◎段佳彤
把科研內(nèi)容融合于有機化學(xué)實驗中,建立有機化學(xué)實驗、科研平臺,讓大學(xué)生參與科研的系統(tǒng)研究過程,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新型人才。本文主要研究了科研與有機化學(xué)實驗相融合模式、有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的原則和目的、有機化學(xué)設(shè)計性實驗的實施方法、科研融于有機化學(xué)實驗的效果等問題??蒲信c有機化學(xué)實驗相融合的應(yīng)用實踐表明,通過設(shè)計型實驗的開設(shè),提高了大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使大學(xué)生了解了進行科學(xué)研究的方法和步驟,實驗與科研相結(jié)合對于提高教師的學(xué)術(shù)水平、激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有十分重要的意義。
化學(xué)是一門實驗科學(xué),通過化學(xué)實驗?zāi)芘囵B(yǎng)大學(xué)生觀察、分析、綜合、比較、判斷、推理和發(fā)現(xiàn)等能力,提高大學(xué)生的發(fā)散思維能力,有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,在潛移默化中使大學(xué)生受到科學(xué)素養(yǎng)的教育。實驗是提高大學(xué)生綜合素質(zhì)、訓(xùn)練大學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的重要手段。而有機化學(xué)實驗是大學(xué)化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等科技性專業(yè)的必修課程,通過有機化學(xué)實驗的系統(tǒng)訓(xùn)練,可有效提高大學(xué)生實驗技能及動手能力。大學(xué)師生承擔(dān)科學(xué)研究的重任,師生的科研成果來自于科學(xué)實驗研究,為了充分發(fā)揮師生的科研優(yōu)勢,在有機化學(xué)的設(shè)計性實驗和開放性實驗中,把科研內(nèi)容融合于有機化學(xué)實驗中,建立有機化學(xué)實驗、科研平臺,讓大學(xué)生參與科研的系統(tǒng)研究過程,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,有利于激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究能力,培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新型人才。
有機化學(xué)實驗的課程內(nèi)容包括三大部分:首先是驗證性實驗,即對所學(xué)知識進行實驗驗證,使學(xué)生通過實驗得到直觀的感性認(rèn)識;其次是綜合性實驗,即通過單一或系列的合成實驗掌握各種實驗操作,如:結(jié)晶、蒸餾、萃取、升華、熔點等,在驗證知識的同時,提高動手能力;最后是設(shè)計性實驗,即是根據(jù)文獻資料所提供的基本信息,設(shè)計合成新的有機化合物,并寫出實驗報告。
為提高學(xué)生的綜合素質(zhì),有機化學(xué)實驗已進行了較大的改革,隨著化學(xué)實驗改革的層層深入,驗證性實驗逐年減少,綜合性實驗逐年加強,而設(shè)計性實驗則經(jīng)歷了從無到有的過程。經(jīng)過多年的實驗研究發(fā)現(xiàn),驗證性實驗的減少和綜合性實驗的加強有助于學(xué)生動手能力的訓(xùn)練和提高,而設(shè)計性實驗的增設(shè)則極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動和發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性,而且通過設(shè)計性實驗的教學(xué)過程使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了很大的提高,培養(yǎng)和提高了學(xué)生的探究意識、創(chuàng)新實踐能力。
開設(shè)有機化學(xué)設(shè)計型實驗的目的是:以學(xué)生為主體,通過設(shè)計實驗的一系列探究過程,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神;培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。而把科研引入到實驗教學(xué)過程中,體現(xiàn)了教學(xué)與科研的相通性和一致性,體現(xiàn)了現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的創(chuàng)新。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主進行科學(xué)研究與實踐,使學(xué)生的求實精神、創(chuàng)新精神和團隊精神得到了培養(yǎng)和發(fā)展,使培養(yǎng)的學(xué)生既有一定理論和實踐水平,又有一定的科研能力。所以,在有機化學(xué)實驗教學(xué)中,發(fā)揮的科研優(yōu)勢,把科研與實驗有機融合,可有效地加強了學(xué)生動手能力的訓(xùn)練,提高學(xué)生的綜合能力和就業(yè)競爭力。
如何遴選出適合于大學(xué)生探究的設(shè)計型實驗,主要根據(jù)以下原則:(1)實驗內(nèi)容與有機化學(xué)課程內(nèi)容要緊密貼合,且具有前沿性,引起同學(xué)們的探究興趣;(2)實驗操作要具有綜合性;(3)實驗方法要具有典型性和先進性。
根據(jù)以上原則選擇探究課題內(nèi)容必須實現(xiàn)以下幾個目的:第一,要有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加強理論和實踐的相互聯(lián)系;第二,通過實驗操作的規(guī)范性綜合性實踐,最大程度提高動手能力,鍛煉細(xì)致觀察能力,提高分析問題和解決問題的能力;第三,科研的過程,理解科研的真正內(nèi)涵,開闊眼界,拓寬思路,提高研究能力;第四,學(xué)會查閱文獻資料和撰寫研究型報告和論文。
把科研融于到實驗中的具體實施措施按以下步驟進行:第一,教師介紹實驗探究的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料,并要求學(xué)生寫出綜述;第二,根據(jù)查閱的文獻資料自主設(shè)計實驗方案;第三,師生共同討論實驗方案的可行性,并提出一種或多種具體的操作步驟;第四,分組進行實驗研究,并對不同的合成方法進行比較;第五,綜合分析實驗結(jié)果,寫出實驗論文。
每學(xué)年實驗結(jié)束后,針對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、查閱文獻能力、科技論文的寫作能力、分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新和探究能力、合作精神、動手能力等方面的提高程度進行問卷調(diào)查。通過設(shè)計型實驗的開設(shè),也使學(xué)生們認(rèn)識到了自身的不足,通過探究實驗認(rèn)識到自身的不足,促使學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中有意識地鍛煉自己,以使自己在各方面都得到提高。
調(diào)查顯示,設(shè)計型實驗的開設(shè)受到了多數(shù)同學(xué)的歡迎,同時同學(xué)們提出了一些有益的建議,如建議有機化學(xué)實驗以文獻實驗為主,以提高自主性;加強文獻實驗的操作和考查;抽出節(jié)假日來做實驗,且希望能利用節(jié)假期參與到科研活動中。
科研與有機化學(xué)實驗相融合的實踐表明,通過有機化學(xué)設(shè)計型實驗的開設(shè),極大地提高了大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使大學(xué)生查閱文獻能力和科技論文的寫作能力有了很大提高,使大學(xué)生了解了進行科學(xué)研究的方法和步驟,強化了科學(xué)探究意識。鞏固了有機實驗的基本操作,增強了團結(jié)合作精神,提高了動手能力、觀察問題和獨立思考能力、分析問題和解決問題的能力。而且也使大學(xué)生充分認(rèn)識到自身的不足之處,更有利于以后的學(xué)習(xí)。所以,實驗與科研相結(jié)合對于提高大學(xué)師生的學(xué)術(shù)水平和教學(xué)質(zhì)量、建立和諧的師生關(guān)系、激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有十分重要的意義。