开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇化学科学论文范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!
1、Google Scholar
Google推出的免费学术搜索引擎,可以帮助快速寻找学术资料,如专家评审文献、论文、书籍、预印本、摘要以及技术报告。其免费的优势对那些并不富裕或没有相关学术图书馆资源的个人,意义重大。
2、SCIRUS
Scirus是目前互联网上最全面、综合性最强的科技文献门户网站之一,Scirus引擎的信息源主要是两部分:网页和期刊。Scirus覆盖的学科范围包括:农业与生物学,天文学,生物科学,化学与化工,计算机科学,地球与行星科学,经济、金融与管理科学,工程、能源与技术,环境科学,语言学,法学,生命科学,材料科学,数学,医学,神经系统科学,药理学,物理学,心理学,社会与行为科学,社会学等。它以自身拥有的资源为主体,对网上具有科学价值的资源进行整合,集聚了带有科学内容的网站及与科学相关的网页上的科学论文、科技报告、会议论文、专业文献、预印本等。其目的是力求在科学领域内做到对信息全面深入的收集,以统一的检索模式面向用户提供检索服务。
3、Sciseek(科学探索网)
SciSeek专注于科学搜索引擎与目录,还包括一些科学杂志以及其他的工具等。
4、Find Articles(论文搜索网)
论文搜索网提供多种顶极刊物的上百万篇论文,涵盖艺术与娱乐、汽车、商业与经融、计算机与技术、健康与健身、新闻与社会、科学教育、体育等各个方面的内容。大部分为免费全文资料,检索操作简单。
5. Intute
由英国高等教育资助理事会下的信息系统联合委员会JISC和艺术与人文研究委员会AHRC开发建立,专注于教学、研究方面的网络资源。所收录的信息资源都是经过行业专家选择和评审的,从而保证了其质量。目前数据库信息已达120060条。Intute共设四大领域:科学与技术、艺术与人文、社会科学、健康与生命科学。各个领域下又包含诸多学科,以科学与技术类为例,覆盖了天文、化学、物理、工程、计算、地理、数学、地球科学、环境以及交叉学科,信息达33806条。
6、Information Bridge
Information Bridge是由美国能源部DOE下属的科学与技术信息办公室OSTI开发维护的搜索工具,提供美国能源部1994年以来研究成果的全文文献和目录索引,涉及的学科领域包括物理、化学、材料、生物、环境科学、能源技术、工程、计算机与情报科学和可再生能源等。检索功能有基本检索和高级检索两种。
7、OAIster
OAIster是密歇根大学开发维护的一个优秀的开放存取搜索引擎,收集了来自536家学术机构的590万篇文档,包括开放使用期刊的文章、工作论文、讨论文章、会议论文和学位论文。可按关键词、题名、创作者、主题或资源类型进行检索。检索结果含资源描述和该资源链接。
8、Base-Search
BASE是德国比勒费尔德(Bielefeld)大学图书馆开发的一个多学科的学术搜索引擎,提供对全球异构学术资源的集成检索服务。它整合了Bielefeld大学图书馆的图书馆目录和大约160个开放资源(超过200万个文档)的数据。
9、Vascoda
Vascoda是一个交叉学科门户网站的原型,它注重特定主题的聚合,集成了图书馆的收藏、文献数据库和附加的学术内容。
10、百度文档搜索
Information百度文档搜索可以查找以Word、PowerPoint、PDF等格式存在的研究报告、论文、课件等各类文件。它支持对Office文档包括Word、Excel、Powerpoint、Adobe PDF文档、RTF文档进行了全文搜索。搜索时,在检索词后面加一个“filetype:”来限定文档类型。“filetype:”后面可以跟以下文件格式:DOC、XLS、PPT、PDF、RTF、ALL。其中,ALL表示搜索所有这些文件类型。在搜索结果页面,点击结果标题,可以直接下载该文档,也可以点击标题后的“html版”快速查看该文档的网页格式内容。
11、百度国学
百度国学目前能提供上起先秦、下至清末历代文化典籍的检索和阅读。内容涉及经、史、子、集各部。
1影响因子
1963年美国费城的科学信息研究所(ISI)首次出版新颖实用的文献检索工具———科学引文索引(SCI),并从中推出影响因子的概念,这一术语被许多机构和人员用于不同之目的。为此,ISI于1975年将影响因子概念进一步开发为一种新产品,即期刊引用报告(JCR)。近年来,国内外的部分科研工作者和管理部门则进一步将影响因子用于确定论文投稿方向,科研水平和成果质量评估及科研人员业绩管理等,在社会上逐渐产生了相当的影响。
1.1影响因子的概念
ISI在其超文本术语和概念汇编中,将期刊的影响因子定义为“在两年时间内,某一期刊上发表的所有文章被引用的总次数与这两年内该期刊上所发表的文章数量的总和的比值”;简而言之,期刊的影响因子就是指在两年时限内该期刊上所发表文章的平均被引用频率(Citationrates)。而引用频率则是指在一定时间内某一事实(或观点、方法和论著等)被人们所引用的次数。
1.2影响因子的本质意义
期刊的影响因子是以期刊为对象,统计在一定时域内期刊论文的平均被引率。在这里,论文量、时间和被引次数是计算影响因子的3个基本要素,论文量是指某期刊在一定时间内的载文量,时间的跨度取决于引文的高峰期。国际著名的科学计量学专家普赖斯经过大量的文献统计后得出结论认为,科学后的两年是论文被引用的高峰期。因此,目前国际上比较通行的做法是将计算影响因子的引文年度规定为两年,在3个基本要素中,被引频次是一个可变量,当论文量不变、引文时间已定时,影响因子的高低则取决于被引频次的多少。期刊的影响因子用期刊论文的平均被引率揭示了学术思想传播的深度和广度,它使期刊学术质量的评价变得可以用量化的方法加以测试。这就是影响因子的本质意义之所在。
2期刊影响因子的影响因素分析
影响因子作为期刊评价的重要指标,有其存在的必要性和重要意义,但是,由于其自身及外在的诸多因素,仍然存在一些问题,因此,单纯的用其来衡量期刊水平及质量是不恰当的。主要有以下几方面:
2.1期刊因素
期刊出版时滞较短的刊物容易获得较高的影响因子。对于相同或相似的研究成果,首先被公开发表的更有可能引起较大的影响或被引证;并且,由于引证行为中的“因循守旧”性,这些论文会被更多地引证或转引。
2.2学科因素
