汪豐云 魏先文 張洪濤 商永嘉 張武

(安徽師范大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中心 安徽蕪湖241000)

本科生與研究生互動實驗?zāi)Ｊ降奶剿髋c實踐*

汪豐云 魏先文 張洪濤 商永嘉 張武

(安徽師范大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中心 安徽蕪湖241000)

提出了本科實驗教學(xué)中本科生與研究生互動的實驗教學(xué)“一二三模式”，旨在發(fā)揮科研與研究生的優(yōu)勢，為本科實驗教學(xué)服務(wù)，提高本科實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

教學(xué)研究型大學(xué)一般以本科教育為主，同時積極發(fā)展研究生教育。因此，在化學(xué)實驗教學(xué)中嘗試本科生和研究生互動，對于更好地銜接本科教育和研究生教育，利用研究生教育資源提升本科教育水平，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有著現(xiàn)實意義。本科教育是基礎(chǔ)教育階段，主要是積累知識，培養(yǎng)和訓(xùn)練各方面技能;故在此階段應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，為研究生教育和可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ);研究生教育是專業(yè)教育階段，是更高深層次的專業(yè)教育培養(yǎng)，其基礎(chǔ)是學(xué)科建設(shè)。研究生通過某一問題的解決，學(xué)到解決問題的方法，以便今后可以獨立解決問題。研究生培養(yǎng)質(zhì)量的高低是學(xué)科建設(shè)水平的重要體現(xiàn)，同時又對學(xué)科建設(shè)起著重要的促進(jìn)作用。研究生教育要上水平必須有優(yōu)秀的本科人才作為后備人才儲備。

本科生與研究生互動反映了教學(xué)研究型大學(xué)的要求。一方面，研究生是學(xué)?？茖W(xué)研究和技術(shù)研發(fā)的重要生力軍;另一方面，研究生教育能帶動積極向上的校園文化和學(xué)術(shù)氛圍，能夠通過一批原創(chuàng)性科技研究成果的轉(zhuǎn)化直接為經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展服務(wù)，能夠?qū)^(qū)域的政治和文化產(chǎn)生影響，有助于形成良好的校風(fēng)和學(xué)風(fēng)，帶動本科生的教育教學(xué)。為此，許多教學(xué)研究型大學(xué)提出本科教育是立校之本，研究生教育是強(qiáng)校之路［1］。

如何處理好本科教育與研究生教育的關(guān)系，實現(xiàn)學(xué)科建設(shè)與本科教育目標(biāo)的融合與互動發(fā)展，是我們面臨的一個重要問題。我院在本科化學(xué)實驗教學(xué)中，充分利用科研和研究生的優(yōu)勢，發(fā)揮研究生在本科生實驗教學(xué)中的作用，在本科生和研究生互動方面做了一些嘗試，取得了一定的成效。

1 實驗教學(xué)的基本體系

化學(xué)實驗教學(xué)著力于突出以創(chuàng)新能力和實踐能力為重點的素質(zhì)教育等現(xiàn)代教育思想與理念的貫徹落實;著眼于體現(xiàn)現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科發(fā)展要求和現(xiàn)代化學(xué)教學(xué)改革發(fā)展趨勢;著眼于對國內(nèi)外教育教學(xué)改革經(jīng)驗和教訓(xùn)的分析吸納。按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的要求，我校制定了“整體設(shè)計、分步實施、發(fā)揮優(yōu)勢、突出特色”的教改方針，對化學(xué)學(xué)科實驗教學(xué)內(nèi)容和體系進(jìn)行了整體設(shè)計和改革，打破了實驗教學(xué)中“簡單重復(fù)”和“依附性”;將化學(xué)實驗獨立開課，按照基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新三級教學(xué)，將化學(xué)實驗整合為基礎(chǔ)化學(xué)實驗、綜合化學(xué)實驗、專業(yè)化學(xué)實驗、創(chuàng)新化學(xué)實驗;構(gòu)建了化學(xué)學(xué)科實驗課的新體系，以適應(yīng)通識培養(yǎng)、專業(yè)分流的培養(yǎng)需要;實現(xiàn)資源共享，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力。

