化工類大學(xué)生開展科研實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題與思考

康世民

(東莞理工學(xué)院 化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院 ， 廣東 東莞 523808)

吸引大學(xué)生進(jìn)入專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開展科研能力培養(yǎng)已經(jīng)成為高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的一大趨勢(shì)。在國(guó)家和政府鼓勵(lì)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的背景下，很多科研實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對(duì)大學(xué)生實(shí)現(xiàn)全方位的開放，這不僅能增加科研實(shí)驗(yàn)室的人力資源，同時(shí)也能提高大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，為培養(yǎng)出國(guó)家和社會(huì)所需要的創(chuàng)新型人才做出貢獻(xiàn)?；谏镔|(zhì)催化轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)室以及其它化工類科研實(shí)驗(yàn)室向廣大學(xué)生開放的長(zhǎng)期實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)大學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室安全和科研效率方面還存在一些問(wèn)題，具體分析如下。

1 大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)需要提高

1.1 化工類實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)高

化工類實(shí)驗(yàn)室是一種具有高安全風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所，且這種風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括有毒、易燃易爆、強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)品，高溫高壓的反應(yīng)裝置或設(shè)備，強(qiáng)放熱或吸熱的過(guò)程工藝，以及反應(yīng)完后不可避免產(chǎn)生的“三廢”(廢氣、廢液和廢渣)。若安全管理不當(dāng)或操作失誤，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能造成環(huán)境污染和人體危害，甚至引發(fā)爆炸和火災(zāi)等重大危險(xiǎn)。因此，化工類科研實(shí)驗(yàn)室對(duì)其實(shí)驗(yàn)室成員的專業(yè)素養(yǎng)、操作技能和安全意識(shí)都有較高的要求，給研究經(jīng)驗(yàn)不多的大學(xué)生帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

1.2 大學(xué)生開展化工研究存在的安全問(wèn)題

高校科研實(shí)驗(yàn)室通常由研究課題老師負(fù)責(zé)建設(shè)、使用和管理。當(dāng)前高校老師事物繁多(如需要定期的備課、授課與批改作業(yè)，經(jīng)常的文獻(xiàn)調(diào)研、研究結(jié)果整理與項(xiàng)目申報(bào)，不定期的外出交流和企業(yè)調(diào)研等)，在實(shí)驗(yàn)室安全管理方面不可避免會(huì)存在疏落。從科研技能和安全風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知角度來(lái)說(shuō)，大學(xué)生屬于實(shí)驗(yàn)室新手，也是實(shí)驗(yàn)室成員中最容易出現(xiàn)安全問(wèn)題的一環(huán)。大學(xué)生在化工實(shí)驗(yàn)室中的安全風(fēng)險(xiǎn)包括以下幾個(gè)方面：①很多大學(xué)生(尤其是低年級(jí)大學(xué)生)在進(jìn)入化工實(shí)驗(yàn)室之前只掌握了常規(guī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)專業(yè)性較強(qiáng)的操作以及先進(jìn)儀器設(shè)備的使用缺乏了解和訓(xùn)練，容易造成操作盲區(qū)或設(shè)備損壞(如本實(shí)驗(yàn)室曾有大學(xué)生采用常規(guī)蒸餾水用做高效液相色譜流動(dòng)相，導(dǎo)致色譜柱堵塞)。②大學(xué)生安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)薄弱，對(duì)自己和他人的防護(hù)要求不嚴(yán)格，有時(shí)為了貪圖方便不按操作規(guī)范進(jìn)行(如開展涉及有毒氣體的反應(yīng)不在通風(fēng)櫥中進(jìn)行或不戴防毒面具等)，容易造成人為事故。③由于專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和研究深度有限，大學(xué)生對(duì)有些化學(xué)反應(yīng)特性(如硼氫化鈉與水會(huì)劇烈反應(yīng)甚至爆炸)在以前課堂上并無(wú)涉及且沒(méi)有預(yù)先做功課，獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易導(dǎo)致“意外”事故發(fā)生。④一些大學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室藥品放置和廢棄物處理方式缺乏正確的認(rèn)知，又恥于向指導(dǎo)老師詢問(wèn)，導(dǎo)致一些不良現(xiàn)象(如把大量有機(jī)溶劑倒入下水道)時(shí)有發(fā)生。

