范乃英，曹尔新，郑 冰
（黑龙江大学，黑龙江 哈尔滨 150080）
摘 要：文章以黑龙江大学为例，集中阐述了其分析化学研究型实验内容的设置与开设方式，分析了研究型实验的开设效果与存在的问题。实践证明，在分析化学实验课程开设研究型实验激发了学生的学习热情，培养了学生的创造能力和综合素质。
关键词：分析化学；研究型实验
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）07-0059-02
收稿日期：2014-11-13
作者简介：范乃英（1968—），女，黑龙江肇州人， 黑龙江大学化学化工与材料学院高级工程师，主要从事化学实验管理研究。
一、研究型实验开设的意义
分析化学实验课程是黑龙江大学化学专业、应用化学专业重要的基础课程，在实验教学中占有非常重要的地位。我们尝试在分析化学实验中开设研究型实验，培养学生掌握和应用研究方法，提高学生运用知识解决实际问题的能力，为培养创新精神、创造性思维打好基础。本文在吸收国内分析化学实验教学成果基础上，结合黑龙江大学现有的教学条件和实际情况，对分析化学研究型实验的内容及开展方式进行了一些探索和总结。
二、研究型实验的选题
在分析化学实验中开设研究型实验的关键是要找到具有挑战性而学生又感兴趣的项目，处理好研究型实验与验证性、综合设计性实验的关系。为此，我们将现有的实验内容进行扩展和提升，搜集并筛选了一定数量的与社会生产生活相关的项目和教师科研项目，经有关人员认真研讨、论证后确定为研究型实验选题。
（一）扩展现有实验教学内容
研究型实验的目的是培养学生应用知识、调配知识解决实际问题的能力，引导学生在实验中掌握和应用各种科学研究的方法[1]。我们将验证性实验《铁矿石中铁含量的测定》和《铜合金中铜含量的测定》分别扩展为研究型实验《铁矿石中金属离子含量的测定》《铜镍合金中金属离子含量的测定》。一方面学习实际样品的处理方法、干扰的消除以及方法的选择原则，另一方面学习综合运用所学知识科学地分析问题和解决问题，熟练掌握各种分析方法的测试条件，深入理解各种分析方法的优缺点和应用范围，学习基本的科研方法[2]。
在完成设计性实验《混合磷酸盐中各组分含量的测定》时，大多数学生选择百里酚酞做指示剂来测定磷酸一氢钠的含量，但由于终点突跃不明显，变色不敏锐，误差较大。有的学生选用酚酞—百里酚酞混合指示剂，终点时溶液由淡粉色变为蓝紫色，变色较为明显，终点容易观察，但两种指示剂配置的最佳比例、变色时pH值和指示剂加入量等因素对实验结果的影响有待进一步深入研究。因此将这个设计性实验提升为研究型实验《利用混合指示剂测定混合磷酸盐中各组分含量》，通过鼓励学生在实验进行中发现新问题，研究问题，积极寻找解决问题的方法，进行科学研究的初步锻炼。
（二）选择实用性项目
选择与生活密切相关的内容如《酸奶的酸度和钙含量的分析检测》《水果中维生素C含量的测定》作为研究型实验，学生将这类实验当作一件有趣的事情来研究探索。此外，我们引入松花江水质分析与治理、加碘食盐成分分析及碘的加入量控制等社会实际项目作为研究型实验选题，使学生在完成实验的过程中具有乐趣感、使命感与成就感，充分调动学生的研究兴趣。
（三）与教师科研课题相结合
为开阔学生的视野，我们尝试将教师的科研课题部分内容转化成研究型实验。纳米材料、碳纳米管一直是黑龙江大学教师研究的热点，而纳米材料是痕量元素分析较为理想的分离富集材料，因此将纳米材料、碳纳米管的吸附性能用于重金属离子的富集，应用于污水中重金属含量的测定，使得实验内容与实际需求联系紧密，而且学生可以了解专业领域的前沿与新进展，开阔了学生的视野[3]。
三、研究型实验的开设方式
在分析化学实验的绪论课，我们向学生介绍研究型实验，强调研究型实验内容多、时间长，并具有一定的复杂性，因此作为选做实验，可自由组成小组，每组3—6人不等。我们鼓励学生选择感兴趣的研究方向，明确研究型实验目的，要求学生在实验中能对知识运用、分析方法、实验技术、实际应用等方面有所创新。根据实验内容我们按以下几种方式开展研究型实验。
（一）与实验课程同步开展
我们将松花江水质分析分为pH、Ca、Mg、COD、P等多个测试项目组成的实验与实验课程同步开展。在课程初期布置给学生，学生们从刚刚学过的课程相关内容着手，查阅资料、设计方法、探索条件，随着课程的不断深入而由浅入深研究。这样安排实验，让学生应用已经掌握的理论、知识、技能和方法解决实际问题，从而加深对学过知识的理解和运用，真正达到理论与实践结合。
（二）集中时间开展