由于期刊的影响因子大小与学科特点有关,学科性质的差异使得不同学科期刊的平均影响因子存在着系统的差别。当前,人类已进入生命科学的时代,世界科学研究的热点已转向生命科学及其相关学科,包括生物学、医学和环境科学。这类研究成果和科学论文日渐增多,其文献相互引用数量亦增多,所以该类学科的期刊数目及引证行为迅速上升,导致反映生命科学期刊的影响因子增大。而已趋成熟的学科领域的期刊平均影响因子近年来则没有明显增多,甚至有些期刊的影响因子还略有减少。因此,我们有理由认为期刊影响因子的大小与期刊所属学科的性质和论文内容所涉及的研究领域的大小有关,同时也与期刊的历史长短、知名度大小有关,还和其内容是否为当前的研究热点有关。在2000年版的JCR(期刊引证报告)列出的期刊学科分布中,医药卫生类期刊最多,占JCR期刊总数的33.3%,其影响因子大于3的期刊有266种,而数学类期刊没有一种影响因子达到3以上。2006年SCI中生物化学和化学类期刊中最高影响因子为36.525,而数学类期刊的最高影响因子仅为2.552,该年度影响因子为1的期刊在生物化学和化学类期刊中排第494位,在数学类期刊中排第27位,但不能认为影响因子排位第27的数学类期刊与影响因子排位第494的生物化学和分子生物学类期刊在学术影响力上是一样的。因此,在使用影响因子评价期刊学术质量时必须坚持学科内比较的原则,而不能跨学科比较。
2.3检索系统的结构因素
检索系统所统计源期刊库的数量及侧重点有所不同,因而所计算的影响因子也有所差异。对于特定刊物未说,在中外的检索系统中,因其所收录的期刊群体组成的较大差异,导致了所计算的影响因子值也存在着较大的差异,并且同一刊物在不同语种的检索系统中也有明显不同的影响因子和被引频次。
2.4参考文献因素
由于影响因子实际上是通过对参考文献的统计和计算求得的,因为论文中的引文数与相关期刊的影响因子值有直接的联系。统计分析表明,期刊的影响因子主要取决于论文的平均引文数,引证半衰期及论文的引证率。而在参考文献的选取中往往存在转引二手文献,只引用自己的论文等问题。
2.5源数据库的影响因素
由于大多数数据库对所收集的期刊进行数据采集和评价,因此其来源期刊的数量也是有限的。在有限的来源期刊中,很有可能由于学科发展的不平衡带来来源期刊学科、语种分布的不平衡,这就造成了该数据库在影响因子统计上的有失均衡和全面。如SCIE目前只收录了约7000种期刊,而全世界总期刊数达210000种,其中只有3.8%的期刊被其收录;2005年在SCIE收录的6376种期刊中,美国、英国、荷兰和德国的期刊数占了80%,中国在该年度只有90种期刊被收录,占1.41%。而同国科学家之间因研究成果传播的快捷性、研究主题的相关性等因素而倾向于互引,如美国科学家之间的相互引证可提高美国论文被引证频次的30%。另外,研究表明,同语种刊物的相互引证概率较大,由于SCI更倾向于收录英文期刊,这就使得其他语种期刊在SCI中的影响因子相对较低。
2.6时间因素
在进行期刊影响因子计算时,期刊被引频次的两年时间限制可导致不同期刊中论文的被引次数有较大差异。表现为:第一,出版时滞较短的期刊更容易获得较高的影响因子。此外,由于影响因子只计算来源期刊近两年中的引文情况,若相关期刊的论文出版时滞较长,则相当一部分引文就因为文献老化(超过两年)的原因而不能被统计参与影响因子的计算,从而降低了影响因子值。第二,不同学科论文的引证行为有所不同。这是因为不同研究领域或研究主题的成果在完善或验证过程中经历的时间段可能很不相同,如地球科学的研究成果多具区域性特点,引证也需要一段时间的野外考察或实验室工作才能得出结论,因而该学科的论文需要经过较长时间方可产生影响。但对于分子生物学或天文学方面具有创新研究的论文来说,则可能很快引起较大的影响并被引证。因此有研究证明,我国不同学科、不同类型的学术期刊的被引高峰期存在明显差异。
[关键词]知识图谱 同行评议 交叉学科 专家遴选
[分类号]C931
1 引言
创新是科学评价工作的灵魂,是遴选科研项目的基本着眼点,即科学评价工作的本质是对科学项目创新性的评审。学科交叉的实质是知识体系的渗透和多学科思想精华的融合,具有浓烈原创思想的科研项目,一般都来自于交叉学科领域,因此,交叉学科的科学评价问题倍受社会各界和科研管理者的重视。发现和支持原始创新是一项非常艰巨的工作,具有原创思想的科学评价项目怎样能够得到同行评议专家的共识,怎样进行有效评估和遴选创新项目,如何选择交叉学科同行评议专家成为科研管理工作中一个极为重要的核心问题。
2 交叉学科同行评议的难点
原始性创新的交叉学科研究项目对同行评议提出了挑战。首先这个挑战就来自于同行评议专家的选择上。常规学科的研究内容是严格收敛在某一科学范式所规定的狭小范围内的,这样做的好处是能够对某一科学问题进行仔细而深入的研究。但交叉学科的研究内容往往不在范式规定的研究框架内,这样会使从事常规科学研究的同行评议专家对交叉学科的研究成果或科学评价项目的创新内容视而不见,并且又因为这些交叉学科的创新性科研项目成果对同行评议专家所持的范式构成了威胁,这种状况常常使交叉学科科学评价问题成为同行评议方法的盲区和难点。
3 解决方案:交叉融合的科学知识图谱
同行评议专家的遴选问题与图书情报领域中专家检索和专长识别问题相近。专家检索和专长识别的目的是为了快速准确地找到某领域或组织内的专家,以获取帮助,共享其掌握的隐性专长知识等,主要利用组织和领域内外部能够表征专家专长的各种文档和资源,识别专家在某给定查询主题(领域)的专长(相关性)程度,并按程度高低排序显示专家结果列表的过程。虽然专家检索与专长识别的研究可以为科研管理中同行评议专家的选择提供相应的理论支撑,但在专家检索中,前人很少将科学知识图谱作为识别工具并应用于科研管理之中,因此,本文希冀借用科学知识图谱来解决交叉学科同行评议专家遴选问题。
3.1科学知识图谱的概念
科学知识图谱是显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形。由于它是以科学知识为计量研究对象的,所以属于科学计量学(scientometrics)的范畴。刘则渊、陈悦等学者将知识图谱定义为可视化地描述人类随时间拥有的知识资源及其载体,绘制、挖掘、分析和显示科学技术知识以及它们之间的相互联系,在组织内创造知识共享的环境以促进科学技术研究的合作和深入。
在知识图谱中,学科前沿之间的交互关系是以空间的形式展现出来的。研究发现,科学引文与被引文之间往往有着学科内容上的联系。通过引文聚类分析,特别是从引文间的网状关系进行研究,能够探明有关学科之间的亲缘关系和结构,划定某学科的作者集体,分析推测学科间的交叉、渗透和衍生趋势,还能对某一学科的产生背景、发展概貌、突破性成就、相互渗透和今后发展方向进行分析,从而揭示科学的动态结构和某些发展规律。
