应用化学专业实验室开放模式探索

2013-04-10段中余章文军姚颖悟

实验室研究与探索 2013年6期

段中余，章文军，姚颖悟

(河北工业大学化工学院，天津300130)

0 引言

随着时代的飞速发展，对于化学化工人才的实践操作技能和创新能力的要求也迅速提高［1-2］。如何更好地满足社会对人才的需求，是高校教育必须面对的重要问题。对应用化学专业的学生而言，实验技术与能力是今后科技创新的重要保证。增加应用实践性及体现专业特色的选修课，专业课与基础课并重，实践课与理论课并重，重视体现学科前沿的新知识，已成为人们发展应用化学专业的共识［3-6］。实践教学做为高等教育的重要组成部分，可以帮助学生更好地理解和掌握新知识、提升创新能力，也是将知识与能力、理论与实践有效结合的重要途径。而实验室做为高校实施素质教育、培养学生实践能力的重要基地，也应与时俱进。对一所高校来说，只有拥有高水平的实验室，才能拥有高水平的教学和科研。因此，应用化学专业实验室，作为本科生在校内的重要实践基地，如何有效而又高效地利用好它，是摆在许多专业管理者面前的重要课题［7-10］。因此，许多高校开展了各种实验教学与实验室开放模式的研究与实践［11-16］。我专业也于近期在专业实验室开放模式与管理上进行了大胆的探索。

1 进一步明确实验室开放管理工作的重要性

实验室在高校教学和科研中所起的作用越来越重要，专业实验室的开放能给学生更大的思考与选择空间，充分发挥学生学习的主动性，实现理论与实践的有效结合。

目前的现状是:①实验室管理人员少。只有一名专职的实验员，没有足够的精力对实验室全天候的监控与管理，也不能对设备、仪器进行及时的维护和保养。一些大型仪器设备没有得到充分开发和利用，阻碍了科研和教学活动正常进行。②实验室空间有限以及实验教学单一、缺少活力，影响了教学质量提高。从专业实验来说，验证性实验多，科学研究与实验教学结合少，实验室综合能力差，限制了学科交叉、渗透、联合，影响了新学科的发展，限制了实验教学的改革。同时由于专业实验室空间小，仪器设备有限，很难安排一些设计性、综合性实验，不利于提高教学质量，也不利于学生动手能力和创新能力的培养。③建立开放性专业实验室的制度还不完善。开放式教学也给实验室管理和教师工作带来一定的难度，例如，开放实验的时间和专业实验课的时间冲突问题，开放实验室日常实验管理问题，一些基本实验仪器使用管理问题等，都迫切需要制定一定的措施。

为了更有利地培养学生的实践操作能力及创新精神，同时专业实验的教学改革也必须以开放实验室为前提，因此实施专业实验室的开放式管理势在必行。

2 确立实验室开放的模式

本专业每年有大一和大三学生各约30人，目前有专业实验室2间，各70 m2。主要承担大四学生第一学期专业实验(包括精细化学品合成实验及应用电化学实验两部分)和第二学期部分本科毕业生的论文工作(其余学生在指导老师各自的实验室或者去有合作的本地药企)。对于大一和大二学生我们不鼓励其过早进入专业实验室，希望他们在大学前两年能够扎扎实实地打好四大化学理论和实验基础，所以我们专业实验室的开放可分三个层次进行:面向大三学生的科技创新项目开放;面向大四学生的专业实验课开放;面向大四部分学生的本科毕业论文阶段开放。开放时间除正常工作日外，还包括周六日和假期。

(1)实验室的消防及人员安全保障。实验室的消防及生命财产安全保障在任何时候都是应首先考虑的问题。所有实验室，安全、消防等规则，齐全并贴在实验室墙上醒目位置;消防器械定期检查(实验员负责);所有的实验在开始前，要求学生将简要流程、所需药品、可能出现的安全问题(水、电、气、危险化学品、易燃和易爆品等等)、预案，应急措施一一列出，并督促指导教师审查后(系里备案)，张贴于实验室墙上;所有学生进实验室前必须接受安全教育。

