浅谈大学生如何在实验室锻炼能力
摘要:为培养大学生实践动手能力,学校通过开展本科生创新计划、开放选修实验等实践活动激励学生在实验室锻炼能力,期望培养出高素质的本科毕业生。本文针对大学生在实验室锻炼过程,总结了一些个人体会。
关键词:动手能力 实验室 大学生
当前,世界科技迅猛发展,知识经济竞争激烈,综合国力步步提升。只有强化理论和实践探索的能力,我国才能在世界强国立于不败之地。社会进步要求高素质的创新人才投身到各行各业,为国家的繁荣富强做出应有的贡献。高校是培养人才的摇篮,为社会培养大量的人才,在社会发展和科技进步中发挥重要的作用。因此,用人单位对大学生综合素质,实践创新能力要求越来越高[1]。为培养适应社会进步的创新型科技人才,学校每年都投入大量的经费鼓励大学生参与创新计划,开放选修实验,毕业设计,各类竞赛等实践活动,使他们走进实验室,参与教师科研,在实验室学会操作仪器,制备材料,分析数据,解决实验难题,让他们在实验室施展才华,锻炼自身能力[2]。
到目前为止,已开展的创新计划实验3 年,培养了12 个学生;开展开放选修实验2 年,培养12 个学生;开展毕业设计工作2 年,培养9 个学生,以上实践活动共计31 人。实践活动内容包括:氧化物材料的制备和表征;电极材料的制备;粉末材料的x 射线结构精
修;双钙钛矿氧化物材料的氧吸附和脱附性能;燃料电池阴极材料的电输运机理等。
1 消除浮躁,认识实验室锻炼的必要性 1.1 消除浮躁,培养大学生基本能力
由于受社会环境以及就业压力等因素的影响,部分大学生心理浮躁,严重影响了综合素质的提高和基本能力的锻炼。王爱平等人[3] 分析了大学生浮躁表现为情绪不稳定,考试作弊,逃课兼职,跑分要分,盲目考研、考证。这种浮躁心理可能源于多种因素,如对所学专业不敢兴趣,急功近利,缺乏长远目标等等。由于学生出现种种不能适应社会的心理,在校期间不能抓住机会锻炼自己,以至于能力欠佳,不能很好的为社会做贡献。
对于理工科学生来说,实验室是掌握技能,锻炼能力的重要场所,也是为用人单位培养优秀人才的地方。对于心理浮躁的学生来说,走进实验室,面对各种先进的仪器,必须明白仪器的工作原理,才能够熟练掌握仪器的使用。在实验过程中,如果浮躁、急躁的完成实验,经常会出现仪器损坏和实验失败等后果,因此,实验室能够磨练和消除浮躁心理,只要大学生脚踏实地的在实验室锻炼能力,一定会把自己培养成为适应社会发展的高素质人才。
1.1.1 消除浮躁,激励研究兴趣
为了激发学生探索问题的兴趣,学校每学期都安排相关教师做研究兴趣的讲座,激励学生充分认识选择第二课堂的重要性。然而,在这些实践活动中,学生对实践活动的兴趣至关重要,培养的能力也千差万别。在本科生创新计划中,一般1 个导师带3 ~ 4 个学生,学生的研究兴趣差别很大。有的学生不感兴趣,不经常进实验室,做实验总要老师带着做,常常仪器损坏或实验失败。经过反复鼓励,才表现出一点点兴趣。因此,对于研究兴趣不浓的学生,不仅采用发助研费鼓励进实验室而且把做好实验和将来可能的工作联系起来,才能够激发学生的一点点兴趣。当然,那些对科研感兴趣的学生,不仅好问也好学,实验越做越有兴趣。
1.1.2 消除浮躁,培养吃苦耐劳精神
学校开展多项实践活动实质上是希望本科生走进实验室,参与教师科研。然而,科研本身是一项繁琐又枯燥的工作,但在科研中又充满无数的可能性以及失败的可能。这就要求学生消除浮躁心理,拥有浓厚的兴趣和吃苦耐劳的精神去钻研,探索。2 012 年的本科生创新计划中,氧化物材料烧结不理想,得不到应有的结果,要求学生改变制备条件重复材料的烧结工艺,学生显得很失望。经过“科学需要重复性”的教育,学生才愿意重新烧结。由于实验具有不可预见性,失败是经常发生的,激励学生具有吃苦耐劳的精神顺利完成实验。
1.1.3 消除急功近利思想,培养脚踏实地精神
面对就业和社会各方面压力,大学生不能静心于学业,关注创新计划和物理竞赛奖状上挂名,为找工作早做准备。然而,抱着这种心态到实验室锻炼的学生往往是三天打鱼两天晒网,什么能力都得不到锻炼。当然,大学生注重结果是对的,但在实验室开展小课题研究的过程更能够全面的体现一个大学生的人生价值,好多学生在实验室的研究背景就是他将来工作的基础。去年,顾文杰同学不仅帮助他人完成创新课题和物理竞赛,而且帮助实验室调试仪器。尽管没有获得较多荣誉,但是他没有急功近利思想,在实验室认真工作,积极参与讨论科研问题。在实验室工作一年,他的能力相当于研究生二年级水平,得到了南通晶体生长公司的重视和青睐。
2 勤奋好学,在实验室锻炼能力 2.1 查阅文献,学习新仪器
大学生进实验室,不仅能够锻炼他们的科研能力,还能够在实验中学会更多技能和方法。一般在实验前,学生在教师指导下查阅文献,凝练思路。学会用中英文网上查阅文献,图书馆文献查询等文献检索方法。在学会查阅文献后,认真分析总结近几年的文献资料,在前人科研工作的基础上,找到小实验的创新点。为拟补查文章的枯燥,安排前一届学生带后一届学生学习新仪器的使用。
2.2 确定研究内容,设计实验方案
在阅读大量文献资料的基础上,创新团队成员在教师指导下,确
定研究内容,设计实验方案。通常,根据已有的文献报道以及现有的实验条件,设计实验的步骤。例如,采用传统的固相反应法制备钙钛矿氧化物阴极材料,在确定生长温度时,不能只依赖文献报道的烧结温度,而要根据实验室条件,预测本实验中的烧结温度。在样品称量时,根据样品可能的测试需要,称量合适的重量。明确实验内容和实验步骤,考虑到实验中可能会出现的问题,才能够制备出高质量的陶瓷材料。在实验设计中,理清实验步骤,分析解决实验问题,锻炼思考问题的能力,培养严谨的工作作风。
2.3 付诸行动,完成实验内容
明确实验目标,理清实验步骤进入实验室进行实验。首先,实验时,在教师指导下熟练掌握新仪器的操作,不装懂。积极学习,逐步搞清仪器工作原理,理论联系实际,巩固书本知识。例如,为使管式炉保温性能得到提高,采用何种保温材料?查阅网络后发现莫来石具有保温功能,因其含有高熔点的刚玉陶瓷成分。当加热台不能加温时,推断加热丝断裂,更换加热丝后仪器正常工作,巩固了书本上最简单的串联电路工作原理。作为创新计划等实践活动的大学生,在仪器使用中不仅能够锻炼思维能力还能培养动手能力。在仪器使用中保持不骄不躁的心情,正确大胆操作,摸索仪器工作原理,排除仪器故障。当实验仪器遇到故障时,团队同学讨论,寻找解决办法,在实践中不断培养创新思维,动手能力。其次,正确实验,制备表征。如,本科生创新计划设计为“氧化物材料的制备和表征”。制备过程包括称量,
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