开放性实验室建设的难点及对策

2014-04-08王超

衡水学院学报 2014年4期

王超

(衡水学院化工学院，河北衡水 053000)

建设开放性实验室是目前我国高校实验室改革和发展的趋势，在本科教学评估指标体系中有明确要求.开放性实验室就是将实验时间、实验仪器设备、实验场地、实验资料、实验指导人员等实验室资源，部分或全部地向实验者(包括专科生、本科生、教师、技术人员等)有目的地开放，从而为实验者完成某个实验项目提供服务[1].开放性实验室建设有利于培养复合型、创新型人才，提高学生的自学能力、动手能力和创新意识.

1 开放性实验室的重要性

1.1 开放性实验室有利于实验教学改革

在传统的实验教学模式下，教师一般进行的是灌输式教学，学生按实验教材的要求进行实验.在上课之前，教师会将实验原理、仪器装置、操作步骤等进行详细的讲解.学生做实验的目的就成了按照教师所讲的内容来进行操作，验证一些已知的数据，根本不会对实验方案、实验方法和实验技巧进行研究.可以说做实验根本不用自己动脑筋.在教学过程中常常会出现仪器出了故障不会处理，实验结果不准确不会分析等多方面问题.这种实验模式虽然可以让学生学习到一些基本的实验方法，了解一些基本仪器设备的使用规范.但是教学质量不佳，约束了学生学习的主动性和创造性，不利于培养学生的创新能力，使学生很难成为创新型人才，最终被社会淘汰[2].为了提高学生的综合素质，近几年来，各高校在实验项目设置中加入了开放性实验，这有利于进一步深化教学改革、提高实验教学质量和学生综合素质[3].

1.2 开放性实验室有利于实验室设备充分利用

传统的实验教学，实验室中的仪器设备只有在上实验课时才能使用，其余时间处于闲置状态，场地和设备利用率低.而一些想要解决在学习中遇到的问题或实现某些设计思想的学生却找不到实验场所，无法做提高性和研究性的实验.而开放性实验室的管理模式，可以克服上述弊端，使实验仪器设备得到充分利用.

1.3 开放性实验室有利于提高学生综合素质

传统的实验教学中，学生只需按照教师事先拟定的实验步骤完成即可，在实验开始前就知道实验结果.并且传统的实验教学学时较短，实验项目多，没有给学生留出自己思考的时间，不能让学生自己将所学到的理论知识应用到实验中去，学生在实验教学过程中走马观花、敷衍了事，使教学质量大打折扣.这种理论与实验的脱节影响了人才培养的质量.开放性实验能够激发学生学习的主动性，实现理论知识与实践操作的有效结合.开放性实验可以起到对所学理论知识的加深理解和复习的作用，还可以对所使用的仪器设备、所用到的实验科学理论进行探索和研究，培养学生扎实的实验基本功.开放性实验是在学生掌握了实验原理、实验步骤的基础上，自己查阅大量资料，然后再通过分析对比设计出最佳方案，这个过程培养了学生的自学能力.在实验过程中学生自己独立配制药品、搭配仪器、观察实验过程和整理实验结果.做完实验以后学生需要清洗仪器，整理实验室、实验器具.在这个过程中丰富学生的课余生活，在自己准备实验的过程中促使理论联系实际，更加深刻地理解实验原理和实验方法，促进学习成绩的提升，提高动手操作能力，有利于培养和提高大学生的实践动手能力，增添其学习兴趣[4].

2 开放性实验室建设的难点

2.1 难以照顾学生差异

本科院校学生来源广，学生的基础不同，尤其是他们的实验水平不同，有的学生在高中时接触的实验很少，有的甚至没做过实验，实验基础非常薄弱，按质按量地完成基础实验课学习任务尚存困难，而有的学生动手能力强，有自己的想法，有一定的创新能力，做实验时积极主动，这些学生有扩展自己实验能力的需求，基础的实验课学习满足不了他们的要求.开放性实验室若搞“一刀切”，实验室不进行分类，将进一步加大这两类学生的差距.

2.2 实验过程难以评价

在开放性实验室中进行的实验一般是综合性、设计性实验，要求多名同学组成团队进行实验，并且实验要求学生们通过团队合作自己安排实验时间，自己设计实验方案.但是由于学生水平参差不齐，有时不能提高团队合作能力，而使一些只为拿学分的学生“浑水摸鱼”.开放性实验室中没有完全固定的时间，指导教师无法在实验的过程中进行全程监督，无法正确评价每位学生的综合能力，需要有一套完整成熟的成绩评价体系.

