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簡論通過設計性有機化學實驗培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)論文
傳統(tǒng)有機化學實驗教學對培養(yǎng)學生的初級實驗技能發(fā)揮了重要作用，但主要定位于有機反應的驗證，側(cè)重于加深學生對理論知識的理解。作為驗證理論知識的手段，可以幫助學生理解和鞏固所學到的有機化學知識，訓練學生的基本操作，但這一過程沒有全面培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)與能力。因此，有機化學實驗教學除了讓大學生能夠牢固掌握基礎的有機反應知識，還要全面培養(yǎng)他們的科研素質(zhì)，讓他們具有從事專業(yè)研究工作的初步能力。為了彌補傳統(tǒng)有機化學實驗的不足，培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)，近年來，參考已有的成功經(jīng)驗，在化學化工類專業(yè)二年級引入設計性有機實驗，取得了較好的效果。
設計性有機實驗是給定實驗方向及條件，由學生設計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗。要求學生在具有一定理論知識、實驗技能的前提下，把所學到的有機化學知識創(chuàng)造性地運用到實驗當中。這對了解科研流程，激發(fā)科研興趣，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力有重要作用，為學生以后完成畢業(yè)論文以及從事相關的科研工作打下良好的基礎，提高了學生的科研素質(zhì)。
1培養(yǎng)學生文獻檢索能力
文獻檢索能力是從事科學研究工作不可或缺的一項本領，培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)首先就要培養(yǎng)他們查閱文獻的能力。在設計性有機實驗開始之時，只給學生一個實驗方向，要求學生首先檢索文獻。鑒于二年級學生的文獻檢索能力和專業(yè)文獻閱讀能力較弱，一般首先安排一次講座，請指導教師講解如何查找文獻。要求學生根據(jù)研究內(nèi)容先查閱最近幾年的中文期刊綜述，讓他們通過綜述了解相關課題的進展，了解有哪些人做過相關的工作，以及此類工作的發(fā)展趨勢。在熟悉相關工作之后，引導學生根據(jù)實驗室條件明確實驗目標并選擇合適的路線，指導學生根據(jù)綜述的參考文獻進行追蹤，查找原始文獻。通過這種方式可以讓學生了解科研工作中文獻檢索的基本流程，培養(yǎng)學生查閱化學文獻的能力。
2培養(yǎng)學生實驗方案設計能力
實驗方案設計是學生運用已具備的化學知識和實驗技能構思解決問題方案的過程。實驗方案設計也是設計性有機化學實驗教學的一個重要環(huán)節(jié)，是做好設計性有機化學實驗的關鍵。設計性有機化學實驗具有較大的開放性，實驗的過程、產(chǎn)物的分析以及結果的評價都要由學生自己設計，完全不同于按部就班的傳統(tǒng)實驗模式，充分發(fā)揮了學生的學習主動性，給學生提供了一個發(fā)揮創(chuàng)造性的空間，讓他們真正有機會去思考、創(chuàng)新，使學生基本的科研素質(zhì)得到提高。要求學生在查閱文獻、確定題目的基礎上獨立設計實驗方案，包括合成原理與途徑、主要儀器裝置、實驗藥品準備及操作步驟等，要求學生盡量提出不同的方案，再經(jīng)指導教師審查，指出明顯不合理的地方加以改正，對實驗室不具備的條件，則說明情況，引導學生修改方案。如選擇殼聚糖羧基化改性作為設計性實驗就是考慮到相關文獻以期刊為主，沒有類似實驗教材那樣的詳細資料，這樣可以讓學生只能參考文獻自己設計實驗方案、選擇實驗器材、擬定實驗步驟。對于習慣按教科書做實驗的學生來說，實驗方案的設計難度比較大，學生往往感到無從下手，這時教師應該逐步引導，教會他們按照文獻和實際條件設計方案。首先應該讓學生了解設計實驗方案要把握的主要環(huán)節(jié)：實驗原理，試劑與儀器，實驗步驟，結果討論。實驗原理部分要利用文獻，從有機化學理論上證明實驗課題切實可行。試劑與儀器部分要詳細列出實驗要用到的各種試劑和儀器，教師要提醒學生按照現(xiàn)有的實驗條件進行設計，不能設計超越現(xiàn)有條件無法實施的方案。
實驗步驟要有詳細的實驗操作過程，教師要審查其可行性，有可能的話還應注明關鍵步驟的注意事項。結果討論部分主要考慮實驗產(chǎn)物如何檢測、表征，實驗數(shù)據(jù)如何處理。在方案設計階段，還應該告訴學生除了要能實現(xiàn)預期目標外，安全因素、經(jīng)濟因素以及環(huán)保要求也是必須考慮的問題。實驗方案設計是從事科研工作的基本要求，在設計性實驗中，有計劃地培養(yǎng)學生實驗方案設計能力是提高學生科研素質(zhì)的重要手段。對學生來說，一開始可能會因經(jīng)驗不足，設計的方案可行性差，使實驗遭遇挫折，這種挫折是培養(yǎng)科研素質(zhì)的寶貴經(jīng)歷。
3培養(yǎng)學生綜合實驗能力
設計性實驗一般都是綜合性實驗，在實驗中融入了教學大綱所要求的大部分基本有機化學實驗技能，如蒸餾、重結晶、抽濾、萃取、檢測及分析等，把過去單獨進行的操作有機地組合起來，貫穿于設計性實驗的全過程中，實驗有較強的連續(xù)性和綜合性，一方面加深學生對基本操作重要性的認識，另一方面可以訓練學生對各種基本操作的綜合運用能力。在設計性實驗中，實驗目標與每一步操作息息相關，要達到設計的目標，除了合理的實驗方案外，還要求學生對每一步實驗，每一個環(huán)節(jié)都要精心操作，稍有疏忽就會前功盡棄。這就給了學生適當?shù)膲毫Γ偈箤W生能盡量小心操作實驗，關注實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，在教師的指導下通過認真分析去解決問題。這樣，學生的綜合實驗能力就能得到培養(yǎng)，可以樹立學生嚴格認真和實事求是的科學作風，養(yǎng)成良好的實驗習慣。
設計性實驗從查閱文獻、設計實驗方案開始，經(jīng)過多步實驗操作制備產(chǎn)物，最后對其進行檢測分析，基本經(jīng)歷了科研工作的全過程，培養(yǎng)了學生的科研素質(zhì)，增強了學生的科研能力。
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