研究性实验在化学开放实验教学的应用

陈 敏，卢少然，肖 勇， 卢其明

(华南农业大学 a. 公共基础课实验教学中心; b. 理学院，广州 510642)

研究性实验在化学开放实验教学的应用

陈 敏a，卢少然a，肖 勇b， 卢其明b

(华南农业大学 a. 公共基础课实验教学中心; b. 理学院，广州 510642)

结合华南农业大学公共基础课实验教学中心化学开放实验室的实际，论述了在农业院校化学开放实验教学中开展研究性实验教学的必要性，介绍了研究性开放实验教学的教学过程及教学实践，总结了在培养学生创新能力及综合素质方面所取得的成效，为农业院校基础化学教学改革和发展提供借鉴。

基础化学实验教学; 研究性实验；教学模式；教学效果

研究性实验教学就是在教学过程中创立类似科学研究的氛围和途径，让学生在教师引导下，用类似科学研究的方式去进行探索、研究、发现和体验，通过总结来获取知识，通过研究以解决问题，从而培养创新精神和实践能力[1-3]。

近年来，教育部、财政部在“本科教学工程”中特别要求：在大学生实践能力和创新创业能力等薄弱环节，建设开放共享的大学生实验、实践教学平台，培养适应社会发展需要的应用型、研究型和创新型人才[4]。

1 研究性教学在基础化学开放实验教学中的必要性

华南农业大学是一所地处改革开放前沿的全国重点大学，是以农业科学和生命科学为优势，以热带亚热带区域农业研究为特色，农、工、文、理、经、管、法等多学科协调发展的教学研究型大学。学校共有90个本科专业。学校在《华南农业大学本科教育“十二五”发展规划》中明确提出了“加强实践教学，提高学生的实践动手能力和创新意识”的基本思路[5]。开设研究性实验教学，为学生提供一个自主学习、探讨研究的平台，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的创新意识，同时提高学生的综合素质[6-10]。

华南农业大学公共基础课实验教学中心(以下简称中心)的基础化学实验是全校性公选课程，每年承担资源环境、生命科学、园艺等11个学院共30多个本科专业的实验教学，每年上课学生超过4 000名。学生人数多，学生的化学基础参差不齐，单一的化学实验课堂教学无法满足实践教学的需要。所以，从2008年3月开始，中心围绕学校的整体办学思路，结合基础课程特点，利用本中心的网上教学平台优势，化学实验室实施面向全校的学生开放，目前为止，参加化学开放实验的学生达7 000多人次。七年多的实验室开放实践，取得了可喜的成绩[11-15]。

创新教育是新时期高等教育在人才培养中面临的重要课题，基于创新能力培养的“研究性”教学已经成为发达国家一流大学推崇的教学改革模式[1]。为了适应创新人才培养的要求，提高我校基础化学实验教学水平和质量，化学实验室结合授课学生层次不同的特点，在基础化学开放实验教学中开设了研究性实验内容，经过几年的教学实践，该教学模式取得了良好的教学效果。

2 构建“研究性”开放实验教学体系

研究性的化学开放实验项目必须具有一定的创新性，要取得良好的教学效果，必须把教学过程看成是一个系统性工程，特别需要协调好信息平台、实验教学内容及教学模式等各个方面的关系。

2.1 充分利用网络信息平台

网络信息平台有两方面用途：(1)利用中心网上预约系统进行实验预约。本中心长期实行实验室管理制度化、开放实验内容多样化和开放时间自主化[16]。学生可以通过本中心的网上预约系统，完成实验室安全知识测试合格后进入开放实验室网络信息平台自主选择实验项目、实验时间和实验室，经过化学实验中心受理后可进行实验。(2)利用本校图书馆的网络数据库查阅相关资料。例如，中国学术期刊全文数据库、维普全文数据库、Elsevier、Science数据库等；也可以通过Google学术搜索和Baidu等网站进行相关文献的搜索，为学生介绍中外文化学专业期刊，例如，大学化学、化学学报、Science、Nature等刊物相关查阅方法。

