本科生与研究生互动实验模式的探索与实践

第２５卷第１期　大学化学　２０１０年２月　本科生与研究生互动实验模式的探索与实践　汪丰云魏先文张洪涛商永嘉张武　（安徽师范大学化学实验教学中心安徽芜湖２４１０００）　摘要提出了本科实验教学中本科生与研究生互动的实验教学“一二三模式”，旨在发挥科研　与研究生的优势，为本科实验教学服务，提高本科实验教学质量，培养创新型人才。　教学研究型大学一般以本科教育为主，同时积极发展研究生教育。因此，在化学实验教学　中尝试本科生和研究生互动，对于更好地衔接本科教育和研究生教育，利用研究生教育资源提　升本科教育水平，培养创新型人才有着现实意义。本科教育是基础教育阶段，主要是积累知　识，培养和训练各方面技能；故在此阶段应注重培养学生的综合能力和素质，为研究生教育和　可持续发展奠定基础；研究生教育是专业教育阶段，是更高深层次的专业教育培养，其基础是　学科建设。研究生通过某一问题的解决，学到解决问题的方法，以便今后可以独立解决问题。　研究生培养质量的高低是学科建设水平的重要体现，同时又对学科建设起着重要的促进作用。　研究生教育要上水平必须有优秀的本科人才作为后备人才储备。　本科生与研究生互动反映了教学研究型大学的要求。一方面，研究生是学校科学研究和　技术研发的重要生力军；另一方面，研究生教育能带动积极向上的校园文化和学术氛围，能够　通过一批原创性科技研究成果的转化直接为经济与社会发展服务，能够对区域的政治和文化　产生影响，有助于形成良好的校风和学风，带动本科生的教育教学。为此，许多教学研究型大　学提出本科教育是立校之本，研究生教育是强校之路＿１ｊ。　如何处理好本科教育与研究生教育的关系，实现学科建设与本科教育目标的融合与互动　发展，是我们面临的一个重要问题。我院在本科化学实验教学中，充分利用科研和研究生的优　势，发挥研究生在本科生实验教学中的作用，在本科生和研究生互动方面做了一些尝试，取得　了一定的成效。　１实验教学的基本体系　化学实验教学着力于突出以创新能力和实践能力为重点的素质教育等现代教育思想与理　念的贯彻落实；着眼于体现现代化学学科发展要求和现代化学教学改革发展趋势；着眼于对国　内外教育教学改革经验和教训的分析吸纳。按照“宽１５径、厚基础、强能力、高素质”的要求，　我校制定了“整体设计、分步实施、发挥优势、突出特色”的教改方针，对化学学科实验教学内　容和体系进行了整体设计和改革，打破了实验教学中“简单重复”和“依附性”；将化学实验独　立开课，按照基础、综合、创新三级教学，将化学实验整合为基础化学实验、综合化学实验、专　基金资助：安徽省教学研究课题（２００７ｊｙｘｍ２１９）；安徽师范大学教学研究课题（ｘｊｊｙｘｍ２００８２６）　ｌ６　业化学实验、创新化学实验；构建了化学学科实验课的新体系，以适应通识培养、专业分流的培　养需要；实现资源共享，有利于培养学生综合能力和创新能力。　我们根据现代化学实验的目标和特点，重新编排实验内容，以基本操作、基本技能和科学　研究方法的训练为基本教学内容，以突出能力培养为主线，强化科学素质与环境意识教育；进　步规范基本方法、基本原理、基本操作，选用大量常规经典仪器，以利于学生基本技能训练，　一为今后专业实验、毕业论文实验、研究生实验奠定基础；注重综合，拓宽口径，使化学与生命科　学、环境科学、材料科学、能源科学等交叉渗透，将化学合成、成分分析及表征、常数测量、化工　基础紧密结合起来，加强对学生综合能力和创新能力的培养。具体做法是，按照“基础一综　合～创新”三层次建立了实验教学体系和相应的实验室体系，如将无机化学实验、有机化学实　验、分析化学实验合并为基础化学实验；合并无机合成实验、有机合成实验、仪器分析实验、物　理化学实验和化工基础实验，在化学一级学科层面上组建综合化学实验室，开设综合化学实验　课程，强调将科研成果及时转化为教学实验；化学教育、应用化学、材料化学各专业成立专业实　验室，培养学生专业实验技能和创新能力；以综合化学实验室和专业实验室为基础，依托安徽　省功能性分子固体重点实验室、安徽省化学生物传感重点实验室和有机化学博士点、化学一级　学科硕士点各实验室等，建立学生开放实验室和创新实验室，以达到强化科研创新能力培养的　目的。　２本科生和研究生互动的实验教学创新模式——“一二三模式”　本科生与研究生互动的实验教学“一二三模式”，主要是突出一条主线、两个方面和三个　层次。