开放式实验的开放管理模式构建与实践

夏云生+王甜甜+冯莹+郑轶丹+包德才

摘要：针对渤海大学化学系实验教学现状，我们以基础化学实验教学中心、教师和学生为主体，从开放式实验教学模式着手，针对改革实验教学模式、改善实验教学效果和改变实验教学的开放式管理等几个问题展开探索和研究，达到培养学生的实践能力、创新能力，充分发挥实验室功能的目的，取得了良好效果。

关键词：开放式实验教学；综合素质；实践训练

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）25-0173-02

大学生创新性实验计划是高校本科教学质量与教学改革工程的重要组成部分[1]，高校的实验教学正是理论结合实践的真切体现，是培养学生创新能力与实践能力的重要环节[2]。随着教育教学改革的深入，提升实验教学质量和学术水平、提高学生创新和实践能力、加强实验和实践教学环节，建设有特色的开放式实验及其管理体系是对常规实验教学的有益补充。真正意义的开放式实验是有长效管理机制，长期的全方位开放[3]；是充分利用资源、培养学生创新能力的开放；是为社会和学生服务的开放。为实施开放式实验的开放式管理，我校投入了大量的人、财、物，将开放式实验与大学生科技创新活动及创新学分相结合，极大促进了学生“我要学习”的主动性，取得了良好效果。

一、开放式实验的设计与实施

开放式实验是将实验和实践教学转向以学生为中心的新型实验教学模式，而不是简单的扩大开放对象和范围。在实验时间和实验内容两个方面进行开放管理，实验时间开放是指除了正常的教学时间外对学生开放[4]；实验内容开放是指以具有创新性、综合性或设计性的实验为主，让学生自由动手动脑，形成自主学习的思维方式和能力。一般在每学期结束前2—3周由实验室向学院提出开放项目的申请，经过学院、学校和专家评审后，于下学期初公布并组织实施。具体流程为：申报课题→审核公布→师生互选→组织实验工作→收效总结。经过多年的实施，形成的开放形式主要有以下4种。

1.预约实验型。发布基础实验教学计划以外的实验课题和相关题目，学生网上预约实验，并自主完成方案设计、装置安装和调试，经指导教师审阅后进行实验，撰写总结报告或相应论文。例：对于“高比表面积介孔碳的孔结构性质表征”训练题目，联系主干课程——物理化学中的有关知识，通过学习ASAP 2020型比表面积和孔结构测定仪的基本原理和基本操作，使用BET法计算比表面积、使用BJH法计算孔径分布。做到理论联系实际，锻炼了动手动脑能力，提高了分析和解决实际问题的能力，激发了学生参与科技创新的热情。

2.大型仪器设备使用的演示或培训型。实验室公布大型仪器设备开放的内容和时间，学生根据自己的年级和专业特点，选择申请相关仪器的操作训练和技术演示，掌握其原理和操作技术，教师进行必要指导。例：“日立S-4800型场发射扫描电镜使用培训”项目，该仪器可以观察微米、纳米级样品的表面特征。学生通过现场观摩和培训，达到了解和掌握大型仪器的原理和使用的目的，为科研、工作和学习打下扎实的基础。

3.学生参与科研型。对于高年级学生，实验室发布科研项目中的开放研究题目，吸纳优秀学生参与实验室的科学研究过程。例：“鸡蛋膜基超级电容器的研制”项目，通过对日常生活中的废弃物，如鸡蛋膜、螃蟹膜等为碳源，通过高温碳化、活化等过程得到电极活性物质，并以生物质膜作为电极隔膜材料，制备成超级电容器，可以变废为宝，为新型超级电容器用电极活性物质和电极隔膜材料的制备提供一种新的方法和思路。

4.学生科技创新项目型。列入大学生科技创新项目，结合实验室的条件，到相应实验室开展实验活动。学生在教师指导下开展科技创新训练工作，从选题入手，全面参与、独立完成项目。例：“含铬铝泥综合利用研究”项目，对于含铬铝泥是红矾钠生产过程中产生的危险固体废弃物，含有大量的Cr（Ⅵ），有致癌性。学生利用所学知识并参考相关文献，采用化学方法提取含铬铝泥中的有效成分，對其进行回收利用。

学生根据自己所选择的实验项目，查阅文献和资料设计实验方案[5]。鼓励学生大胆尝试，注意实验细节和实验安全，教师可以指导学生设计实验方案中的关键性问题。经历了文献的查阅、筛选和总结，实验方案的设计、修正等环节，学生对实验任务表现出极大兴趣，既肯定了学生的主动性又发挥了教师的主导作用[6]。

