如何让本科生真正走进实验室

焦银春，袁 华

(湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭411201)

如何让本科生真正走进实验室

焦银春，袁 华

(湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭411201)

在全国大学教学改革浪潮下，化学作为一门以实验为基础的学科对大学生也提出了更高的要求。必须从有机化学实验特点出发，针对本课题组学生的现状及存在的问题进行详细分析，并针对这些问题，从几个方面提出具体意见。重点阐述如何培养学生的实验兴趣，让本科生真正的走进实验室。

有机化学实验;教学改革

在第六届全国青少年科技创新奖的评选和刚刚落幕的第七届“挑战杯”全国大学生创业计划竞赛［1］中，我校学子都取得了骄人的成绩。这些成绩的取得，是我校多年来坚持不断更新人才培养的观念和模式，转换人才培养思路，在教学实践中，不断摸索创新结出的硕果。

我院对本科生的人才培养也尝试了一些创新，目前还处于探索阶段。如何培养本科生的学习兴趣，激发他们的创新能力，考虑到化学是一门以实验为基础的学科，我们提出了“让本科生走进实验室”和“用实验室作为本科生参与研究性学习的平台”的理念。一段时间下来，通过对本课题组实验室的本科生进行观察，发现了一些问题，从中也反映出当前大学生对进入实验室参与课题研究的态度。如何能让本科生真正走进实验室呢?本文根据这些问题和现状进行了总结，针对性地提出了几点建议。

一 双向选择，合理引导

兴趣是最好的老师，怎样让一部分优秀的学生能够真正走进实验室进行创新性实验，甚至是帮助老师进行一部分课题的研究呢?首要的问题是这部分学生对象的确认。一般来说，站在老师的角度，我们希望选取那些理论基础扎实，动手能力强，能吃苦耐劳，又对实验室工作有强烈兴趣的学生。但是，怎样甄别这部分学生，必须经历一个相互适应的磨合过程。我们的做法是，在大二结束之后，老师们可以选取一部分课题供学生参考，让综合成绩在整个年级前30%的学生根据自己的兴趣自由选择。这样势必会有一个双向选择的问题，就是学生会选择自己愿意跟从的老师和自己感兴趣的实验方向，同时，老师也会对学生进行考察，选择自己满意的学生。实践中我们发现，有的学生成绩虽然靠前，但是他们的动手能力、探索精神和独立意识都有所欠缺，这样一部分学生我们会在一段时间之后把他们慢慢淘汰，留下那些真正愿意呆在实验室的学生。在考察学生的过程中，我们会注意学生以下几个方面:1)是否有研究兴趣。我们倾向于选取那些有强烈求知欲，立志考研考博，愿意在今后投身有机化学领域的学生。2)是否有良好的实验习惯和实验态度。那些条理清晰，实验习惯良好的学生，在实验过程中认真投入，记录实验过程忠于原始数据，遇到困难能及时查找原因的学生，是我们要优先考虑的。3)是否能够耐得寂寞，能够持之以恒。实验室工作是辛苦的，并且在实验过程中不可能一帆风顺，这就要求学生必须具备能够承受孤独和失败，有恒心和毅力，为了一个目标不断求索的精神。

二 结合实际，准确选题

学生所选的课题正确与否是决定学生喜不喜欢呆在实验室的关键。那么，对本科生而言，怎样的选题才算是一个正确的选题呢?

本科生拥有一定的专业基础，通过实验课接受了基本的实验室技能训练。但另一方面，他们没有完整的面对一个具体课题的经历。从文献调研，到根据已有文献设计实验方案，到尝试实验，到遇到失败，到再分析原因，调整实验方案，再实验，处理实验数据，通过对新的实验数据进行分析，得出新的结论(对原先假设的验证和修正)。考虑到本科生的实际情况，一个正确的选题，一般要兼顾到以下两个方面:1)课题的新颖性和趣味性。具体来说，就是课题要让学生感兴趣，使他们愿意去钻研。一个好的课题，应该是从课本某一个知识点(比如一个反应)的应用或延伸，使学生感受到从已知到未知的探索过程。2)课题的难易程度。从文献的调研，到具体实验方案的实施，一开始都不宜对本科生设置过难。比如，在一个新化合物的合成中，需要摸索其中一步反应的最佳反应条件，要让学生从投料比、温度和催化剂等几个方面进行探索，开始根据不同的反应条件投放反应，这都是学生已有的知识范围，但是通过TLC或GC、HPLC来跟踪反应进程［2］就是全新的体验;之后，通过三因素三水平正交法，对比分析各组实验结果找出最佳反应条件，对学生而言，也是一个新的能力训练。柱层析分离就需要一定的耐心，分析NMR、ESI－HR MS数据等都需要循序渐进的来完成。从已知到未知，难易适中，学生容易接受这一经典的有机合成条件探索模式。相反地，如果一开始安排学生进入的就是一个全新的实验领域，操作难度过大(如:易燃易爆、高温高压、无水无氧、低温反应等)，这样降低学生在实验室的兴趣，在实验的时间周期上，也不可取。