一条主线是指培养目标，就是以能力培养为主线，主要是指培养学生的自学能力、实践　能力和科学研究能力，注重创新意识的培养，既要培养创新精神（敢于创新），又要培养创新思　维（善于创新）。两个方面是指培养对象，也就是指本科生培养和研究生培养，通过这种模式　使本科生和研究生的教育模式达到互补，实现本科生和研究生教育双赢。三个层次是指具体　措施，也就是研究生参与本科生实验指导，研究生的实验成果转化为本科实验教学内容和本科　生到研究生实验室做毕业论文３个互动方式。也指基础实验、综合实验和创新实验３个逐渐　提高的层次。在实验过程中，注重对学生创新能力的培养。　２．１研究生参与本科生实验指导　研究生是相对于本科生具有较高科研能力的学生，同时又与本科生年龄相仿，思维相近。　因此，我们在基础化学实验、综合化学实验和专业实验中，根据不同实验特点，分别安排不同年　级的研究生参与本科实验教学，每部分实验都由一位教学经验丰富的教师和一位研究生共同　负责指导实验。目前这种做法已被很多高校普遍采用。这里要强调的是我们要求研究生全程　参与实验，从实验的准备、预备实验、实验过程、实验报告的批改到实验结束的小型研讨会，研　究生必须全程参与，并据此对研究生进行考评，计算研究生的科研工作量。所以，虽然每个研　究生带的实验个数不是很多，却要求他们全身心投入。　基础化学实验主要是强调基础性，一般安排一年级无机化学、有机化学、分析化学、化学工　程专业的研究生负责指导。一方面这些研究生还没有真正进入科研，且本科刚毕业，对本科实　验较为熟悉；另一方面通过自己的再一次实验，可把自己的实验体会传授给本科生，同时也能　强化自身的实验技能，为以后的科研做准备。　综合化学实验主要强调综合性和主动性，是应用多种实验方法和技术来合成化合物，研究　化合物的有关性质和组成结构的过程；着重于培养和训练学生综合应用多种实验技术和方法　１７　的能力。因此，综合化学实验主要安排二年级分析、物化和有机专业的研究生指导实验，他们　已经过一段时间的科研训练，有了一定的仪器测试经验和一些综合能力，安排他们来指导综合　化学实验，可以起到相辅相成，共同提高的目的。　专业化学实验主要强调专业性和独立性。我院的专业化学实验，主要是指化学教育、应用　化学和材料化学３个专业方向的实验，一般在三年级开设。化学教育专业实验安排课程论和　教育硕士研究生指导实验，教育硕士一般是已有一定教学经验的一线中学教师，他们可以把理　论和实践很好地结合起来，并且更注重实际。应用化学和材料化学的专业实验分别由相关研　究方向的研究生参与指导，将有实际工作经历的研究生吸纳到指导本科生专业实验教学中，有　助于克服理论与实际的脱节以及实验室与工厂的脱节。　２．２研究生的科研成果转化成本科教学实验　创新实验主要是强调设计性、研究性、综合性和先进性。在学院政策鼓励和化学实验教学　中心积极支持下，一批教授学者和他们的研究生在参加实验教学过程中，将其科研成果转化为　综合化学和创新实验教学内容　引。其中有些综合实验还以十五规划教材＿４　的形式得以出　版。另外，有许多化学教学论的研究生教研成果也相继转化为化学教育专业的学生实验。创　新实验反映了学院的科研水平和特色，可根据学生的兴趣，采用导师制方式，双向选择参与。　例如２００５年提供８　１个选题供本科生进行创新实验选择，参选学生共２７５人；２００６年提供５８　个选题，参选学生共５０１人。学生从指导教师处了解实验课题后，从查阅资料、研读文献、钻研　有关理论开始，先提出自己的实验研究方案，再与指导教师进行讨论，然后开始实验研究。整　个过程都由对导师的研究方向和成果有一定了解的研究生参与指导。对于实验研究过程中出　现的各种问题，鼓励学生自己分析，大胆探索。创新实验完毕后，要求学生认真分析、处理实验　数据，并与指导教师及研究生共同讨论实验结果，最后以科技论文的格式写出综合研究报告，　并举行创新实验报告会，进行结题。通过创新实验，学生（本科生和研究生）受到了较全面、严　格、系统的科研实践训练。这样不仅能提高了学生的学习兴趣和实验技能，而且可以使学生学　习从事科学研究活动的基本方法，感受教师的科研风格、治学态度等，亲身体验科学研究的艰　苦性和长期性，培养他们热爱科学的情感。　