我們根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)實驗的目標(biāo)和特點，重新編排實驗內(nèi)容，以基本操作、基本技能和科學(xué)研究方法的訓(xùn)練為基本教學(xué)內(nèi)容，以突出能力培養(yǎng)為主線，強(qiáng)化科學(xué)素質(zhì)與環(huán)境意識教育;進(jìn)一步規(guī)范基本方法、基本原理、基本操作，選用大量常規(guī)經(jīng)典儀器，以利于學(xué)生基本技能訓(xùn)練，為今后專業(yè)實驗、畢業(yè)論文實驗、研究生實驗奠定基礎(chǔ);注重綜合，拓寬口徑，使化學(xué)與生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等交叉滲透，將化學(xué)合成、成分分析及表征、常數(shù)測量、化工基礎(chǔ)緊密結(jié)合起來，加強(qiáng)對學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。具體做法是，按照“基礎(chǔ)—綜合—創(chuàng)新”三層次建立了實驗教學(xué)體系和相應(yīng)的實驗室體系，如將無機(jī)化學(xué)實驗、有機(jī)化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗合并為基礎(chǔ)化學(xué)實驗;合并無機(jī)合成實驗、有機(jī)合成實驗、儀器分析實驗、物理化學(xué)實驗和化工基礎(chǔ)實驗，在化學(xué)一級學(xué)科層面上組建綜合化學(xué)實驗室，開設(shè)綜合化學(xué)實驗課程，強(qiáng)調(diào)將科研成果及時轉(zhuǎn)化為教學(xué)實驗;化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)各專業(yè)成立專業(yè)實驗室，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實驗技能和創(chuàng)新能力;以綜合化學(xué)實驗室和專業(yè)實驗室為基礎(chǔ)，依托安徽省功能性分子固體重點實驗室、安徽省化學(xué)生物傳感重點實驗室和有機(jī)化學(xué)博士點、化學(xué)一級學(xué)科碩士點各實驗室等，建立學(xué)生開放實驗室和創(chuàng)新實驗室，以達(dá)到強(qiáng)化科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的。

2 本科生和研究生互動的實驗教學(xué)創(chuàng)新模式——“一二三模式”

本科生與研究生互動的實驗教學(xué)“一二三模式”，主要是突出一條主線、兩個方面和三個層次。一條主線是指培養(yǎng)目標(biāo)，就是以能力培養(yǎng)為主線，主要是指培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力和科學(xué)研究能力，注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，既要培養(yǎng)創(chuàng)新精神(敢于創(chuàng)新)，又要培養(yǎng)創(chuàng)新思維(善于創(chuàng)新)。兩個方面是指培養(yǎng)對象，也就是指本科生培養(yǎng)和研究生培養(yǎng)，通過這種模式使本科生和研究生的教育模式達(dá)到互補(bǔ)，實現(xiàn)本科生和研究生教育雙贏。三個層次是指具體措施，也就是研究生參與本科生實驗指導(dǎo)，研究生的實驗成果轉(zhuǎn)化為本科實驗教學(xué)內(nèi)容和本科生到研究生實驗室做畢業(yè)論文3個互動方式。也指基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實驗3個逐漸提高的層次。在實驗過程中，注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.1 研究生參與本科生實驗指導(dǎo)