(2)实验员、指导老师、研究生各司其职。应用化学专业非常重视自身队伍建设，一方面不断从国内外引进优秀人才，另一方面也不断为现有的教学科研人员创造条件，选派中青年教师到德国、比利时、新加坡等国交流学习。他们均承担着本专业的专业基础课和专业课程的教学工作，具有从事本科和研究生教学的实践经验与实验技能。承担多项国家、河北省、天津市的科研纵向项目以及与企业联合的横向项目，取得了可喜的成果。这些教师都有强烈的意愿及较充足的科研经费，希望及早选择培养一批优秀的本科生，充实到他们的科研队伍中去。让学生及早地参与到科研工作中来，不仅避免了学生在下一学期进行毕业论文选题时的盲目性，为学生毕业论文工作的顺利开展打下了一定的基础，也为老师们的科研注入了新的活力。

面向大四部分学生的本科毕业论文阶段，也由指导教师负全责。实验员负责实验室日常的维护，公共药品的管理等等;对于本科生的管理，每个指导老师会派研究生进行协助，鼓励研究生参与实验室管理，协助实验室管理人员完成实验室仪器设备的使用记录，协助完成仪器设备的日常维护保养和专业实验课程的准备工作。

一些大型科研用设备分到本专业各个导师课题组中，课题组派专人负责仪器设备的日常维护保养以及维修。其他人使用要得到导师同意方可。这种措施减轻了实验管理人员的工作负担，也提高了大型仪器的开发和利用率。

(3)建立合理的专业实验室开放管理制度。为了使实验室的有限场所、仪器设备和资金最大限度地发挥效益，有力地调动实验技术人员的积极性，有效地提高他们的工作效率，必须建立健全和完善各种管理规章制度和实验操作规程。实验室制定一些规章制度规范学生的行为，对不按照规定执行的学生，要采取一定惩罚措施，以此来保证开放实验室正常运行。开放实验室的管理主要由学生担任，教师有限度的参与进去，指导老师要对开放实验室的工作进行检查、指导，做到及时发现问题，及时解决问题。

3 开放实验室的具体举措与成效

以面向大三学生的科技创新实验为例，每年的五月中旬由教师上报课题，提供一些适合学生现阶段知识体系和专业特点，具有一定研究性和创新性小课题，学生可根据自己的兴趣选择老师的或自己的课题，按照至少2名同学组成一组，双方协商，最终确定科技创新项目，系里备案确定指导关系。六月中旬系里开全体指导教师大会，协商实验室实验台面、实验柜、玻璃仪器的分配，明确责任(指导教师全程负责)，药品系里给报销固定的金额。系里的仪器公用，其余费用(药品超额部分及去它处的测试费)由指导教师负责解决。假期里或大三伊始，在教师的指导下，学生查阅相关的文献和资料，初步了解课题的立项背景，经过师生共同商讨，制定出科学、合理、可行的实验方案，连同可能出现的安全问题(水、电、气、危险化学品、易燃和易爆品等等)、预案及应急措施一一列出。这时，学生就可以进入实验室做实验。项目完成时，学生要写出相应的项目总结。

专业实验室的开放满足了不同层次学生的需求，使学生由被动式实验变为主动式探索学习，激发了学生的实验兴趣和求知主动性，对于实验教学质量的提高起到了积极的作用。开放专业实验室使学生的综合素质得到了提高，创新意识得到增强。在开放实验室里，学生的操作技能受到全面提升，学生熟练掌握了一些常规仪器如循环水真空泵、电子分析天平、酸度计、磁力搅拌器、电导率仪、旋转蒸发仪、显微熔点测定仪、微波合成仪、超声波发生器等的使用方法。也学会了一些大型仪器的操作，如红外光谱仪、紫外分光光度计、气相色谱仪等。在开放实验室的实践中，学生手脑并用，增强了吃苦耐劳、团队协作精神。

4 结语

以提高学生实践操作技能和创新能力为目标，在应用化学专业实验室的开放模式上进行了积极的探索与实践，提出了一些具体的举措，并取得了一定的成效。通过开放实验室实践，学生手脑并用，提高了安全意识和动手能力强、敢于实践创新，受到了用人单位的普遍好评。另一方面，实验室的建设与管理是一项较复杂的系统工程，不断完善专业实验室的开放运行模式以及管理制度，使开放实验工作有效、持久和深入地进行，需要我们长期不懈地努力。

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