3.2科学知识图谱所用理论与方法
3.2.1 文献同引 文献同引分析是最基本的同引关系,它反映了同被引论文之间的结构关系,进而揭示学科之间的某些联系。通过文献同引分析,可以了解:①同被引文献簇的特征结构;②不同理论纲领、学派的汇集过程;③学科、文献类型、语种等的分布形式;④科学文献体系中互相引用的规律性。通过分析同被引文献群网络结构及其变化趋势,可进行科学学和科技管理方面的分析,研究学科之间或整个科学体系中相互联系、相互作用的发展变化状况及其不同理论纲领、学派的发展趋势。
3.2.2领域本体 所谓的领域本体(domain-speeific ontology)就是对某一特定学科概念的一种描述,包括学科中的概念、概念的属性、概念问的关系以及属性和关系的约束。领域概念(或称为类)是对领域知识清晰而规范的描述。领域本体针对特定的应用领域,抽象领域知识的结构和内容,包括各种领域知识的类型、术语和概念,并对领域知识的结构和内容加以约束,形成描述特定领域中具体知识的基础。
3.2.3多元统计分析方法 相关分析、多维尺度分析、主成分分析、因子分析和聚类分析是常用的多元统计分析方法。它们的主要目的都是从反映事物的多个变量中,抓住主要因素,舍弃次要因素,以简化系统的结构,认识系统的内核。通过这些方法,对有多个变量的数据进行分析处理,化繁为简,以期能从看似杂乱无章的数据中发现和提炼出直观的、概要性的结果或结论。
3.2.4信息可视化技术 信息可视化(Information Vi-sualization)的宗旨是在计算机协助下,通过对数据可见的、交互的表示,洞察数据、发现信息。具体而言,就是把文献、数据、信息等不可见的内部语义关系转换成图形,将高维性的数据库,在一个二维或三维的可视化空间中显示出来,使得不可见的关系用可见的方式表达出来。可视化空间中的普通对象表现为空间中的点,对象间的关系则表现为点间连线。可视化的关键是降低高维向量空间的维数。
4 实验、利用科学知识图谱选择交叉学科同行评议专家
确定一个交叉学科研究对象――水,有关水的研究是一个跨物理、化学、生物等多学科融合的研究领域。通过科学知识图谱的绘制,构建有关水的主要研究内容的主题概念网络和学科领域网络,并找寻到与水相关的某一领域(如环境科学)中某一热点研究主题(如废水)合适的同行评议专家。
4.1数据源说明
以世界比较权威的有关水科学研究的期刊Water Research为计量数据依据,从SCI数据库中查到2005至2007年Water Research一共有1063篇论文被其他期刊论文所引用,由被引论文可追溯到来自其他期刊的3386篇引用论文,并下载这些论文相应的数据信息,包括著者姓名(Author(s))、标题(Titie)、关键词(Key-words)或关键词附加(Keywords-plus)以及学科类别(subject category)。
4.2过程说明
把所有引用论文的作者视为同行评议专家的候选人,遴选的思路如下:①通过对与水研究有关的重要数据单元――学科类别进行分析,确定与水密切相关的学科,绘制出水研究相关学科的可视化图谱,并确定相关学科的亲疏远近;②利用下载引用期刊论文数据单元中的关键词信息,确定水研究中经常出现的高频科
学词汇,绘制水研究相关高频词汇的可视化图谱,确定词汇之间语义远近关系;③在与水研究最近的学科类别中,找到与水研究最相关的几个高频科学词汇,并通过这些高频词汇确定相应的论文著者,即为同行评议专家的最佳人选。
4.3结果分析
表1是与水研究密切相关的高频引用主题研究领域:
表1显示环境科学、环境工程、水资源、化学工程与生物技术与应用微生物五个主题研究领域与水研究有非常密切的学术关联,提示科学评价管理者从以上学科中挑选能够对水研究项目进行科学评价的同行评议专家。
图1是水研究相关研究领域三维关联图,图中圆点表示与水研究相关的学科:
表2显示了引用Water Research论文的高频关键词排序情况:
关键词揭示论文研究的主题内容,因此,关键词频次越高,代表的交叉学科的某方面主题内容越被关注,并逐渐成为交叉学科所研究的焦点或热点问题。
图2是水研究相关学科热点研究主题三维网络图:
在与水研究最为相关的学科中,选择Environmen-tal Sciences,观察Environmemal Sciences中的研究热点以及这些研究热点领域的专家学者,这些学者即为交叉学科中最为适合的同行评议专家的候选人。
表3是经过处理后部分引用Water Research的期刊论文AU、DE和sc字段的数据信息,其中,AU代表作者,DE代表所发文章的关键词,SC代表所属的相关学科。然后,在SC字段中查找与水研究最为相关的学科领域Environmemal Science(已用深色底纹标示出)。在所有sc中有EnvironmentM Sciences的行里,记录下DE包含的关键词,并将所有符合条件的关键词进行统计,统计出高频关键词,这些高频关键词就是Environmental Sciences学科与水研究相关的研究热点方向,见表4。
选取wastewater作为水研究与Environmental SCI-ences共同研究热点问题,找寻合适的科学家作为交叉学科的同行评议专家。在表3中找寻所属学科sc中有Environmental Sciences、关键词DE中有wastewater的行,统计作者字段AU中的高频作者,这些高频作者即为交叉学科某一领域中最适合的同行评议专家。这种遴选可以科学地得到在水研究相关学科Environ-mental Sciences中以wastewater作为研究重点的学者群,作为交叉学科同行评议专家最为合适的候选人名单,如表5所示:
通过对表5中候选专家进行调查,发现这些专家都是在水环境治污研究方面非常活跃的一线专家,对此领域颇有研究,非常合适做同行评议专家。
5 结语:给同学评议专家遴选系统的启示
5.1能够准确判定交叉学科相近研究领域
采用科学知识图谱方法,通过确定某交叉学科期刊被引用的情况,尤其是引用论文的所属学科等信息,反映此交叉学科涉及的学科研究领域。根据真实、可靠的数据和绘制的科学知识图谱来描绘交叉学科的学科结构以及交叉学科中相关学科的学术关联,为科研管理者提供同行评议专家相关学科背景知识的信息;同时也为科研管理者把握交叉学科发展方向、规律提供可靠的数据支持。
5.2能够准确判定交叉学科热点研究主题
交叉学科是由多学科相互作用、融合而成的具有很强创新特点的学科。不同学科相互交融的基本原因在于不同学科所使用的科学语言和科学词汇的共同理解。科学知识图谱的方法给科学评价管理者提供了交叉学科热点研究的主题信息。从交叉学科研究热点问题中,判断被评审项目的新颖性、创新性,同时,还可以找到某个研究主题所涉及的不同学科领域。
