为主，侧重考核学生在实验过程中体现出来的科研综合素质。一般一个月或一段时间安排一次，考核是否能完成当初老师和学生共同设定的任务或目标，完成目标是否有学生自己的独到见解等等。对考核结果优秀的学生，老师可以让学生作为项目申请成员参与自己的科研项目申请，或在科研论文中学生作为作者或在论文“Acknowledgements”部分对学生工作表示感谢。让学生实实在在体会到科研的过程和成功的喜悦。以此激励其他学生。毕业前对拔尖班学生授予证书并进行奖励，对学生参与开放实验训练的结果予以肯定。

总之，开放实验室可以提供一个发挥个人潜能的实验环境，有利于学有余力的拔尖学生充分利用实验室的仪器设备进行科研训练, 为学生提供更多的自主实验的机会，激发学生的主观能动性。在模拟科学研究的实验过程中提高了独立思考和独立操作能力，培养创新意识和能力，从而达到实施拔尖人才培养的目标。

[1] 高晓杰, 曹胜利. 创新创业教育--培养新时代事业的开拓者--中国高等教育学会创新创业教育研讨会综述[J].中国高教研究, 2007 (7), 91-93.

[2] 章文伟, 李育佳, 张剑荣,等. 从拔尖创新人才培养探讨化学实验教学改革[J].中国大学教学 2012(10)： 77-80.

[3] 陆 涛.有机化学[M]. 7版.北京: 人民卫生出版社，2011.

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

[5] 张 敏, 刘雪峰, 郑福胜. 大学生从众心理与行为的研究与分析[J].现代教育科学: 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] 陈凯先,蒋华良, 嵇汝运. 计算机辅助药物设计--原理, 方法及应用[M].上海: 科学技术出版社，2000.

(本文文献格式：蔡 东，贾云宏，赵延清，等.探索高校开放实验模式培养拔尖创新人才[J].山东化工，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

辽宁医学院教学改革研究一般项目( 编号: YA2015069)的研究成果。

蔡 东(1978—)，副教授，主要从事有机化学方面的专业课教学与科研工作。

G642.0

A

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