1.3 建立規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室安全方案及檢查制度

基于上述大學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題，指導(dǎo)老師責(zé)任非常重大，且非常必要建立規(guī)范、有效的實(shí)驗(yàn)室安全方案，具體可包括以下幾個(gè)方面：①針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建立實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)入制度。大學(xué)生必須提前了解實(shí)驗(yàn)室涉及的所有(包括自身實(shí)驗(yàn)和其他人實(shí)驗(yàn))潛在安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題；大學(xué)生必須掌握具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所涉及的操作方案、以及對(duì)專業(yè)設(shè)備的使用進(jìn)行預(yù)先學(xué)習(xí)或培訓(xùn)。②嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)室所有成員(包括老師和大學(xué)生)做好安全防護(hù)措施，養(yǎng)成良好的安全行為氛圍。為此，本人所在實(shí)驗(yàn)室每年都會(huì)采購(gòu)大量安全防護(hù)用品(包括一次性手套、防毒面具、護(hù)目鏡、一次性口罩、勞工手套、滅火器等)，以提供充分的安全物質(zhì)保障。③針對(duì)大學(xué)生較少接觸的化學(xué)反應(yīng)，指導(dǎo)老師有責(zé)任和義務(wù)對(duì)這些化學(xué)反應(yīng)原理和性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的分析和講解，特別是涉及安全風(fēng)險(xiǎn)的部分需要著重強(qiáng)調(diào)并建立防護(hù)措施，杜絕開展安全風(fēng)險(xiǎn)未知的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。④建立完善的藥品保存與使用制度，要求大學(xué)生了解藥品分類放置的重要性和必要性、確定藥品按性質(zhì)分類保存在專門藥品柜中，并嚴(yán)格要求藥品使用完后物歸原處； 嚴(yán)禁藥品帶離實(shí)驗(yàn)室。⑤對(duì)于化學(xué)反應(yīng)“三廢”產(chǎn)品，堅(jiān)決按學(xué)校要求建立實(shí)驗(yàn)室“三廢”分類收集和保存制度，并嚴(yán)格要求大學(xué)生按制度執(zhí)行。

在建立實(shí)驗(yàn)室安全制度和對(duì)大學(xué)生充分培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，安全檢查是保證實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行的另一種重要措施。指導(dǎo)老師有必要開展定期檢查和不定期抽查，從安全管理、操作規(guī)范、防護(hù)措施、藥品保存、三廢處理等多個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全隱患進(jìn)行檢查，強(qiáng)化大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)，避免安全事故發(fā)生。另一方面，積極引導(dǎo)大學(xué)生參與安全管理，組織安排大學(xué)生擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室輪值安檢員，以增強(qiáng)大學(xué)生的主人翁意識(shí)和提升大學(xué)生的責(zé)任意識(shí)。

2 大學(xué)生科研效率現(xiàn)狀與思考

2.1 大學(xué)生科研效率低下

當(dāng)前，化工類大學(xué)生在科研實(shí)驗(yàn)方面的研究效率并不高，主要有以下幾個(gè)方面原因。

2.1.1科研時(shí)間較為零碎

當(dāng)前化工專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)理論課程較多，且有一定的時(shí)間花費(fèi)在其他活動(dòng)方面。因此，除了大四第二學(xué)期學(xué)生做畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))，其他階段很難有整片(如連續(xù)3天)的時(shí)間進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室，給一些需要長(zhǎng)時(shí)間或連續(xù)性的化工反應(yīng)操作帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

2.1.2科研自主性不強(qiáng)