2.3 实验安全难以控制

实验室里存放着大量常用仪器设备和药品，在实验室进行实验的过程中潜伏着许多危险因素.建设开放性实验室的一个很大的挑战就是实验室和实验的安全管理，因为实验数量多，学生的实验水平、操作能力不同，加上缺乏指导教师的全程监督指导，将会给实验室和实验的安全带来隐患.

2.4 经费和工作量计算难

在传统实验室管理模式中，实验仪器、药品等经费投入均有固定的计划，而开放性实验室由于实验项目的随机性则打乱了实验仪器、药品购置的固定性，这给本来就捉襟见肘的实验经费投入带来更大的挑战.此外，开放性实验室建设任务相对较重，要激发教师们的积极性，就需要制定出一套合理有效的工作量计算办法和奖励措施.

3 建设开放性实验室的对策

3.1 开放性实验室实行分类管理

为照顾实验基础不同的学生，建议将开放性实验室按照性质进行分类，进行梯度分层式管理.攀枝花学院生物与化学工程学院将开放性实验分为教学型开放实验和非教学型开放实验，并对参加非教学型开放实验的学生做了要求[5].只有完成教学大纲要求的项目，并且成绩优秀或某一方面有特长的学生才能申请参加非教学开放实验项目.泰山医学院将开放实验分为基础仪器设备使用实验，教学实验的扩展性实验，与教师科研相结合的实验[6].这些院校实验教学因材施教的做法，值得我们参考.

3.2 加强实验过程管理

开放性实验室模式下，学生进行实验的时间自由，会出现学生实验进度不用、方法不同、实验步骤不同等情况.因此，需要严格的过程监控制度.为了得到更好的教学效果，除了教师监控之外，还应该加强学生对实验过程的原始记录管理.浙江科技学院生物与化学工程学院要求在申报难度较高的设计性开放实验时要具体填写实验内容的详细介绍，学校组织有经验的专家进行论证，参加该项目的学生提交实验方案设计、中期检查报告和论文形式的实验总结，并组织 1－2名学生进行开放性实验的汇报答辩[7].温州大学化学与材料工程学院要求开展开放性实验项目中期检查，要求课题小组以报告的形式上交前期工作总结并进行实际情况汇报[8].同时要求填写开放实验记录本(学生用)、开放实验项目材料领用登记本(指导教师和学生用)、实验室接待开放实验项目登记本(实验室用)和经费使用卡.这就在很大程度上加强了实验过程的管理，有利于指导教师进行学生实验过程的评价.

3.3 加强实验室安全教育

实验教学具有一定的危险性，若操作不正确可能会损坏仪器，甚至给学生带来人身伤害.在开放性实验室建设中，建议在每学期开放性实验开始之前，应该对学生进行安全教育，将在实验室中做实验应该注意到的事项进行提醒、培训，确保开放性实验过程中的安全.同时还需要学生仔细预习，熟悉自己所用的仪器设备，药品性质，确保实验安全.河南中医学院药学院采取勤工助学的方式吸收学生参与到实验室管理中来，以解决实验室管理人员短缺的问题[9].台州学院生命科学学院实行指导教师负责制，动员院系教师投入到开放性实验的开展中来[10].

3.4 加大投入，做好预算

开放性实验室项目若与教师科研联系起来，不仅可以使实验项目相对集中，并且可以保证实验项目的持续性.杭州师范大学材料与化学化工学院采用微型实验的方法解决了开放性化学实验所需试剂和实验仪器与设备种类多、实验经费不足的问题，值得借鉴[11].

对开放性实验室的指导教师适当给予奖励，将有利于教师工作量的计算.浙江科技学院生物与化学工程学院对开放性实验进行分类，并且不同种类的开放性实验项目由学校给定一个大致的学时数范围和允许的学生数，如简单的仪器操作实验学时数定在 3～6学时内，但可允许一次容纳 20人以上的学生；较为复杂的“经典”实验学时数大致定为 10～20学时；而与科研结合紧密的设计性实验则可定在 20～50学时不等，但可接纳学生数比较少.温州大学化学与材料工程学院对进行开放性实验的教师进行奖励，完成项目的教师能拿到最后的奖励，一般为总经费的30 %～50 %[11].