研究生是相對于本科生具有較高科研能力的學(xué)生，同時又與本科生年齡相仿，思維相近。因此，我們在基礎(chǔ)化學(xué)實驗、綜合化學(xué)實驗和專業(yè)實驗中，根據(jù)不同實驗特點，分別安排不同年級的研究生參與本科實驗教學(xué)，每部分實驗都由一位教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師和一位研究生共同負(fù)責(zé)指導(dǎo)實驗。目前這種做法已被很多高校普遍采用。這里要強(qiáng)調(diào)的是我們要求研究生全程參與實驗，從實驗的準(zhǔn)備、預(yù)備實驗、實驗過程、實驗報告的批改到實驗結(jié)束的小型研討會，研究生必須全程參與，并據(jù)此對研究生進(jìn)行考評，計算研究生的科研工作量。所以，雖然每個研究生帶的實驗個數(shù)不是很多，卻要求他們?nèi)硇耐度搿?/p>

基礎(chǔ)化學(xué)實驗主要是強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性，一般安排一年級無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)工程專業(yè)的研究生負(fù)責(zé)指導(dǎo)。一方面這些研究生還沒有真正進(jìn)入科研，且本科剛畢業(yè)，對本科實驗較為熟悉;另一方面通過自己的再一次實驗，可把自己的實驗體會傳授給本科生，同時也能強(qiáng)化自身的實驗技能，為以后的科研做準(zhǔn)備。

綜合化學(xué)實驗主要強(qiáng)調(diào)綜合性和主動性，是應(yīng)用多種實驗方法和技術(shù)來合成化合物，研究化合物的有關(guān)性質(zhì)和組成結(jié)構(gòu)的過程;著重于培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用多種實驗技術(shù)和方法的能力。因此，綜合化學(xué)實驗主要安排二年級分析、物化和有機(jī)專業(yè)的研究生指導(dǎo)實驗，他們已經(jīng)過一段時間的科研訓(xùn)練，有了一定的儀器測試經(jīng)驗和一些綜合能力，安排他們來指導(dǎo)綜合化學(xué)實驗，可以起到相輔相成，共同提高的目的。

專業(yè)化學(xué)實驗主要強(qiáng)調(diào)專業(yè)性和獨立性。我院的專業(yè)化學(xué)實驗，主要是指化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)和材料化學(xué)3個專業(yè)方向的實驗，一般在三年級開設(shè)?；瘜W(xué)教育專業(yè)實驗安排課程論和教育碩士研究生指導(dǎo)實驗，教育碩士一般是已有一定教學(xué)經(jīng)驗的一線中學(xué)教師，他們可以把理論和實踐很好地結(jié)合起來，并且更注重實際。應(yīng)用化學(xué)和材料化學(xué)的專業(yè)實驗分別由相關(guān)研究方向的研究生參與指導(dǎo)，將有實際工作經(jīng)歷的研究生吸納到指導(dǎo)本科生專業(yè)實驗教學(xué)中，有助于克服理論與實際的脫節(jié)以及實驗室與工廠的脫節(jié)。