二、开放式实验的管理

开放式实验的日常管理以实验中心或实验室管理为主，学校以相近专业、资源共享为原则进行统筹规划集中管理，提高实验仪器的使用率。学校已经制定并实施了一整套完整的管理办法，并取得了良好的效果。如：学校为了鼓励教师和学生在课余时间开展开放式实验研究，对指导教师和实验技术人员给予必要的资助[2]，并将所取得的成果计入教师的工作业绩和学生的创新学分。

三、实施开放式实验的成效与体会

充分调动了学生学习的主动性，变传统实验教学的被动式学习为主动探索式学习，这种教学方式不仅向学生传授了知识，培养学生的综合创新技能，也提高了教师的综合素质，使教师专心自己的教学和科研工作。实施开放式实验打破了学科、年级的限制，不同年级不同专业的学生之间可以更好的交流和互补，丰富其知识体系，拓展了知识面[7]，培养了学生查阅文献的能力和创新精神，培养了学生撰写科研报告和学术交流的能力，为毕业论文（设计）的顺利进行奠定了基础。开放式实验的实施提高了仪器设备的使用率，使学生对大型仪器设备的使用有更加深刻的认识，有充分的机会参与科研项目[8]，了解学科前沿，也给科研工作注入了新鲜血液。

开放式实验的开放式管理模式首先打破了课程之间的制约，将不同课程或实验内容相结合，发挥了实验教学在培养学生综合素质和创新能力方面的优势；其次是利用业余时间灵活开展实验工作，打破了传统课程体系的制约，使实验教学融入了学习生活中去，贯穿了以学为主、以教为辅的思想[9]，取得发良好效果；最后，以“酱油中铁含量分析的正交实验研究”为例，说明开放式实验的开放式管理的实施过程。该项目列入“学生科技创新项目型”开放项目，将食品化学、分析化学和数学的相关知识结合在一起，学生从酱油中铁的存在形式、检测方法和正交实验设计三个方面入手，查阅资料，制订实验方案，与指导教师讨论确定方案后开展实验工作。结果表明，该题目可以将学生所学知识有机地结合在一起，通过开放模式实验的研究工作，使学生的素质和能力有了很大提高，增强了该生就业的竞争力。

參考文献：

[1]任良玉，张吉维.实施大学生创新性实验计划 探索基于课题的本科创新人才培养模式[J].中国大学教学，2011，（4）：26-27.

[2]杨秀平，梁永民.大学化学实验教学改革与创新[J].高等理科教育，2008，81（5）：109-112.

[3]尹智宏.如何设计全新的现代“开放共享”实验室[J].实验室研究与探索，2012，31（6）：168-172.

[4]熊宏齐.凝练开放式实验教学核心要素，构建研究型大学实验教学体系[J].实验技术与管理，2010，27（12）：4-7.

[5]周琪锋.高校开放式实验室建设的探讨与实践[J].中国现代教育装备，2008，（6）：124-125.

[6]王兵贤，胡康秀，王泽文.自主学习模式下“数值分析”实验教学的探索与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（6）：147-149.

[7]郑琼茹，钱波.高校开放实验教学体系的管理制度研究[J].教育教学论坛，2010，（30）：89-91.

[8]贺萍，许卉，邬旭然.培养能力和素质的有效途径——科研技能综合实验教学[J].大学化学，2003，18（6）：12-13.

[9]郭玲香，周钰明，雷立旭，王国力.基于创新能力培养的有机化学实验教学体系研究[J].长春理工大学学报（高教版），2009，4（12）：145-146.

Establishment and Practice of Open Managing Mode for Opening Experiment

XIA Yun-sheng，WANG Tian-tian，FENG Ying，ZHENG Yi-dan，BAO De-cai

（College of Chemistry and Chemical Engineering，Bohai University，Jinzhou，Liaoning 121013，China）

Abstract：According to the current status of experimental teaching for department of chemistry，Bohai University，one researched how to innovate experimental teaching，to improve the quality of experiment teaching and to charge the open management experiment teaching etc.From the opening experiment teaching platform based on chemistry experimental teaching center，teachers and students. The good results show that open managing mode of opening experiment not only foster the students' practical ability and innovative ideas，but also improved the efficiency in use laboratory.

Key words：opening experimental teaching；comprehensive quality；practical training