注意综合性生物科技人才的培养与使用
面向21世纪的生物科技发展的重要特点是学科间相互渗透与协调发展。事实上,这种渗透与发展趋势在20世纪就已出现,现代生物学的每一个进步都离不开其他科学技术的发展。没有化学就没有现代酶学,没有X射线衍射及计算机技术就不可能了解蛋白质的三维立体结构,也就没有现代分子生物学。如果说过去的生物科技得益于引进物理学、化学和数学等学科的理论、方法和技术而得到长足的进步,那么,21世纪的生物科技研究就更离不开这些相关科学技术了。生物科技的这一发展趋势,要求从事生物科技研究的人员应具备相当的数理化等基础知识、宽厚的生物学知识以及相关的专业知识。然而,在我国现有的生物科技工作者中具备上述条件者为数不多,相当部分人已知识老化,专业狭窄,与目前生物科技的发展趋势不相适应。这种状况是制约我国生物科技发展的重要因素之一。从全球来看,生物科技的蓬勃发展正吸引着大量的优秀人才。近年来,在国外每年学习和从事生命科学研究的人数迅速增加。以美国为例,在近两年统计的48万博士学位获得者中,生命科学占到51%。大量高素质的青年科学家流向生物科技领域,是美国生物科技得以迅速发展的重要动力,而在我国这种趋势尚不明显。为什么呢?一方面在于我国的人才培养机制尚未适应生物科技迅猛发展的全球化趋势,人才培养计划滞后于生物科技的发展;另一方面在于国内生物技术开发研究起步较晚,生物技术产业尚未形成有效的规模,导致相当部分的生物科技人才流向国外。因此,我国生物科技人才的质和量两个方面都是不足的。对此,生物科技管理工作者应有清醒的认识。针对上述缺欠与不足,我们认为应采取三个措施:(1)打破学科间的界限,积极吸引物理学、化学、数学及其他专业技术人员直接参与生物科技的研究与开发,知识互补,相互协调,联合攻关;(2)根据目前生物科技发展的现状与趋势,及时有效地对传统生物科技人才培养模式进行改革,大力培养素质优良、基础扎实、知识面广的生物科技人才;(3)在国内大力发展生物科技产业,有效地吸引和使用优秀人才。
大力创造宽松的学术氛围,强化与企业的联合
从生物科技的发展来看,生物科技的每一个重大进步都来源于基础研究领域中的突破。而在基础研究领域,重大的发现和突破往往是难以预测的,很大程度上取决于科学家的观念发展过程。因此,在生物科技项目的确立等方面应该尊重生物科技工作者的想法和建议,给他们以更大的自由空间以充分发挥他们的主观创造性。过去,在相当长的时间里,在科技管理上,人们往往过于强调计划和预测。这种作法禁锢了人们的思想,在某种程度上阻碍甚至扼杀了创新性的思维与工作。按照上述思路,在生物科技领域自主性研究应大力提倡。然而随之带来的问题是科研经费的不足。长期以来,能够有充分的经费从事自己喜爱的工作一直是科学家梦寐以求的愿望。如何增加科技投入,为自主研究创造条件,是摆在科技管理者面前的一项新任务。目前科研基金的来源主要是国家自然科学基金和各省的自然科学基金。由于基金的申请要求有一定的工作基础,加之申请者很多,竞争也很激烈,因此课题争取难已经成为广大科技人员最为头疼的事。在国家经费有限的情况下,努力地从各个生产应用部门争取科研经费是个好办法。上海复旦大学生命科学院与上海新黄浦集团合作成立的上海生元基因开发有限公司(侧重在人类基因的克隆和测序)和上海新黄浦复旦基因有限公司(侧重功能基因的寻找和基因的功能开发)是一个例子。他们通过与企业的联合,不但解决了国家科研经费不足的问题,又为经济的发展、企业的腾飞注入了新的活力。现在,随着知识经济时代的到来,企业对知识的渴望将越来越强烈。管理部门应抓住这一良机,使全社会都意识到科技的发展将成为社会发展的强大推动力。促使企业设立各类研究基金,使科学研究与发展走上良性循环的道路。
与国际接轨,努力提高论文的质量和增加论文的数量
目前《科学引文索引》(SCI)、《科学技术会议索引》(ISTP)和《工程索引》(EI)检索系统已被国际上公认为评估科研水平的重要评价工具。由于SCI主要涉及基础研究,而生物科技大多属于这个范畴。因此,目前生物科技的综合水平一般可以采用SCI来评价。1996年美国科学情报研究所(ISI)编制了以期刊影响因子为主要指标的《期刊引用报告》(JCR),以此来评价学术期刊的论文被引用情况。所谓影响因子是指在一定时域内期刊论文的平均被引用次数。JCR编制的SCI论文平均影响因子见图1。由图1可见医学和生物学领域的期刊平均影响因子最高,分别为1.959和1.755。从期刊的分布来看,生物学和医学的SCI期刊数量在各自然科学期刊中也占有很大的比例,两者之和占到所有期刊的49%,见图2。这种统计充分说明了生物科技是当今科学技术中最为活跃的领域。然而,从1997年中国作者发表的11584篇SCI论文来看,其中生物学和医学方面的论文数量仅占5.8%和10.55%。这表明,目前我国生物科技的研究还十分薄弱,研究所涉及的范围及其研究水平与发达国家相比存在很大差距。造成这种差距的原因除了前述的我国生物科技人才培养不足和生物科技产业规模较小以外,我国现有的许多生物科技的研究还处于低水平的重复及跟踪研究上,有创新的高水平研究论文很少。由于科学论文的数与量(特别是SCI论文的数与量)综合反映了科学研究所涉及的范围及水平高低。因此,我们一方面要注意培养造就一大批高素质的研究队伍,另一方面还应该集中现有人才和财力,使有关生物科技的研究贴近当今国际研究的前沿,同时努力寻找和开拓新的生长点。由此努力提高研究论文的质量和数量,使我国生物科技的研究在国际上占有应有的地位。
面向国家经济建设,强化专利保护意识
生物科学是一门应用性很强的科学,在农业、医药、化工、环保、能源等方面有着广泛的应用前景。正因为如此,在加强生物科学基础研究的同时,将国家有限的人力和财力用在能迅速加强国民经济的有关生物科技的研究方面是完全必要的。目前,鼓励广大科研人员主动投身国民经济主战场已成为我国的基本国策。专利保护是实现投资补偿和保证良性循环的有力武器,因此,许多国家都视专利为生物技术生存与发展的关键。以美国为代表的一些发达国家,在生物技术专利保护方面表现出了异乎寻常的超前意识,他们采取强占基本专利,先期收购专利等基本战略,唯恐错失良机。作者根据《中国专利年度索引》,按国际专利分类(IPC),对1990~1995年在我国申请并授权的涉及生物化学、微生物学、酶学、变异或遗传工程的239项发明专利中的专利权人进行了统计,发现国内单位作为专利权人的仅有95项,约占这一领域发明专利的40%;而国外公司或个人作为专利权人的发明专利为144项,占这一领域发明专利的60%。在我国某些投资巨大的生物技术研究的产业化过程中,已经遇到因国外抢占专利而造成法律障碍与纠纷的事件。目前,我国即将加入世界贸易组织,入关以后,如不注重专利保护,此类事件将会大幅度上升。因此,研究专利工作如何介入生物技术的研究、开发和应用的工作模式与运行机制已是刻不容缓的重要课题。在专利注册与保护方面,外国已有许多经验。例如英国的约翰-英尼斯植物研究中心设有专业公司负责本所基因科研成果的专利申请。研究人员只要提供必要的材料,其他专利事务均由该公司办理,该公司实际上是一个专利商业化机构,其最终目的是发现基因专利的商业前景并推销专利,加速商品化的进程。借鉴于这些经验,我们在大力倡导科技人员研究和开发生物科技产品的同时,应该建立公职发明顾问制度,在较大规模的研究机构内部中建立相应的专利机构,改变过去专利机构与科研院所、大专院校脱节的现象,使科研成果处于有效地专利保护之下。