2.2 研究生的科研成果轉(zhuǎn)化成本科教學(xué)實驗

創(chuàng)新實驗主要是強(qiáng)調(diào)設(shè)計性、研究性、綜合性和先進(jìn)性。在學(xué)院政策鼓勵和化學(xué)實驗教學(xué)中心積極支持下，一批教授學(xué)者和他們的研究生在參加實驗教學(xué)過程中，將其科研成果轉(zhuǎn)化為綜合化學(xué)和創(chuàng)新實驗教學(xué)內(nèi)容［2－3］。其中有些綜合實驗還以十五規(guī)劃教材［4］的形式得以出版。另外，有許多化學(xué)教學(xué)論的研究生教研成果也相繼轉(zhuǎn)化為化學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生實驗。創(chuàng)新實驗反映了學(xué)院的科研水平和特色，可根據(jù)學(xué)生的興趣，采用導(dǎo)師制方式，雙向選擇參與。例如2005年提供81個選題供本科生進(jìn)行創(chuàng)新實驗選擇，參選學(xué)生共275人;2006年提供58個選題，參選學(xué)生共501人。學(xué)生從指導(dǎo)教師處了解實驗課題后，從查閱資料、研讀文獻(xiàn)、鉆研有關(guān)理論開始，先提出自己的實驗研究方案，再與指導(dǎo)教師進(jìn)行討論，然后開始實驗研究。整個過程都由對導(dǎo)師的研究方向和成果有一定了解的研究生參與指導(dǎo)。對于實驗研究過程中出現(xiàn)的各種問題，鼓勵學(xué)生自己分析，大膽探索。創(chuàng)新實驗完畢后，要求學(xué)生認(rèn)真分析、處理實驗數(shù)據(jù)，并與指導(dǎo)教師及研究生共同討論實驗結(jié)果，最后以科技論文的格式寫出綜合研究報告，并舉行創(chuàng)新實驗報告會，進(jìn)行結(jié)題。通過創(chuàng)新實驗，學(xué)生(本科生和研究生)受到了較全面、嚴(yán)格、系統(tǒng)的科研實踐訓(xùn)練。這樣不僅能提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實驗技能，而且可以使學(xué)生學(xué)習(xí)從事科學(xué)研究活動的基本方法，感受教師的科研風(fēng)格、治學(xué)態(tài)度等，親身體驗科學(xué)研究的艱苦性和長期性，培養(yǎng)他們熱愛科學(xué)的情感。

學(xué)院利用各碩士學(xué)位點的實驗室和現(xiàn)有科研工作的研究條件，開辟了開放實驗室，并為學(xué)生提供了進(jìn)行研究性實驗的創(chuàng)新實驗室，積極推動研究生培養(yǎng)與本科生培養(yǎng)的互動。每年都將最新的科研成果增加到開放的研究性實驗中，以實現(xiàn)實驗教學(xué)與科研攻關(guān)、教學(xué)與科研的相互促進(jìn)。為了實現(xiàn)因材施教、優(yōu)生優(yōu)培，學(xué)院鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生提前介入科研，為將來考研作準(zhǔn)備。

2.3 本科生到研究生實驗室做畢業(yè)論文

在20世紀(jì)90年代，美國提出了全校豐富教學(xué)模式［5］(整合教育)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的新思路。為順應(yīng)時代潮流，我國許多大學(xué)也提出了要把建立研究型和創(chuàng)新型大學(xué)作為奮斗目標(biāo)。吸取國內(nèi)外經(jīng)驗教訓(xùn)，我們把研究性的創(chuàng)新實驗定位為畢業(yè)論文的前期工作或畢業(yè)論文工作，使好的創(chuàng)新性實驗可繼續(xù)通過畢業(yè)論文來完成。這樣就將科研的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)的優(yōu)勢，使創(chuàng)新性實驗與研究有充足的題目、寬廣的研究范圍和視野;既保證了創(chuàng)新實驗的創(chuàng)新性和研究性，也解決了一般實驗教學(xué)日常經(jīng)費(fèi)投入不足等問題。我們安排在大四最后一學(xué)期學(xué)生進(jìn)入實驗室進(jìn)行畢業(yè)論文的實驗，但實際上絕大部分學(xué)生在二、三年級時就已進(jìn)入實驗室進(jìn)行創(chuàng)新實驗的研究。這樣就解決了400多名畢業(yè)生同時進(jìn)入實驗室做畢業(yè)論文的困難。如果學(xué)生選擇的指導(dǎo)教師是碩士生或博士生導(dǎo)師，就到他的研究生實驗室去做，以增強(qiáng)研究生的指導(dǎo)性;如果學(xué)生選擇的指導(dǎo)教師不是碩士生或博士生導(dǎo)師，就到創(chuàng)新實驗室去做。由幾位學(xué)生組成一個課題組，選擇一個大課題，既能使學(xué)生感受到化學(xué)工作者從事創(chuàng)新的氛圍，同時也能開闊視野并培養(yǎng)綜合分析問題的能力，有利于良好的心理素質(zhì)或個性的形成。延長畢業(yè)論文完成的時間，能更多地給予本科生表達(dá)個性的時間和空間，培養(yǎng)本科生之間、本科生與研究生之間的合作交流精神。