很多大學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室是基于自己的科研項(xiàng)目(如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、大學(xué)生“攀登計(jì)劃”等)。在項(xiàng)目研究過(guò)程中，學(xué)生不僅需要了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外科研動(dòng)態(tài)，而且需要有明確的研究目標(biāo)和思路。但當(dāng)前大學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)(尤其是英文文獻(xiàn))查新和追蹤能力水平較弱，且很難長(zhǎng)期堅(jiān)持，以致很難充分了解所研究課題的前沿進(jìn)展。在具體研究過(guò)程中，大學(xué)生較少自己獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，主要是在指導(dǎo)老師提供詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案的情況下完成具體實(shí)驗(yàn)操作。有些學(xué)生甚至沒(méi)有明確的課題和目標(biāo)，只是跟著課題組研究生打下手、做一些低技術(shù)含量工作(如刷瓶子、洗試管等)。

2.1.3研究成果整理能力需提高

在完成實(shí)驗(yàn)工作后，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展計(jì)算與分析、撰寫研究報(bào)告是化工實(shí)驗(yàn)研究的必要一環(huán)，也是提高大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的重要組成部分。當(dāng)前我校在第5學(xué)期開設(shè)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理等理論課程，整體來(lái)說(shuō)學(xué)生經(jīng)過(guò)該課程學(xué)習(xí)后對(duì)化工數(shù)據(jù)處理的相關(guān)軟件和技能有一定的了解。但是對(duì)進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室的大學(xué)生(尤其是大一、大二學(xué)生)來(lái)說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和研究報(bào)告撰寫方面還有巨大的學(xué)習(xí)和改進(jìn)空間。主要包括以下幾點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)完成后沒(méi)有馬上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的良好習(xí)慣，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法給后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供及時(shí)的參考，有時(shí)甚至?xí)箶?shù)據(jù)遺忘；有些大學(xué)生甚至在完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很長(zhǎng)一段時(shí)間里，都只是留給指導(dǎo)老師一堆紊亂的、未經(jīng)整理的數(shù)據(jù)。②沒(méi)有對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理成為更有展示度的圖表的習(xí)慣，部分學(xué)生對(duì)一些專業(yè)繪圖軟件(如Chemdraw)的使用并不熟練。③大學(xué)生缺乏系統(tǒng)化的科技論文(報(bào)告)寫作培訓(xùn)，對(duì)研究報(bào)告(或?qū)W術(shù)論文)的撰寫能力較弱；一些大學(xué)生甚至沒(méi)有撰寫研究報(bào)告(或?qū)W術(shù)論文)或研究成果的分享意識(shí)，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)做完后自己知道結(jié)果就行了。

2.2 提高大學(xué)生科研效率的思考

針對(duì)當(dāng)前大學(xué)生低效科研的問(wèn)題，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室發(fā)展現(xiàn)狀，有以下思考。

2.2.1在保證學(xué)業(yè)要?jiǎng)?wù)的情況下制定有效實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

由于本科生學(xué)業(yè)繁重，在工作日開展實(shí)驗(yàn)研究的時(shí)間上很難具有連續(xù)性，指導(dǎo)老師很有必要為本科生制定一個(gè)不影響學(xué)習(xí)情況下的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。在具體安排方面，可綜合考慮以下兩種做法：①充分利用周末時(shí)間來(lái)完成主要反應(yīng)所需要的長(zhǎng)時(shí)間工作，并以平常的課余零碎時(shí)間來(lái)完成實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作(如化學(xué)反應(yīng)裝置搭建等)和反應(yīng)后處理工作(如儀器設(shè)備清洗等)。②考慮到大學(xué)生每周開展實(shí)驗(yàn)的時(shí)間實(shí)際上不多，在整個(gè)項(xiàng)目時(shí)長(zhǎng)安排方面根據(jù)情況適當(dāng)延長(zhǎng)，以保證學(xué)生有足夠的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為此，可吸引和鼓勵(lì)低年級(jí)(如大一、大二)本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并將他們所開展的研究項(xiàng)目與后續(xù)的本科畢業(yè)論文相結(jié)合，這樣不僅可以保證實(shí)驗(yàn)研究的延續(xù)性，也有利于提高學(xué)生積極性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)2～3年的專業(yè)研究，有利于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究深度，有利于提升大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)技能，也有利于提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平。