学院利用各硕士学位点的实验室和现有科研工作的研究条件，开辟了开放实验室，并为学　生提供了进行研究性实验的创新实验室，积极推动研究生培养与本科生培养的互动。每年都　将最新的科研成果增加到开放的研究性实验中，以实现实验教学与科研攻关、教学与科研的相　互促进。为了实现因材施教、优生优培，学院鼓励学有余力的学生提前介入科研，为将来考研　作准备。　２．３本科生到研究生实验室做毕业论文　在２Ｏ世纪９０年代，美国提出了全校丰富教学模式　（整合教育）培养创新型人才的新思　路。为顺应时代潮流，我国许多大学也提出了要把建立研究型和创新型大学作为奋斗目标。　吸取国内外经验教训，我们把研究性的创新实验定位为毕业论文的前期工作或毕业论文工作，　使好的创新性实验可继续通过毕业论文来完成。这样就将科研的优势转化为实验教学的优　势，使创新性实验与研究有充足的题目、宽广的研究范围和视野；既保证了创新实验的创新性　和研究性，也解决了一般实验教学日常经费投入不足等问题。我们安排在大四最后一学期学　生进入实验室进行毕业论文的实验，但实际上绝大部分学生在二、三年级时就已进入实验室进　行创新实验的研究。这样就解决了４００多名毕业生同时进入实验室做毕业论文的困难。如果　学生选择的指导教师是硕士生或博士生导师，就到他的研究生实验室去做，以增强研究生的指　１　８　导性；如果学生选择的指导教师不是硕士生或博士生导师，就到创新实验室去做。由几位学生　组成一个课题组，选择一个大课题，既能使学生感受到化学工作者从事创新的氛围，同时也能　开阔视野并培养综合分析问题的能力，有利于良好的心理素质或个性的形成。延长毕业论文　完成的时间，能更多地给予本科生表达个性的时间和空间，培养本科生之间、本科生与研究生　之间的合作交流精神。　３启示　本科生与研究生互动的实验教学模式的探索，依托彻底打破传统四大基础化学实验教学　的界限，建立以实验教学中心为主体的实验教学体制，为培养创新型人才的需要，对本科生进　行循序渐进、多层次、分阶段的化学实验科学训练。突出了基础性、示范性、实践性和创新性，　有利于本科生和研究生个性的共同发展，有利于人才培养。　新实验教学模式改变了按规定的实验步骤和路线完成验证性实验的教学方式，采取引导、　指导、讨论、尝试、探索、交流等开放性方式，突出以学生为中心，形成了以自主式、合作式、研究　式为主的本科生和研究生互动的实验模式。　新实验教学模式减少了实验教师人数，节约了经费，培养了研究生的工作能力，还能使本　科生的科研能力得以提高，形成本科生与研究生之间的一种良性循环。有利于本科生个性的　发展，因材施教，优生优培。　新实验模式有利于增加学生做毕业论文的时间，解决以往实验室不足的问题。　近年来，我校实施的新实验教学模式取得了一定的成效：　（１）本科生毕业论文中实验性论文的比率大幅度提高：２００６届６０．１％，２００７届７３．８％，　２００８届８１．８％。　（２）本科生参与发表的毕业论文以外的实验性论文数量也大幅度提高：２００１年发表７　篇，２００２年发表５篇，２００３年发表ｌ２篇，２００４年发表２３篇，２００５年发表４１篇，２００６年发表６１　篇，２００７年发表５８篇。　（３）学生尝到了由创新实验延伸到毕业论文的甜头，选题的学生大幅度增加。由原来的　只有三年级学生选题增加到部分学有余力的二年级学生也参与选题。　尽管这些数据是多种因素综合作用的结果，但也可以从侧面反映出在本科实验教学中实　施本科生和研究生互动带来的成效。　但新的实验教学模式在实施过程中也应该注意一些问题：　（１）对研究生参与指导的学生实验，要注意跟踪，要有考评制度，否则就收不到预期效果；　（２）在本科生创新实验的实施中，要有完整的实验记录，并且最终要以论文报告会的形式　固化成实验论文，否则就容易流于形式。　总之，本科生与研究生互动的实验教学模式不但可以提高本科生的学习兴趣，变被动学习　为主动学习，提高学习效率，还可以使学生学会怎样做科研，培养科研思维，并建立将科研与生　产实践密切结合的观念，做到学以致用。　参考文献　［１］　郭广生．中国高教研究，２００６（６）：７　［２］陶贵德，樊陈莉，张玉忠，等．实验室研究与探索，２００７（１）：３１　［３］阚显文，邓湘辉，张文芝，等．分析试验室，２００５（１１）：３８　［４］方宾，王伦．化学实验．北京：高等教育出版社，２００３　［５］胡道全，成孝义．高等建筑教育，２００５，１４（１）：２７　ｌ９