多层次化学实验竞赛的学研融合教学模式的构建

徐彦芹，　董傲通,　曹　渊，　熊　燕，　陈昌国，　周正涛

(重庆大学 a.化学化工学院，b.新闻学院,重庆 401331)

0　引　言

培养创新人才是研究型大学的重要任务。创新人才培养离不开实验室开放和大学生科技创新活动的持续有效开展[1-4]。目前我国高校创新教育面临的突出问题是：

(1) 学生课外科技活动与日常教学缺乏有效的衔接。目前高校普遍实行的以项目主导的大学生科技创新活动，存在学生参与人数受限，学生自主选择受限，甚至基础知识与创新能力脱节，眼高手低，大而不当，完成的项目表面上高大上，实际多是导师及研究生学长的成果等不足。

(2) 实验开放力度不够，开放机制不健全。没有完善的管理制度和充足的经费来源支持实验室开放，导致实验室不能从空间、时间、资源等方面全方位开放，高校大量实验教学资源得不到有效利用[5-6]。

(3) 与创新人才培养相适应的教学模式有待完善。传统实验教学模式偏重于验证理论知识，实验教学体系与大学生科技创新活动严重脱节，学生开展科技创新活动缺乏合适的载体、实验场地和评价考核标准[7-8]。

本文针对以上问题，开展了以课程为基础，实验竞赛为纽带，实验室开放为依托，构建有利于创新人才培养的学研融合教学模式的教学改革与实践，实现了日常教学与学生课外科技活动的深度融合，达到了以实验竞赛推动实验室开放，促进实践性、研究性教学发展，培养创新人才的目的。

1　实施过程

(1) 以课程为依托，开展多层次化学实验竞赛。在学校教务处、校团委、设备处的支持下，学院协调大学化学、基础化学教学团队及基础实验教学中心，结合全校性公共基础课大学化学、大学化学实验，面向全校学生开展“树声前锋杯”化学实验技能赛和趣味化学实验赛，结合化学类专业四大基础化学及基础化学实验课程，面向化学类专业学生开展多层次化学实验技能竞赛和新实验设计赛，详见表1。竞赛以推动实验室开放，促进学研融合为宗旨，不以择优选拔为目的，力求为学生课外科技创新活动提供载体，架设桥梁。让实验竞赛成为了创新能力培养的有效载体和重要手段。

表1　多层次化学实验竞赛表

第一层次：“树声前锋杯”化学实验技能赛和趣味化学实验竞赛，践行协同创新，促进了学科交叉融合。此层次面向全校理工科各专业(化学类专业学生除外)本科生，学生自愿报名参与。分为两个部分：针对学生个人技能设置了“树声前锋杯”化学实验技能赛和针对团队设计了“树声前锋杯”趣味化学实验竞赛。此层次开放目的是让更多的同学认识化学，并将化学知识与自己的专业知识融合，树立科学的观念，促进学科的交叉融合。在“树声前锋杯”化学竞赛中，有来自生物、生命、机械、资源环境、城市环境、材料、公共管理、计算机等学院学生参加。

第二层次：校级化学实验技能赛和“卓越杯”化学实验技能赛，促进了基础性实验开放。该层次是面向化学类本科学生，分为校级化学技能赛(校内化工学院学生自愿报名)和“卓越杯”化学实验技能赛(在全校化学类专业学生中随机抽取若干名学生参与“卓越杯”实验技能大赛)。该层次开放是基础实验课程进行延伸和拓展，与实验课程内容不同，实验类型均为设计性实验，仅提供实验原理,没有详细步骤，学生自己设计实验方案，独立完成，不以选拔为目的，学生有较高的参与积极性。

第三层次：校级新实验设计赛和“卓越杯”大学生化学新实验设计赛，推动研究性实验开放。此层次校级新实验设计赛是面向化学类本科生自愿报名，年级不限。参赛队由本科生组成，参赛实验项目按学科分为：①无机及分析化学；②有机化学；③物理化学。进行初赛和复赛，评出优胜者推荐参加“卓越杯”大学生化学新实验设计赛。新实验设计赛涌出了大量原创性实验项目，经过论证、改进应用于实验教学，形成了实验教学课程内容更新的良性循环。