三 全方位培养和训练学生的创新能力和探索精神

在传统实验课上，学生“照方抓药”根据教科书上提供的步骤按部就班的完成实验。对于有些不善于思考的学生而言，这种传统的实验课势必沦为一种机械性的重复，时间一长，学生的创新意识逐渐消退萎缩。以学生为中心的尝试性创新实验很有必要，它能充分调动学生学习的积极性和主动性，锻炼学生的创新思维能力。实践中，具体的操作步骤是:1)文献调研与方案设计。提前半个月左右将课题(或课题的一小部分)告诉学生，要求学生通过查阅自己手里的实验教材、相关图书文献及学校网络数据库里的相关文献，掌握和理解实验的目的及原理，自己设计实验方案，分析各方案的优劣;在此基础上，着重掌握自己认为理想的方法、操作步骤，了解影响实验成败的关键因素。2)实验方案的分析与探讨。老师检查学生提交的实验方案，通过讨论、提问等方式对方案进行点评、补充和总结，从中确定合理正确的实验方案。3)实验实施与完成。根据实验方案，要求学生独立完成实验任务。在实验的过程中，教师要对学生严格要求，积极指导。密切观察实验操作过程，发现并解决实验中出现的问题。同时通过启发、交流等方式阐明操作中存在问题的原因，做到让学生不仅知其然，而且知其所以然。通过这样科学、规范的训练来培养学生善于思考、勤于动手、科学操作的良好习惯。实验结束后，老师通过引导学生对实验现象和记录的实验数据进行讨论、交流，然后归纳和总结。4)实验报告的撰写与总结。要求学生依据自己的实验内容写出规范的实验报告，在对实验内容进行总结的同时，要求学生结合实验现象、实验中出现的问题进行分析、讨论，并写出自己的理解和体会。5)每个月末，学生要总结自己的工作内容(文献调研和实验)，以PPT的形式参加课题组的统一汇报。在每个阶段，都采取以学生为主体、教师为督导的方式，学生的思维一直处于活跃状态，创新意识和创新潜能得到了充分挖掘［3，4］。

四 小结及补充建议

1．进入实验室提早接触科研工作是一种学习方式，目的是提高一部分今后立志从事科研工作的本科生的科研素质和科研能力;

2．同学们可以在学院网站师资力量中了解每一位教师的科研情况，不要盲目申请;另外，学院组织其它研究团队的老师提出研究课题，如果对无机化学、材料化学、分析化学等其它学科感兴趣的同学，可以考虑联系其他老师;

3．进入实验室的最初一周，应该由研究生师兄师姐带领适应实验室各项规章制度，熟悉各种大型仪器的操作和维护;希望有连续3～4周左右的时间在实验室工作;最好寒暑假能来实验室学习。

经过一段时间的探索，课题组的本科生在湖南省大学生化学实验技能竞赛、湖南省大学生课外化学化工创新作品竞赛等活动中获得了可喜的成绩。实验室一位本科生同学说:“在大学，本来是一个积累知识的阶段，可是由于突然的放松，使很多大学生变得放纵，我要利用有限的时间学到更多的知识”。通过他的这句话，我认识到让本科生走进实验室不是拔苗助长，而是一部分对化学充满热爱并学有余力的同学自身的要求。学生创新能力的培养是一项长期的、复杂的系统工程，让本科生走进实验室则为学生创新能力的培养提供了一个重要平台，它将对形成学生创新意识、创新思维，培养创新能力，感受和发现化学的无穷魅力，激发创新热情能发挥重要而积极的作用。

［1］http://news．qq．com/a/20091211/002323．htm，http://comm1．hdu．edu．cn/commoffice/print．aspx?ID=D96．

［2］曾昭琼．有机化学实验(第三版)［M］．北京:高等教育出版社．

［3］李秀艳，孙志敏，秦亚鸾．有机化学综合型、开放型实验的整合与优化［J］．实验室科学，2010，13(1)，24－27．

［4］刘品华，汪 帆，杨 芬，等．有机化学设计性综合实验［J］．教学改革与实践，2011，9(2):115 －117．

G642

A

1674－5884(2011)10－0039－02

2011－07－10

国家级化学特色专业资助项目

焦银春(1979－)，女，江苏徐州人，讲师，主要从事有机合成研究与教学工作。

(责任编校 杨凤娥)