科研成果向实验教学转化的探索与实践

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1、科研成果向实验教学转化的探索与实践　　随着社会对高校毕业生综合素质和创新意识要求的不断提高，化学实验(综合性)的重要性也不断地被强调。化学综合实验是应用化学专业的核心课程，各大高校纷纷对该课程进行调整以适应新形势下的要求。如复旦大学在专项经费的资助下大刀阔斧地修订实验项目，以实现“培养学生串联、组装各知识点、实验技能，形成有效解决问题的能力”的教学理念。西南科技大学的化学综合实验课程已经发展成熟，向着精品课程发展，形成了信息化平台的教学资源。北京大学则是将综合化学实验教学延伸到科研学术组内，引导学生更多地参与到科研课题组。我校(西安交通大学)化学综合实验的发展受资金限制，只能通过“节流

2、”来实现跳跃式的改革。化学综合实验课程处在学生修完基础实验与开始毕业设计前这个关键的时期，其目的是对学生已学知识进行总结、归纳、应用和延伸，使学生在修完化学综合实验课程之后，能够更加顺畅地过渡到随后的科研训练及毕业设计环节，循序渐进地得到系统的研究训练。针对这些限制和需求，将前沿领域科学研究中相对成熟的科研成果向教学实验项目转化是最快最有效的方式；而且，随着教师科研的进展，随时将教师新的成熟科研项目不断地融入到化学综合实验的教学中，也保证了化学综合实验实现新技术、新应用、新视野的要求。　　化学综合实验课程在新要求下应具备以下特点：①在内容上要体现“综合”的特性；②使学生全面接触大型测试

3、仪器；③紧密联系当前研究热点。这样设置课程内容不仅能改善实验项目陈旧的问题，引领学生直接关注研究热点，同时也能系统地训练学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。实验的全面性也让参与实验的教师对自己的科研有了新的体会，实实在在地起到教学相长的作用。　　1实验项目选择　　提高学生实践能力、创新能力和综合素质这一目标的实现需要从一点一滴做起，切实完成好一个个具体的实验。因此，我们从以下几个方面对实验项目进行了修订。　　(1)突出热点和学科前沿。　　学院调动广大优秀教师对《化学综合实验》教材重新进行了编写，所有实验均精选自一线教师的教学积累、近期研究成果及前沿科学等相关课题，内容涉及锂电池电极

4、材料、荧光磷光材料、金属有机配合物、表面活性剂等多个领域。　　例如“氧化-还原法制备石墨烯”的实验。由于石墨烯在电子运输、导电性、机械特性等方面广阔的应用前景，加上其在2010年成为诺贝尔物理奖的主题，受到广大科研工的青睐，是目前国内外研究的热点课题。本学院教师在科研基础上将其转化为一个成熟的综合实验。充分考虑实验安全性和原料成本，以天然鳞片石墨为原料，运用Hummers法制备氧化石墨，通过超声波剥离技术制备单层氧化石墨烯及还原石墨烯，并通过X射线衍射谱和拉曼光谱对比分析了原料和产品。再如磷光发光材料对未来新一代显示技术及节能固态照明光源研发的意义重大，实验“2-苯基吡啶Pt配合物磷光

5、发光分子的合成与光物理表征”合成了一种磷光发光分子，它是一种金属有机配合物，是在聚合物主链或支链通过化学键引入功能性金属中心而生成的新型高聚物。金属聚合物由于整合了金属中心的导电、荧光、氧化还原、催化特性以及高分子材料优良的溶解性能而备受关注，在催化、磁性材料、荧光材料等多方面都有很好的应用前景，也是当今化学研究领域的热门课题之一。我校教师将其整合成一套适用于学生操作的综合实验。从前驱体的制备、目标分子的合成到产物的分离、提纯，从方法的选择到洗脱液的选择配比，都进行了深入的探讨，让学生对金属配合物的合成方法以及柱层析分离有了更清晰的认识。　　这些实验既加强了学生化学专业必备的基本操作技

6、能训练，又能让他们充分了解教师的科研内容和目前此研究方向的现状与进展，开阔了眼界，达到了提高学生实践能力和综合素质的目的。　　(2)联系实际，注重设计。　　大多数基础实验内容与日常生活关系不大，学生在实验过程中只是照方抓药，这样会有种纸上谈兵的感觉。这次改革引入了一些和日常生活紧密相关的实验，可以让学生体会化学知识对人类文明的推进作用，提升他们的专业亲切感和自豪感。如“两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)的合成与评价”，学生自己从原料入手合成表面活性剂，进行系统的性能评价后进一步设计并配制自己专属的洗手液和洗发水；铝合金是日常生活中一种非常重要的装饰材料，“铝合金的图纹化”

7、实验强调学生自行设计，在教师审阅保证安全的情况下给予学生最大的自由度，让学生将校徽、自己的名字制作成铭牌留作纪念。这种寓教于乐的实验能有效提高学生的兴趣；实实在在的样品更有视觉冲击力，使学生对相关知识的印象更加深刻。　　(3)紧密围绕“综合”的主题。　　整个教材的选题对于从单个实验内容到各项目之间的关联都进行了通盘考虑。单个项目内容全面，从产品合成、优化、修饰到表征是一个小“综合”，各实验项目之间从基础性实验、综合型实验到设计性实验，逐级增加实