明确研究目标,争取在重大问题上有所突破
医学论文是医疗、科研、教学等人员在实验和调査研究中所取得的结果的总结分析,它是具有一定规范的格式与结构的医学科学研究成果的书面文稿,医学论文作为医疗、科研、教学工作的真实记录,可反映着一个国家和地区、甚至一个医院和医护科研人员的科学研究和临床技术水平。通过发表医学论文的数量、质量和实际应用价值可以判定和评估一个医院的科研、教学、医疗水平的高低,评价—个医师的科研水平和临床能力等医学期刊发表的论文是将医学科技成果转化为临床使用的源泉。医学各院系的大学生、研究生,也要通过撰写毕业论文或学位论文,将自己的学习体会、收获和发现表达出来。因此,撰写医学论文不仅对医药科研、临床技术人员,而且对在校大学生、研究生都是非常必要的。经常撰写医学论文,不但可以扩大视野、掌握国内外医学动态、丰富自身的知识,而且还能提高科研设计能力和临床、教学水平pl。医学论文有高度的科学性、严密的逻辑性和一定的创新性,书写论文的过程就是学习的过程,撰写论文必须査阅大量的文献,从中摄取大量有益的知识和信息。
2.医学论文的基本要求
撰写医学论文必须体现国家的有关方针政策,遵守国家的法律法令,严格执行著作权法、保密法等,尊重科学,讲究科学道德,反对弄虚作假、抄袭剽窃,避免出现原则性错误。必须坚持创新性、科学性、规范性和实用性原则。不论研究结果呈现阳性还是阴性,都具有一定的现实指导意义。创新性原则是学术论文的基本特征,是衡量科研工作水平的重要标准,也是决定论文质量高低的主要标准之一。作为理论和临床研究,要求有新见解、新发现、新技术、新材料,得出新结论,或将原有的技术应用推广于新领域;科学性原则是指必须正确选择题材、要有科学的理论依据、论据充分可靠、真实准确的实验数据和富有逻辑性的文字表述;规范性原则要求写法格式规范、叙述严谨、逻辑清晰、文理通顺、描述准确、简明。期刊每年的第一期,刊出该刊论文及参考文献的格式要求141。我国1987年公布了科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式(GB7713-87)文件;实用性原则是指作者从实际需要出发,充分考虑医学科学论文刊发后,对临床诊断、治疗及医学科研中的使用价值及社会效益和经济效益。另一方面论文应具有能促进医学科学技术发展的、可利用的、有一定的理论指导意义的价值。
2.1医学论文的类型
按研究方法分为理论型研究、实验研究和资料分析;按论述方法分为论著、经验交流、技术方法和文献综述。
2.2医学论文写作过程和步驟
写作过程主要包括:査文献、定题目、构思和拟提纲、起草、修改初稿>构思结构包括前言、材料和方法、结果、讨论、参考文献等。拟提纲是顺着写作的思路,列出小标题及其主要内容,包括图和表格的使用,对实验结果的整理分析,如何与以前的实验结果进行对照等。修改初稿主要看题目是和结构是否合理、论点是否明确、推理和论证有无逻辑性、语言是否精炼、数据是否正确、统计方法是否正确、书写是否规范、图表是否美观、参考文献是否引用合理。
2.3基本格式和写法
医学论文常常包括以下内容:①题目Title:确切、简短、富有创新性、便于检索;②作者姓名Au- 、工作单位Department、通讯作者Corre-spondingauthor、通讯地址Address;③摘要Abstract;④关键词Keywords;⑤背景Introduction;⑥材料与方法Materialsandmethods;⑦结果Results;⑧讨论Discussion;⑨致谢Acknowledgements;⑩参考文献References。
2.4摘要和关键词的书写
包括目的、材料和方法、结果和结论。应独立成章,具有自明性;不分段,不能使用非公认的缩略词语、化学结构式和公式等。目的主要用来说明研究要解决的问题,突出论文的主题内容;材料和方法是说明研究的材料和采用的方法等;结果是介绍所得到的数据资料,统计学结果;结论是对结果进行分析的基础上所得出的观点或看法;关键词主要反映论文主题概念的、从题名和正文中选出来的词;是论文的文献检索标识,一般有3~5个单词或词组组成。
3.医学论文撰写的具体步骤和要点
3.1背景
参考以往的相关医学研究文献,进行回顾性分析,阐述本研究的科学问题或研究的目的、说明研究或观察的基本原理和密切相关的参考信息、讲述本研究的必要性和临床意义。文字精练,篇幅不宜过长,语句不能与摘要和讨论重复,在沒有确切的资料时,尽量不要使用“在国内外尚未报道”,“达到国际先进水平”等语句。一般在200字左右。
3.2材料和方法
必须提供真实的临床资料、实验对象病人或实验动物,包括对照组。指明性别、年龄和其他的重要特征,尽量列出重复实验的必要信息。详细介绍具体实验,手术方法包括提供实验组和对照组资料,分组要均衡、随机化,各组之间要有可比性;实验试剂的来源、制备、选择标准,仪器设备的型号,制造的国别和厂家等详细的参数需要予以说明。合理应用统计方法和统计学软件进行统计学分析。统计方法详细,易理解,并能依据原始数据证实报告的结果。
3.3结果
包括临床实验观察、测定数据、统计学分析结果、实验研究图表等。对临床实验研究进行整理、分析和归纳以及进行统计学分析,不必进行讨论、引用文献、进行推理分析及讨论,可用文字和图表加以说明实验结果,英文写作时,单位和计量之间要有空格,句号、逗号后面需要空一格,百分比和数字之间不能空格(如50%),法定计量单位应用国际单位制(即SI单位制)国家标准CB3100~3102-93。
4.讨论