2.2.2建立提高學(xué)生自主性的訓(xùn)練方案

在大學(xué)生申請(qǐng)進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室獲批后，為了提高大學(xué)生的實(shí)踐能力和自主能力，指導(dǎo)老師可從以下方面引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)研究：①實(shí)驗(yàn)前向大學(xué)生詳細(xì)講解當(dāng)前研究課題的意義和前景、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展以及本實(shí)驗(yàn)室研究方向特色等，以開闊學(xué)生的思維和增強(qiáng)學(xué)生的興趣。②強(qiáng)調(diào)文獻(xiàn)查詢的重要性，并對(duì)一些常用的化工文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)(如中國(guó)知網(wǎng)、Web of Science、 ACS、RSC、ScienceDirect等)的使用方法進(jìn)行介紹和講解，鼓勵(lì)學(xué)生經(jīng)常追蹤了解當(dāng)前自己所研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展。③引導(dǎo)和鼓勵(lì)大學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在確保沒(méi)有安全風(fēng)險(xiǎn)下支持大學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果或現(xiàn)象與大學(xué)生及時(shí)討論和反饋，以增強(qiáng)他們完成實(shí)驗(yàn)的成就感。④對(duì)于沒(méi)有明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)或不自主開展實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生，應(yīng)暫停其研究項(xiàng)目，以保證實(shí)驗(yàn)室良好的研究氛圍。

2.2.3加強(qiáng)大學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理與科技報(bào)告撰寫的培訓(xùn)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和研究報(bào)告的撰寫有利于深化大學(xué)生對(duì)整個(gè)研究的認(rèn)知，鞏固所學(xué)習(xí)知識(shí)和應(yīng)用技能，并提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了加強(qiáng)大學(xué)生這方面的能力，指導(dǎo)老師可以開展以下幾點(diǎn)工作：①及時(shí)向大學(xué)生闡釋科學(xué)研究包括文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與操作、結(jié)果分析與數(shù)據(jù)整理、研究報(bào)告(論文)撰寫等全過(guò)程；強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理和研究報(bào)告是科研實(shí)驗(yàn)過(guò)程中重要的一環(huán)，從思想上加強(qiáng)大學(xué)生對(duì)科研全過(guò)程的認(rèn)知。②有必要不定期組織全體實(shí)驗(yàn)室成員就專業(yè)方向的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題進(jìn)行解答和指導(dǎo)，并建立研究生—高年級(jí)本科生—低年級(jí)本科生對(duì)數(shù)據(jù)分析技能傳授的“傳幫帶”良性發(fā)展體系。③學(xué)?；蛘邔W(xué)院有必要針對(duì)性地開設(shè)相關(guān)選修課或?qū)ｎ}報(bào)告(如科技論文寫作指導(dǎo))，組織專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生開展科技報(bào)告(論文)相關(guān)資料的整理與撰寫，從而促使大學(xué)生掌握相關(guān)科技論文的寫作方式與技巧，并培養(yǎng)其良好的學(xué)術(shù)規(guī)范。④建立激勵(lì)機(jī)制，對(duì)大學(xué)生所撰寫的研究論文在國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表后給予一定的表?yè)P(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)，并作為學(xué)生評(píng)優(yōu)的重要支撐，從而激發(fā)學(xué)生參與的熱情和積極性。

3 結(jié)論

大學(xué)生開展科學(xué)研究有利于提升大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力以及實(shí)踐能力，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有重要意義。在化工類大學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室安全方面應(yīng)當(dāng)引起重視，建立規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室安全方案及檢查制度非常必要。為了提高化工類大學(xué)生的科研效率，指導(dǎo)老師有必要幫助制定有效的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、從提高大學(xué)生自主性角度出發(fā)建立訓(xùn)練方案，加強(qiáng)大學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理和科技報(bào)告撰寫的培訓(xùn)。