3 啟示

本科生與研究生互動的實驗教學(xué)模式的探索，依托徹底打破傳統(tǒng)四大基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的界限，建立以實驗教學(xué)中心為主體的實驗教學(xué)體制，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，對本科生進(jìn)行循序漸進(jìn)、多層次、分階段的化學(xué)實驗科學(xué)訓(xùn)練。突出了基礎(chǔ)性、示范性、實踐性和創(chuàng)新性，有利于本科生和研究生個性的共同發(fā)展，有利于人才培養(yǎng)。

新實驗教學(xué)模式改變了按規(guī)定的實驗步驟和路線完成驗證性實驗的教學(xué)方式，采取引導(dǎo)、指導(dǎo)、討論、嘗試、探索、交流等開放性方式，突出以學(xué)生為中心，形成了以自主式、合作式、研究式為主的本科生和研究生互動的實驗?zāi)Ｊ健?/p>

新實驗教學(xué)模式減少了實驗教師人數(shù)，節(jié)約了經(jīng)費(fèi)，培養(yǎng)了研究生的工作能力，還能使本科生的科研能力得以提高，形成本科生與研究生之間的一種良性循環(huán)。有利于本科生個性的發(fā)展，因材施教，優(yōu)生優(yōu)培。

新實驗?zāi)Ｊ接欣谠黾訉W(xué)生做畢業(yè)論文的時間，解決以往實驗室不足的問題。

近年來，我校實施的新實驗教學(xué)模式取得了一定的成效:

(1)本科生畢業(yè)論文中實驗性論文的比率大幅度提高:2006屆60.1%，2007屆73.8%，2008屆81.8%。

(2)本科生參與發(fā)表的畢業(yè)論文以外的實驗性論文數(shù)量也大幅度提高:2001年發(fā)表7篇，2002年發(fā)表5篇，2003年發(fā)表12篇，2004年發(fā)表23篇，2005年發(fā)表41篇，2006年發(fā)表61篇，2007年發(fā)表58篇。

(3)學(xué)生嘗到了由創(chuàng)新實驗延伸到畢業(yè)論文的甜頭，選題的學(xué)生大幅度增加。由原來的只有三年級學(xué)生選題增加到部分學(xué)有余力的二年級學(xué)生也參與選題。

盡管這些數(shù)據(jù)是多種因素綜合作用的結(jié)果，但也可以從側(cè)面反映出在本科實驗教學(xué)中實施本科生和研究生互動帶來的成效。

但新的實驗教學(xué)模式在實施過程中也應(yīng)該注意一些問題: (1)對研究生參與指導(dǎo)的學(xué)生實驗，要注意跟蹤，要有考評制度，否則就收不到預(yù)期效果; (2)在本科生創(chuàng)新實驗的實施中，要有完整的實驗記錄，并且最終要以論文報告會的形式固化成實驗論文，否則就容易流于形式。

總之，本科生與研究生互動的實驗教學(xué)模式不但可以提高本科生的學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，還可以使學(xué)生學(xué)會怎樣做科研，培養(yǎng)科研思維，并建立將科研與生產(chǎn)實踐密切結(jié)合的觀念，做到學(xué)以致用。

［1］ 郭廣生.中國高教研究，2006(6):7

［2］ 陶貴德，樊陳莉，張玉忠，等.實驗室研究與探索，2007(1):31

［3］ 闞顯文，鄧湘輝，張文芝，等.分析試驗室，2005(11):38

［4］ 方賓，王倫.化學(xué)實驗.北京:高等教育出版社，2003

［5］ 胡道全，成孝義.高等建筑教育，2005，14(1):27

安徽省教學(xué)研究課題(2007jyxm219);安徽師范大學(xué)教學(xué)研究課題(xjjyxm200826)