讨论是医学论文的核心部分,必须围绕实际临床实验结果进行讨论、结合基础理论和相关研究结果,用国内外最新的学说、理论、见解对该课题进行分析以及对实验结果受影响的因素等进行分析解释,不要偏离主题,理由充分时,可以提出新的假设。对新发现、创新点、新建议合理引证类似研究结果为佐证进行推理、分析,以及导出结论。论证采用已有科学根据的数据,不要大量引用他人资料,评价实事求是,不要重复在前言或结果部分中的数据或其他材料,语句要简洁、准确,尽量用事实和数据进行讨论,引用参考文献资料要标明。写作的思路要清晰,结构要严密,层次要清楚,合乎科学逻辑。围绕本研究提出的科学问题、根据实际研究结果和讨论所作出的论断,说明通过本研究解决了什么问题、总结发现的规律、对前人的研究或见解作了那些修正、补充以及进一步证实或否定等。也可以浅谈对本研究的不足之处及今后的展望。对本研究有经济支助和材料支持、有贡献但不属著者权、研究进行过技术协助、科学顾问、研究计划的重大评论者、数据采集或临床试验参与者等经同意后致谢。
5.参考文献
【关键词】 综合实践活动 创新意识 培养
【中图分类号】G421 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)05(a)-0062-01
1 重视信息技术教育,培养学生善于利用信息技术手段的创新意识
人类已经进入信息时代,掌握一定的信息技术成为社会对人们的基本要求。我国已把信息技术课纳入中小学的必修课程中。我们应把握好信息技术这门综合实践活动课,去探索和研究适合中小学生创新意识培养的课程活动模式。
1.1 在信息技术课的活动中培养学生追踪新技术的意识和能力
追踪新技术是信息技术学科的重要特点之一,活动中不但要教会学生追踪新技术,还要注意培养学生追踪新技术的意识,从而让学生在活动中渴望创新。由于有关新技术的教学内容对设备要求较高,有些学校设备更新的速度目前还不能满足教学要求。因此,学校可安排教师在多媒体教室对Windows和Internet等目前广泛应用的媒体新技术进行教学,让学生有机会接触这些新的应用技术,激发他们的学习热情和创新热情。
1.2 让学生在巩固练习中进行知识的整合创造
创造素质教育的一大特点就是跨学科。传统的教育模式往往只强调线性思维而忽视了发散思维,这样是很难培养出具有创造力的高素质人才的。计算机的工具性,为以学生为主体的跨学科教育提供了极大的便利条件,教师应让学生在巩固性练习中,多进行知识的整合创造。
2 让学生尽情享受科技节、艺术节、体育节等活动带来的快乐,在各种竞赛活动中培养创新意识
一个地区内或一个学校内举办的科技节、艺术节、体育节等活动,无疑给学生创造了绝好的综合实践活动的机会。这些活动通常是以竞赛的形式来促进学生综合能力的提高和创新意识的培养。
例如,创造活动竞赛中有发明创造、科学论文、电脑机器人大赛等。“小发明、小创造”是中小学生运用已有的科学知识做出的新颖独特、具有实用价值的技术创造成果;科学小论文是中小学生在参与科技活动后撰写的科学成果论文,包括实验和考察报告、观察(观测)报告、调查报告、研究报告等,是对学生在创新活动中取得成果的记录;机器人比赛激发了广大青少年学习、探索、掌握和运用电子信息技术的兴趣,提高青少年的科学素质,机器人创意设计更是激发了同学们创新的兴趣。
3 为每一个学生创造和提供进行综合实践活动的基地
虽然举办科技节、艺术节和体育节等活动是一个不错的做法,但受大多数竞赛类活动的参赛要求限制,只有少数有特长的学生才可以参加,而大多数学生还只是一个观众和听者。那么,如何才能使大多数学生都亲身体验到实践活动的乐趣呢?我想有关教育部门应该想方设法给大多数学生创造一个条件相对完善的活动基地。
比如我市教育部门的做法就很值得推广。经张家港市委、市政府批准,张家港市青少年社会实践基地正式成立。基地主要面向张家港市小学、初中、高中学生,设置新课程中的综合实践活动内容的教学和实践。基地结合新的课程标准,紧紧围绕科技、创新、实践三大中心,遵循“延伸学校教育、衔接社会教育、实践素质教育”的办学思想,贯彻“让学生经历一次体验,感受一次成功,尝试一次创新”的办学理念,依托独特的江南水乡文化和长江自然资源,充分利用各馆室设施设备,自主开发了“家政、工艺、科技、农艺、体能拓展、主题教育”等六大系列、一百多个实践活动项目,将主题教育、生存体验、科学探索、劳动实践、军事教育、手工创新制作等活动有机结合,凸显了基地“共建型运作、开放式课程、长江风文化”的办学特色,努力成为青少年学生“学有所得的第二课堂、动有所获的理想场所、玩有所乐的成长乐园”,处处体现让学生“学会做人、学会生存、学会学习、学会合作”的育人目标。
学校实行封闭式管理,由经过专业培训的、具有丰富综合实践课教学经验的教师对学生进行指导。在为期三天的时间里,学生不仅能够得到军事训练(国防教育、射击训练)和拓展训练(胜利墙、高空攀岩),而且能够掌握一些生活劳动技能(野炊、内务整理)和安全防护与自救互救技能(消防演练、担架制作),能够了解日常生活中的一些原理和常识(生活中的化学、模拟驾驶),开展一些“趣味性、实用性、智能性、创新性”的课题研究(电子百拼、紫藤花艺),从生物中走近生活、提高艺术修养。
关键词 生物工程;综合性实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)10-0130-02
1 前言
生物工程是一门新兴的综合性应用学科,是以生物学的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,定向地改造生物或其功能,创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能的新兴技术,包括发酵工程、酶与蛋白质工程、细胞工程、基因工程四大工程。生物工程理论和技术突飞猛进地发展,在农业、食品、医药、化工、环境等行业的应用也越来越广泛。
生物工程也是一门实验性和应用性很强的学科,以培养应用型人才为主,要求学生除了掌握基础的生物工程实验方法外,还要具有整体实验的综合安排能力[1]。实验教学环节不仅是培养学生综合素质的重要方面,也是培养学生动手能力和创新能力的重要环节,在实验中加深学生对理论知识的认识和理解。目前,许多高校生物工程专业实验大多是依附于各门理论课,而且实验内容相对分散,以验证性实验为主,学生在教师的指导下按照规定内容完成实验,处在被动学习地位,抑制了学习的积极性和主动性,影响生物工程专业实验的教学效果[2]。因此,笔者对河南中医药大学药学院生物工程专业学生(2013级)的生物工程综合实验课程进行了一些改革和探索。
2 开展生物工程综合性大实验
制定生物工程实验课程教学大纲 根据本专业人才培养定位和实验开展情况,参考兄弟院校生物工程专业实验的开展项目内容,组织教师制定了详细的实验大纲,通过了教务处组织的实验项目论证,同时组织学科教师编写了《生物工程专业实验》教材。制定教学大纲遵循的原则包括:减少重复性实验,体现专业实验的整体性、连贯性;减少验证性、演示性实验,多开设设计性、综合性实验。