多数研究型实验是在完成验证性等实验结束后进行，学生可以利用整块时间进行查阅资料、设计方案、筛选方法和实验探究。因为只有经过充分的实验准备和实验练习，随着学生知识的积累和实验技能的提高，学生才会逐步体会到只有规范的操作才能获得准确的结果，这对于提高学生学习的主动性和科学严谨性以及提高学生的基本实验技能都有着良好的促进作用。
与实验课程同步开展和集中时间开展，这两种方式最后要求学生上交实验报告和查阅文献资料，根据实验结果和创新能力等综合评价，给出分数加在期末成绩中。
（三）以实验室开放项目开展
对于某些学时长且需要一定资金支持的难度较大实验，我们每年申请一到两个科技活动型实验室开放项目，选择综合素质较强的学生来完成。科技活动型项目是指由实验室提供的以科学研究为主要目的的开放实验项目。该类实验项目经学校审核后，由学生和指导教师进行双向选择，学生在教师的指导下完成实验项目的研究。学校设立实验室开放专项基金，对不同的项目给予不同的经费支持。对于参加科技活动型项目的学生，在完成项目时应提交结题报告，经指导教师考核后送交教务处组织认证，合格者可获得创新学分，每个项目可获0.5—2学分。
四、开展研究型实验的效果
（一）调动学生学习热情，激发学生探索兴趣
研究型实验以学生为中心，让学生自己动手动脑去研究完成，学生的主观能动性被充分调动起来，对所研究的课题充满了兴趣。
学生进行《水果中维生素C含量的测定》实验时，因为研究对象是诱人的水果，学生对这些具有实际意义的实验比较感兴趣。实验采用的碘量法简单快速，方法比较经典，难度不大，容易引起学生们的实验兴趣。但学生在测定时因为水果颜色对终点的干扰而影响测定的准确度，指导教师抓住这个问题引导学生发散式思维展开研究探索。通过师生讨论交流，学生决定将水果脱色后再进行测定，于是查阅资料寻找不同的脱色剂进行实验，并将测定的结果与电位滴定法进行比较。通过在研究中思考学习，在实验中操作摸索，大家互相交流讨论，实验时灵感的火花不断迸发，充分发挥学生的潜能。
（二）开阔学生的视野，提高学生的综合素质
学生在做研究型实验中通过查阅资料了解到材料市场发展前景，以及业内企业关注的焦点和解决环境污染等社会问题；通过研究型实验把分离技术引入分析实验中，一方面填补分析化学实验分离技术的空白，另一方面与社会生产项目接轨，解决了分析化学实验课程和实际生产生活脱节的问题，使理论与实践有机结合，同时也开阔了学生的视野。
学生在研究型实验过程中会遇到许多问题，这就需要对整个环节反复思考和检查，通过排除疑惑，找到问题的根源，有时又需要改变思路和方法。这个过程强化了学生深入思考的水平，全面提升学生的综合能力；研究型实验在开展过程中会遇到失败和挫折，让学生体会到科研的艰辛，也培养了学生不怕失败勇于探索的科研素质；研究型实验必须依靠同学间的协作与配合来完成，同时还能培养团结协作精神。总之，研究型实验教学充分激发了学生主体在建构意义知识过程中的“独特性探究和创造性发现”，促进学生的全面和谐发展[4]。
（三）实验设置应考虑学习安排的合理性和可行性
黑龙江大学的分析化学实验在学生大一的第二学期开设，与无机化学实验（下）同时进行。春季学期活动较多，学生较忙，研究型实验又需要花费更多的时间，有些学生查资料设计方案较为仓促，有些学生不能准时完成任务，只能在暑假或下学期初完成。理想的设置应该充分考虑学生学习安排的合理性和可行性。
（四）需要建立完善的考核评价体系和教师工作量认定机制
研究型实验要建立科学完善的实验教学考核评价体系，评估学生的知识量、学习态度以及运用知识的灵活性和创造性，让每个层次的学生都获得提高[5]，合理地评价学生的作品成果才能调动学生研究型实验学习的积极性。研究型实验的教学工作需要付出更多的精力和时间，其工作量是一般验证性实验不可比拟的，但现在开展研究型实验教学的教师却没有任何报酬。建议管理部门应采取适当的倾斜与鼓励政策，制定出相应的措施和考核标准，激发教师的工作热情。
尽管我们在开设研究型实验实施过程中有诸多问题需要解决，但研究型实验能够最大限度地调动与发挥学生的观察能力与思维创新能力，全面提高学生的综合素质。我们将一如既往坚持不懈地研究和探索，不断完善分析化学研究型实验的教学模式，为全面培养学生的创新精神和实践能力探索新的平台。
参考文献：
[1]张建峡，徐云等，实验常用的研究方法[J].实验技术与管理，2011，(5).
[2]陈怀侠，蔡火操等.研究型设计性分析化学实验改革与探索[J].实验室研究与探索，2007，(8).
[3]朱慧群，丁瑞钦等.论综合性研究型实验教学[J].中山大学学报论丛，2007，(7).
[4]何云峰.大学“研究性教学”的发展路向及模式建构[J].中国大学教学，2009，(10).
[5]冯毅萍，谢依玲等.依托学科优势，构建研究型实验教学新模式[J].实验技术与管理，2008，（7）.