化学新实验设计赛转化为实验教学内容的探索

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

研究型高校的根本任务是培养创造型人才。实验教学是造就创造型人才的摇篮，是探索求真开拓创新的源头；是培育优良科学作风的土壤；是科学方法训练的场所和科学品质铸造的熔炉[1]。而当前实验教学内容面临的突出问题是:①内容相对陈旧，缺乏时代气息[2]。②实验操作过程单层次、单侧面，不能较好地激发学生的求知欲[3]；③教学内容更新途径单纯依赖于科研成果，而科研成果转化成实验教学的“广度”和“深度”不好把握[4-10]。

针对以上问题，组织开展了每年一次的高校联盟“卓越杯”大学生化学新实验设计赛和校级“树声前锋杯”大学生化学新实验设计赛，涌现出大量学生设计的化学新实验项目，经过多次研讨、修改，筛选出优秀项目应用于实验教学。达到了“以化学竞赛促实验教学、提高实验教学质量”的目的，活跃了教学气氛，拓宽了实验教学内容更新的路子。

1 化学新实验设计赛转化为实验教学内容

在校化学化工相关专业本科生均可参加化学新实验设计赛，年级不限，学生自由组队，大大降低了学生参加课外科技创新活动的起点。学生参与热情高，自主性强，受益面广。学生自愿选择学院教师作为指导教师，在教师的指导下，从科研课题中设计出具有基础性、科学性、前沿性、创新性、经济和环保性的实验项目，并能适于拓展为本科生化学实验项目。

参赛学生经过4～6个月的实验，写出实验指导书,设计成实验讲义，并将实验过程做成视频，由校内外教学、科研专家担任评委，经过初赛、复赛激烈比拼，最终角逐出最具有特色适合拓展为本科生化学实验的项目和实验装置。学院组织教学专家、任课教师和实验准备人员召开研讨会论证如何修改将化学新实验设计赛产生的优秀项目和实验装置应用于实验教学，实现新实验设计赛与教学内容一脉相承和环环相扣。

2 实施效果

2.1 以化学新实验设计赛为牵引，搭建了实验教学和科研成果的桥梁

高水平的科研是实验教学的助推器。实验教学没有科研做底蕴，是失去灵魂的教育[11]。科研成果是最宝贵的教学资源，蕴含了国内外最新研究内容，将其及时补充到实验教学，使实验内容具有前沿性，有效激发学生的学习能动性、好奇心和创新精神，紧追日新月异的技术步伐。而目前科研成果直接转化成实验教学存在基础知识薄弱、教学内容欠缺完整性、授课过程逻辑连贯性和统筹性欠缺，造成学生“水土不服”的现象。采用以科研成果为基础的化学新实验设计赛作为牵引，成功搭建了实验教学和科研成果的桥梁，可以有效拆除实验教学和科研成果之间的“高墙”，最终实现科研成果和实验教学相融合。

2.2 整合资源，建立了实验教学内容更新的长效机制

化学新实验设计赛是由化学化工学院、校团委、实验室及设备管理处、教务处、基础化学实验中心、大型仪器测试中心、卓越联盟高校各部门共同努力下举办的，竞赛运行经费持续支持为成功举办竞赛提供了保障。

建立了有效的激励机制，整合了高水平师资，吸引了活跃在科研教学第一线的优秀中青年教师亲自指导，实力雄厚的师资力量是新实验设计赛的质量保证。

整合了实验室资源，为竞赛活动提供了重要开放平台，参与竞赛的实验室有基础化学实验室、专业化学实验室、大型仪器室和教师科研室，提供了常用仪器、专业设备、大型仪器、与学科前沿接轨的科研设备，为学生竞赛提供了坚强后盾。健全的管理制度，如专门针对化学新实验设计赛的指导教师管理条例和奖励办法、实验室开放管理规定、耗材管理办法、大型仪器使用管理办法、实验室管理人员基本职责等，保证了化学新实验设计赛的有序规范。

2.3 学生创新能力得到提高

每年约有80多名化学化工学院学生报名参加化学新实验设计赛，占学院学生总数的1/3以上，是学院组织报名最多的竞赛活动之一。近3年依托新实验设计赛，本学生以第一作者发表SCI收录论文3篇[12-14]，发表其他论文近20篇，发明专利7项，显示了良好的创新潜质。2016年12月跟踪调查了参加过学院化学新实验设计赛复赛和高校联盟“卓越杯”化学新实验设计赛的学生就业和再深造情况，结果显示，进入国内外高水平继续深造的占50%以上，进入国内大企业占30%。

3 新实验设计赛转化为实验教学内容案例

我校已经成功举行的化学新实验设计赛，产生较多的优秀实验设计赛项目作品，选出的优秀项目或装置经过论证已应用于实验教学，收到了良好的效果。笔者从中选取了几个案例供参考。

3.1 应用于物理化学实验教学

本科2013级化工01班冯谙等同学设计的新实验项目“电沉积MnO2的成核机理及其超级电容充放电性能研究”，综合了几种典型的电化学测试方法(见图1)，使学生电化学测试有全局了解，掌握电化学测试原理、基本技能及解析方法，并结合材料的制备与电化学等研究热点，参加首届“卓越杯”化学新实验设计论证修改后应用于物理化学实验教学，受益学生每年200多名。

(a)电流-时间曲线

(b)归一化曲线

3.2 新实验设计竞赛项目应用于仪器分析实验教学

本科2014级化工1班杨瑶等同学针对实验教材中的大部分采用标准曲线法、待测样本成分单一，设计了新实验项目“荧光光谱标准加入法测定尿液中的水杨酸”，有效避免了复杂样本测定误差大等问题，采用标准加入法测定尿液中的水杨酸，有效降低了基体的干扰，避免了繁琐的预处理，见图2、3。参加第二届“卓越杯”化学新实验设计赛，获得一等奖，文章发表在《实验技术与管理》杂志[16]，经论证修改后应用于仪器分析实验教学，受益学生每年约200多名。

图2 水杨酸(SA)和Eu/SA的荧光光谱(激发波长310 nm)

图3 水杨酸(SA)和Eu/SA的尿液合成样本的荧光光谱(激发波长310 nm)

3.3 新实验设计竞赛项目应用于大学化学实验教学

2012级化工1班严华等同学设计了“一种电镀、电抛光实验时用的装置”，见图4。该装置优点：温度可控、多功能、安全性高、一体化提高了装置的实用性，申请发明专利1项[17]，参加首届“树声前锋杯”化学新实验设计赛，获得一等奖。该实验装置已应用于大学化学实验教学，受益学生每年约2 400名。

图4 新设计装置图和教学应用图

4 结 语

针对研究型高校实验教学内容更新机制存在的问题进行了深入探究和总结，通过整合资源，以化学新实验设计赛为纽带，涌现出了大量原创性实验项目和实验教学装置，成功将科研成果有效转化为实验教学内容，并建立了实验教学内容更新的长效机制，形成了实验教学课程内容更新的良性循环。同时学生自主设计化学新实验的过程加深了其对化学基础理论的理解和运用，强化了化学基础理论与实践的结合，提高了学生的综合能力和实践能力，培养了学生的创新精神和团队协作意识。

参考文献(References)：

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