在课程安排上,生物工程实验开设在大三第二学期。在前5个学期,学生已经学习过生物工程基础课和专业课,包括细胞生物学、生物化学、工业微生物、分子生物学、基因工程、细胞工程和蛋白质工程等课程,所以在实验项目设置上,避免开设与细胞生物学、分子生物学、基因工程等课程重复的实验,注重综合性实验的连续性。最终确定的生物工程实验教学大纲包括10个小的实验单元:1)碱裂解法小量制备质粒DNA;2)DNA琼脂糖凝胶电泳;3)聚合酶链式反应(PCR);4)DNA的限制性酶切及纯化;5)质粒载体与外源DN段的链接;6)连接产物转化大肠杆菌;7)抗生素平板筛选重组转化子;8)原核表达载体的诱导表达和检测;9)大肠杆菌发酵培养及表达产物的纯化;10)纯化蛋白的细胞学活性检测。
开展综合性实验 在传统的实验教学中,以验证性实验为主,学生只要根据实验教材,按教师制定好的实验步骤,利用实验教师已经准备好的实验试剂和实验器材,在教师的指导下即可完成。这种机械式完成实验的方式,实验教学效果很差,无法引起学生的兴趣,更加难以培养学生的动手能力和操作能力。在这种情况下,制定生物工程综合性大实验。如“丹参病程相关蛋白的原核表达及纯化”,实验设计依托学科教师的科研课题“丹参病程相关蛋白基因SmPR10的克隆及功能研究”,通过对丹参病程相关蛋白(Pathogenesis-Related Protein,PR Protein)为研究对象,通过SmPR10蛋白在大肠杆菌中的原核表达、纯化以及活性检测进行实验,深入了解生物工程表达异源蛋白的原理,掌握生物工程的实验操作,巩固和检验已学的理论知识,为毕业论文和走向工作岗位打下基础。
该实验综合了分子生物学、基因工程、蛋白质工程、发酵工程、生物分离技术和生物反应器的基本知识,要求学生通过病程相关蛋白的制备了解生物工程的相关基本操作,掌握DNA重组、载体构建、微生物菌种保存与培养、目标蛋白的分离提取等专业实验技能。在综合性实验过程中,培养学生的科学思维, 提高学生综合运用所学知识解决实验中遇到的实际问题的能力。
在实验操作过程中,允许学生的实验结果不尽如人意甚至失败,但是一定要注重强调学生对自己实验过程中所得结果进行分析和解释[3],找出实验问题所在,然后修订实验方案,进行下一步实验。综合性实验有利于拓宽学生思路,培养学生整体安排实验的能力,打破过去传统的实验教学方法,改变在传统实验教学过程中由教师领着学生走的现象。
集中时间安排实验环节 因为生物实验周期长,同时生物工程综合性大实验对实验的连续性要求较高,将学校安排的每周4个实验学时改为4个学时为一个实验单元,每次完成综合性大实验的一个实验项目,而且集中在每天下午开设实验课,体现了综合性大实验的连贯性、完整性和科学性。
改革实验成绩评定办法 以往的实验课成绩完全由形成性成绩构成,主要有考勤、提问、实验报告和最终测试3部分组成。实验报告在最终实验成绩中所占比重较大。有些学生在实验过程中不认真做实验,最后为了写出好的实验报告,就会出现编撰数据甚至抄袭其他学生实验报告的不良行为。
为了体现以学生为中心的教学理念,调动学生实验的积极性,计划在以往实验课成绩评定的基础上建立新的实验成绩评定办法。平时成绩除了考勤、提问外,还重点考核学生对实验资料的收集和对实验文献的查阅情况,以及实验数据的记录、团队合作能力、实验中的操作规范、独立思考能力等。同时引入学生自评、互评和科研小论文的书写,通过每次实验结束时的总结讨论和学生自评、互评,使学生参与到实验结果和实验问题的分析与讨论,加强学生和教师之间的交流,整个生物工程综合性大实验完成后,要求学生以学术论文的形式写作科研小论文。
科研小论文的写作要求完全按照正规学术论文的写作要求。正文之前部分包括题目、作者、作者单位、摘要、关键词(3~5个);正文部分包括前言、实验方法、结果与分析、讨论4部分,要求层次分明;标题层次不得多于3层,采用1、1.1、1.1.1方式。前言部分包括研究背景、国内外研究进展和实验意义。结果与分析是对实验过程中所记录的实验数据和实验现象进行科学的处理,客观地对实验结果进行分析和描述。讨论部分则是对整个实验的分析讨论,如果得到预期的实验结果,对实验过程中的关键步骤进行分析;如果没有获得预期的实验结果,则要分析实验过程中失败的原因,找出问题所在。科研小论文最后要求列出参考文献(不得少于3篇)。
通过科研小论文的写作,锻炼学生写作科学论文的能力,为最终毕业论文的写作奠定基础。
引入先进工程设备 在以往生物工程实验室中,发酵实验都是在摇床上用不同规格的三角瓶来完成,与实际工厂生产过程相差较大。为了培养合格的应用型的生物工程专业人才,购置了6台10 L小型全自动生物发酵罐、1台30 L种子罐和1台300 L的全自动生物发酵罐,可以开展从小试到中试的发酵实验,使得发酵工程实验中的啤酒发酵实验和红霉素发酵实验如同在缩小的工厂进行,整个发酵过程的参数一目了然,使学生了解生物发酵的全过程,掌握发酵接种技术以及发酵过程中温度和pH控制、氧气的供应、添加补料、发酵液的后处理等生产工艺,学习到现酵车间的先进生产技术。
在生物工程综合性大实验开展过程中,采用先进的实验技术培养学生。如在质粒DNA提取过程中,采用试剂盒提取质粒DNA,这是国内外分子生物学实验室的主流方法(而不采用配制试剂、最后酚氯仿抽提的方法提取质粒DNA),同时给学生讲解质粒提取的原理。在PCR实验单元,采用进口的Takara所产的DNA Taq酶和dNTP试剂,让学生手动加入每样试剂,同时讲解每样试剂的作用,复习PCR的实验原理。
3 结语
通过开设生物工程综合性实验,不但巩固了学生以往所学的理论知识,也培养了学生动手操作的能力,给予学生在一个综合性实验中整理安排实验的训练,为学生走向工作岗位打下坚实的基础。生物工程专业实验教学的改革还需更多的探索和实践,改革实验课程的教学方法和教学内容,培养学生动手操作的能力、发现问题和解决问题的能力,最终培养出合格的应用型生物工程专业人才[4]。
新的生物工程综合性实验对教师也提出更高的要求,所以教师也要不断学习新知识、新技术,提高自身的知识水平和业务能力,保证实验改革的顺利进行。生物工程综合性实验改革的探索虽然取得一定的效果,但还有许多不完善的地方和需要解决的问题,如整个实验体系的设计中工科部分所占比例相对较弱,主要受限于学校、学院和学科的特点,这一部分还需要进一步加强和改进。
参考文献
[1]肖连冬.生物工程综合性专业实验的教学改革与实践[J].广东化工,2009,36(8):311-317.