2.2 “研究性”开放实验教学内容的确立

研究性的化学开放实验项目相当于一个小型的科研题目，其教学内容主要由以下几个方面来提供。

1)中心增设的研究性实验项目大部分是由教师的科研课题转换过来的，每年的实验项目都不一样。近两年的研究性开放实验项目有：苦槛兰中多糖提取分离与含量的测定、吡啶类季铵盐杀菌剂的制备和杀菌活性、新型姜黄素类金属配合物的生物活性、无机药物配合物的合成与体外抗菌活性、酪氨酸酶的提取及其酶促反应动力学、微生物化感活性物质的提取纯化、配合物的制备和载氧作用、兽药乙氧苯酯的合成及反应条件探索、海洋微生物有效成分的提取、阳离子化高分子污水处理剂的研制、茶渣对土壤脲酶的抑制活性、锂离子电池镍钴锰氧正极材料的制备、大孔吸附树脂法纯化微生物活性物质、固相微萃取吸附有机污染物的研究、超声波法提取纯化植物有效成分、氮蓝四唑(NBT)法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性、苯酚法测定可溶性糖和葡萄糖生物传感器的制备及其应用、粉防己生物碱的提取分离与鉴定、芦丁及其配合物与BSA 的相互作用、溶胶-凝胶法制备纳米陶瓷粉体、二茂铁及其衍生物的合成和色谱分析、对苯二甲酰氯与己二胺的界面缩聚、苯乙烯-顺丁烯二酸酐树脂的合成条件的探索、重金属离子的富集和分离、锌掺杂二氧化钛纳米管的制备、环保型胶粘剂的制备。

2)学生可以根据自己的兴趣、结合自己专业，独立自拟申请实验项目，只要求学生通过实验得到一个阶段性结果，但学生需要向实验室提交开放实验申请表，获得受理后方可实施实验。申请表格式如表1所示。

表1 化学开放实验申请表

2.3 “研究性”开放实验教学模式

研究性开放实验教学实行导师制，相关教学过程如下：每年在中心网上预约系统公布实验项目(包括实验项目名称、选题简介及适宜专业)，学生选择研究性实验项目(每个项目限定2～3名学生)，学生查找相关科研资料、设计出实验方案和实验技术路线，经与项目指导教师讨论确定方案后，即可进入实验阶段。

实验教学中心对参与研究性开放实验的同学实施长期开放，如果需要使用仪器可以进行网上预约。为保证教学效果及研究性实验项目的顺利进行，指导教师不定期地对学生的实验进度进行检查和指导，全部实验都由学生自己独立完成。每年四月份，我们还举办开放实验公开答辩活动，由学生把实验成果做成PPT进行汇报，最后经过答辩后提交一份完整的研究报告。

3 实施“研究性”开放实验教学的成效

研究性开放式实验的教学模式有其独特的优点，表现在学生可以自主地对感兴趣的问题进行集中研究，给学生营造了一种自主学习的氛围。实验项目大部分是当今相关方向的研究热点，大部分实验项目后来成为本科毕业论文的选题，为本科毕业论文工作的开展打下了良好的基础。研究性开放实验教学的开展，调动了学生学习化学的积极性，增强了学生的科研意识和科研能力。这种形式的研究性实验，得到了学生的积极响应，学生踊跃参加，取得了可喜的成效。近年来，学生获得的校级及以上奖励50～60项，其中国家级三等奖2项，广东省特等奖1项，一等奖3项，二等奖5项[13]；获得大学生科技创新项目国家级5项，省级8项，校级30多项。在国际国内刊物上发表的学术论文50余篇，其中SCI和EI收录20多篇[16]。

4 结束语

通过近几年来的探索与实践证明，“研究性”开放实验教学模式能适应当前教学改革的要求，能激励学生的求知愿望，有利于培养学生的化学实验技能，有利于培养学生的科研意识和科研能力，有利于学生综合素质的提高。研究性开放实验教学每年都必须开发新的实验，使研究性实验保持先进性、创新性，构建研究型、个性化的创新人才培养模式，培养具有创新精神和实验技能的各类人才。下一步将积极配合学校实践教学改革，进一步充实研究性开放实验内容，并制定更为完善的激励机制，使参与开放实验的师生有更高的积极性。同时加大开放力度，拓展开放的范围，形成更丰富的大开放体系，让学生的收益面更广。

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Application of Researching Teaching Mode in the Basic Chemical Open Experimental Teaching

CHEN Mina, LU Shaorana, XIAO Yongb, LU Qimingb

(a. Center of Experimental Teaching for Basic Courses; b. College of Science, South ChinaAgricultural University, Guangzhou 510642, China)

This paper expounds on the necessity of researching experiment teaching mode in agricultural universities open chemical experiments teaching taking into the practice in the Center of Experimental Teaching for Basic Courses of South China Agricultural University. It introduces teaching practice of researching experiment teaching mode of chemistry open experiment. It also makes a summary of the effectiveness in fostering the students’ working abilities and sense of creation. This teaching experience will provide a reference for the teaching reform and development of agricultural university.

basic chemical experimental teaching; researching experiment; teaching mode; teaching effectiveness

2014-08-05；修改日期: 2015-01-15

2013年广东省高等学校教学质量与教学改革工程基金资助项目( 粤教高函〔2013〕113-94)；华南农业大学2013年教育教学改革与研究重点基金资助项目(JG13012)；华南农业大学理学院2013教育教学改革与研究重点基金资助项目(LXJG1301)。

陈 敏(1967-), 女, 硕士，高级实验师, 主要从事天然产物研究及化学实验教学工作。

卢其明(1963-), 男, 博士，教授, 主要从事环境功能材料研究及化学实验教学工作。

G642.423；O6-3

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.04.028