学生通过以上综合化学实验的设计与训练,必须掌握各种类型的合成方法,实验过程的'设计,实验问题的提出与解决办法,物质的表征与性能的测试,各种现代仪器的使用,实验结果的归纳总结与整理撰写。实践证明:通过课程的学习和训练,提高、巩固和加深了学生对基础理论的理解和基本实践技能的掌握,为全面培养学生的科学思维和创新意识,提高学生的科学研究能力和科学素养达到预期的效果。
2.开放式创新设计实验。
实例四:大豆中钙、镁、铁含量的测定。学生通过实验掌握试样的粉碎、灼烧处理、提取等,然后采用配合滴定法测定样品中钙、镁的含量,用分光光度法测定铁的含量。学生也可以根据自己的兴趣,设计方案分析蔬菜(菠菜、白菜、青椒)、海产品(海带、虾皮)等食用样品中某些元素的含量。这类实验贴近生活实际,能够解决生活中遇到的实际问题,很受学生的欢迎。
实例五:海带中碘的提取研究。从海带中提取碘,在很多实验教材上都有介绍,本实验的目的在于研究海带提取碘的方法比较。由学生设计实验方案,通过提取方法的研究,探讨不同提取方法在实验条件、收率、成本核算、实验的绿色化设计等方面进行系统评价,培养学生独立的思维能力和创新研究能力。在开放性实验教学环节中,学生可根据自己的兴趣选择实验项目进行实验。学生可自由选择时间和实验项目,既可以选择实验室提供的实验题目进行实验,也可自带实验题目在实验室完成实验。因此,实验室应为学生提供丰富多彩的创新实验项目,利用学生感兴趣的实验吸引学生积极投入到开放实验过程中来,促进学生能力的提升。以及可鼓励学生独立设计实验方案,解决生产、生活中遇到的实际问题,在实验中将性质表征与现代仪器方法结合起来,如“高效液相色谱-质谱联用仪对中药中有效成分的分析”,“高效液相色谱法测定粮食中氨基甲酸酯农药残留量”等。
3.科研成果转化为创新研究实验。
实例六:香兰素(即香草醛,3-甲氧基-4-羟基苯甲醛)的合成。香兰素是一种重要的香料,有多种合成方法。香兰素的合成是吉林大学已进行技术转让并投产的项目,将其设计成学生创新研究实验,也可以由学生设计实验方案再进行实验。根据合成路线不同,涉及的基本操作步骤和提纯方法也不同。学生可以利用熔点的测定和仪器方法对产物进行鉴定。将科研成果转化为学生综合创新型实验项目,既可调动教师科研课题组参与创新实验项目设计,也可以由学生通过查阅文献将感兴趣的研究成果设计成创新实验项目,鼓励学生将具有本校学科科研特色的研究成果设计或移植转化为创新研究实验的项目。许多综合实验项目如“乙二醇溶剂中合成(H3NCH2CH2NH3)[Zn2(HPO4)3]晶体”等都是由科研成果转化而成。通过科研成果的转化,不仅增加了创新型综合和设计实验项目,更重要的是使学生接触现代化学的研究思路、方法和手段,培养学生独立研究和创新能力。
四、结束语
我院研究型综合化学实验课程已成为本科生创新教育的一个不可缺少的组成部分,课程教学经过十多年的改革不断得到重视和完善。同时对提高学生创新意识、科研能力的培养将发生重要的作用,为学生日后进入化学专业乃至其他专业科研工作奠定坚实基础。课程在今后的深化改革中还要进一步加强实验室建设,发挥实验室在培养学生专业技能和动手能力方面的巨大作用,有计划地针对本科生开放实验室,提升设计性、创新性、开放性等研究型综合实验层次;要鼓励教师重视实践教学,注重在实验中培养学生的创新意识和实践能力,积极指导本科生参与自己的课题研究;要健全学生创新性实践活动的管理机制,出台评价、激励政策,从制度保障、经费支持和政策鼓励上保证学生的创新性实践活动的进行;要完善课程建设也必须对课程体系、课程内容、教学队伍、教学硬件进行不断的修改、完善和提升,才能使课程教学水平不断得以提高。只有这样才会促使更多的学生重视创新性实践能力的培养,激励学生参与更多的科研活动。因此我们考虑下一步要将研究型《综合化学实验》课程立项为资源课程建设,使课程建设水平更上一个台阶。
总之,要构建一个系统科学的本科生创新性实践能力早期培养模式,培养本科生的创新意识和创新能力,就必须注重研究型综合实验课程建设和教学,只有这样才能真正有效地激发化学专业学生的科研兴趣,培养学生的实践创新能力,这将有助于为新世纪培养出更多的优秀化学人才。