[2]刘胜贵,付明,张俭.生物工程大实验教学模式探索[J].实验技术与管理,2007,24(2):126-128.
实验是化学科学研究中,学生获得直接的感性经验和事实材料的根本途径和重要手段,是使书本上化学科学知识达到真理标准的基本方法.但是,实验教学在高校化学教育中的开展程度及意义应远不止于此,实验教学还应是学生利用所学理论开展科学探索及应用化实践的“练兵场”.因此,高校化学实验教学,应以高校传统的化学实验教学体系为基础,依据本专业人才培养目标、课程教学体系改革的要求,结合学院老师科研方向,按基础、综合和创新/应用三个层次,构建一套科学的化学实验教学创新平台体系,以提高学生的创新能力和实践能力,并推动高校化学实验的改革创新和教学水平的提高,适应21世纪对创新性人才素质的要求.此外,化学实验室是新发明、新创造、新工艺及新技术产生的重要场所.随着科学技术的发展,许多新工艺、新技术层出不穷,为社会带来巨大经济效益及社会效益;而新技术的产生往往是科技工作者在实验室中的劳动成果,实施素质教育,学生也有自主实验的权利与可能,打破常规的思维方式及实验方法往往可能蕴藏着新的发现;化学实验教学本身也是探讨摸索的过程,化学实验的改进及技术手段的更新本身就是创新.通过创新的实验设计、创新的实验方法结合前沿的检测手段,必定能在学生创新意识及创新能力培养中发挥显著作用.
二、高校化学实验教学体系改革的必要性和紧迫性
高校化学实验教学依附于理论课是目前化学实验教学的现状,按理论课程设置实验,往往缺少横向综合,实验中无法让学生获得大量有关知识和技能的融会贯通,即缺乏应用多种实验方法和技术的综合能力;实验内容的设计往往也只针对课中知识的验证,综合性或设计性实验安排不足,更少将化学科学发展的新技术、新成就反映到实验教学中去,不利于学生创新能力和实践能力的训练.化学实验教学的模式通常采用教师为主,学生观察和重复的教学模式;该模式只要求学生在老师的指导下,对演示实验重复并加以验证,这种固定的教学模式忽视了学生的主体地位,使学生的教学地位还是处于以往的“被动式”教学活动中.部分学生及老师对实验课程重视程度不足,认为化学实验课只是理论课的附属品.正因为师生对实验课在思想上的重视不足,使得实验过程中的细微现象的原因没有进行细致的探究;学生在实验时忙于撰写实验报告,可能会出现少数几个学生在动手操作,其他学生只是在旁边观看,等别人出数据后抄别人实验报告的现象.还有一些学生在实验中缺乏主动性与积极性,过多依赖老师的指导,不能依据实验原理充分进行实验预习,实验出现问题时,缺乏思考解决问题主动性.对实验课程的不重视往往会影响学生对已有化学理论的理解,更难调动学生对未知理论探索的热情.此外,实验教学的考核方式单一.化学实验教学中的考核往往是对教学过程中的教学内容和现象进行验证和比较,是教师操作过程的“反复”.被考核的学生只要掌握了教师在实验教学的操作程序,而重复的准确度又决定了考核成绩;这种单一的考核模式往往忽略了学生的创新技能,限制了学生探索新方法、新思路的积极性.因此,培养具有创新精神、创新能力和实践能力的高素质化学科技人才,化学实验教学体系的进一步改革是当前一项刻不容缓的任务.
三、实验教学改革的设想
1.采用以学生为主体,教师启发指导的实验教学模式
传统的化学实验内容多为验证性和基本操作实验,实验结果大多可以从教材上查到或推导出来,造成学生思考空间有限,主要依赖于教师或教材.可积极调整教学计划,优化实验教学内容,主动地从实验内容上进行改革,减少验证性实验,增加综合性设计性实验,且实验内容尽可能贴近现实,以提高学生的兴趣;同时根据实验教学内容和实验室现有的条件恰当地安排实验顺序,注意实验和理论的衔接和配合,使学生对每一实验都能通过感性认识,加深对化合物的结构、检测、性质及其规律的认识.此外,设计性实验的引入有助于促使学生广泛查阅科学论文资料,主动寻找整合资料以获得最优设计方案,激发其创造性.
2.应用多媒体课件、网络资源等先进的信息技术教学手段
传统的“一本书、一本教案、一支粉笔、一块黑板、一张嘴”的教学模式已远远跟不上现在的教育发展形势,为使课堂更加生动、内容更加丰富,有必要在实验教学手段中引入信息化教学.例如,在实验教学过程中引入计算机多媒体技术、计算机网络技术、虚拟实验技术等现代化的教学手段,促进虚拟、仿真实验和实际实验的有机结合和降低实验教学的消耗,从而最大限度地提高开放实验教学的效果和质量.这些信息化教学手段可以增加教学信息量,解决教学内容增多与学时减少的矛盾以及保证教学内容与缺乏仪器的矛盾.多媒体色彩逼真的画面,使学生能够从多角度直观、形象、生动地进行实验观察,吸引学生的注意力,以培养学生对实验的兴趣.
3.延续性实验的实际开展
许多学生认为实验很枯燥,只是课堂教学的补充、验证和延伸难以调动积极性,且实验之间关系不紧密,一次实验失误对整体实验成绩影响有限;其结果很难达到让学生重视实验,以培养其动手能力、分析与解决问题能力以及创新意识.为提高学生对实验课程的重视程度,可设计延续性实验方案将制备实验、分析检测实验、性质检测实验相结合,前期通过制备实验获得的产物将用于其后期的分析验证、性质检测.这样,任何一次实验不认真,结果出现错误,都会导致后续实验无法开展.延续性实验可在不同实验科目中展开,因此,学生就会重视每一次实验,充分调动学生的积极性及创造力,真正体现实验教学在化学教育中的重要性.
4.开放科研实验室,给学生开展创造性实验机会
科研实验室是高校完成创新性科学研究的重要场所,在保证教师科研工作顺利开展的同时,适当的对本科生开放实验室,一方面可以鼓励更多的学生来参加创新性实验的开展,另一方面可以将本科实验教学、科学研究与本科毕业设计紧密结合.来源于科研课题的毕业设计具有教学实验无法替代的优点,该类课题往往能密切联系学科国际前沿,具有很强的学科综合性、探索性及不确定性,有利于培养学生的实践能力、分析问题及解决问题的能力及严谨的学风.因此,从教学角度出发,对其研究内容、研究深度做适当延伸,使选题既有利于全面培养学生的实践能力和科研能力,又有助于培养学生对科学研究的兴趣.学生对开放实验项目的选择有较大的盲目性,因此在实验选择平台上有必要增加科研项目的介绍,提高项目的透明度.如果能把实验选课平台、实验教学平台、实验教学管理和科研平台融为一体,将会提高教学质量和管理水平.