(2) 整合资源，以实验竞赛推动实验室开放。以实验竞赛为纽带，实现对学校支持学生课外科技活动各方力量的整合。学校教务处、设备处和团委提供经费支持，负责宣传推广，任课教师为指导教师，提供专业指导，基础化学实验教学中心及部分老师的科研室为学生提供实验条件。使实验室开放有明确的服务对象，充足的经费支持，完善的制度保障，明确的奖励制度，形成了行之有效可持续的实验室开放机制，实现实验室课余时间对学生的全方位开放(详见表2)。开放实验室成为学生进行自主式学习、 创新实践的重要平台。

(3) 以实验竞赛为纽带，构建学研融合教学模式。在实验竞赛和实验室开放取得成效的基础上，结合各教学团队长期研究和实践形成的研究性教学经验，发展形成“以课程为基础，实验竞赛为纽带，实验室开放为依托的学研融合教学模式”，见图1，实现日常教学、实践环节、课程建设等与学科竞赛的深度融合，延伸日常教学的深度和广度，增强实验竞赛的成效，达到以实验竞赛推动实验室开放，促进研究性教学发展和学风建设，培养创新人才的目的。

表2　实验室开放情况表

图1　学研融合的的教学模式

2　成　效

2.1　学研融合教学模式，大大推动实验室开放建设

我校非化学化工类理工科专业每年约有2400名学生到基础化学实验室学习，每年约有900名学生报名“树声前锋杯”个人技能赛和趣味化学实验赛，趣味化学实验赛指导教师来自全校各学院。化学化工类专业每年约有400名学生参加实验技能赛和新实验设计赛，新实验设计赛指导教师均由专业名师担任。实验室开放教室39间，面积约3 000 m2，开放时间累计9 000 h以上。

化学实验竞赛及实验室开放都涉及大量繁杂的组织协调工作，均利用网络蕳化报名程序、提交作品、预约实验等，保障了竞赛及实验室开放的有序进行，网络教学Sakai平台注册成员近3 000人。2015年举行的“树声前锋杯”个人技能化学赛和趣味化学实验赛，实现了网络微信平台大众和专家投票打分，最后选拔出的12个优秀团队投票数共计15 406次，扩大了竞赛的影响力。

2.2　学研融合教学模式，有力支撑学校创新人才培养体系建设

通过竞赛共开发新实验42项，学生与教师共同发表教研论文23篇，申请教学相关专利11项,已获权4项。化学化工学院参加过新实验设计赛的本科毕业生中，保研进入国内外高水平大学继续深造学生有16名且本科生在科研及其化学竞赛中屡获佳绩,显示了良好的创新潜质:如2014年、2015年我校本科学生设计的实验项目在卓越联盟化学新实验设计赛获得2/5的一等奖，2015年来自我院本科2013级应用化学3班的张阳阳在“卓越杯”大学生化学实验技能赛(高校卓越联盟9所高校27名)获得了有机组第一名。2014级应用化学1班闫兴秀在《Journal of Solid State Chemistry》杂志发表第一作者文章[9]。2015年2011级本科药学1班徐霞飞以第一作者发表的文章“A practical synthesis of bis(indolyl)methanes catalyzed by BF3center dot Et2O”被“Chinese Chemical Letters”杂志评为”高影响力论文”[10]；并以第二发明人(指导老师第一发明人)发明专利1项。2011级本科制药1班马航[11]、骆海强[12]均以第一作者发表SCI论文1篇，发明专利1项(指导老师第一作者)，2012级药学1班卞欢发表4篇文章[13-16]。2011级应用化学2班鲁丰鸣同学参加2014第一届卓越杯化学新实验设计赛获得有机组一等奖好成绩。

通过竞赛学生与指导教师共同开发了的实验项目素材来自实际生活，集知识性和趣味性为一体，深受同学的欢迎,其中有些实验项目是学生原创，成为特色实验内容。本科2012级化工1班严华和蒲兴群同学共同设计的“一种做电镀实验时用的装置”“一种测定化学反应速率与活化能时所用的装置”均申请了发明专利，并应用于2015～2016年的大学化学实验，受益学生共计4 000多名。2013级化工1班杨瑶等同学设计的新实验项目“荧光光谱法测定水杨酸”获得第二届卓越杯化学新实验设计赛一等奖[7]，经过论证应用于《仪器分析实验》教材，受益学生约200名/年。

3　结　语

我校基础化学教学实验中心通过多层次化学竞赛促进了高校实验室全面可持续地有效开放的人才培养新模式，使优质教学资源得到充分利用，提高了人才培养质量和办学效益，建立了学生自主参与，自主学习，自我管理的实践教学模式，构建了学研融合的教学模式，形成了“以赛促教”和“以赛促改”新形势。

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