化學工程實驗室開放分析

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一、實驗室開放的必然性

實驗室是高等學校實施素質教育、培養(yǎng)學生實踐能力與創(chuàng)新能力的重要基地。從培養(yǎng)創(chuàng)新能力的角度看，實踐教學的作用大于理論教學，而作為實踐教學重要環(huán)節(jié)的實驗教學，對創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著更為重要的作用。實驗教學不僅教育學生掌握實驗的基本技能，提高實際操作能力，使學生從實驗中得到對實驗結果及規(guī)律的感性認識，加深對所學知識的理解，而且通過實驗發(fā)現(xiàn)問題，促使學生運用所學理論分析問題，并從實踐的探索中找到解決問題的方法。同時，引導學生在實踐的基礎上，設計新實驗，探索新觀點，并最終獲得新的技術，這就是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的真正目標。[1-3]實驗室開放是指各類實驗室在完成計劃內教學、科研任務的前提下，利用現(xiàn)有師資、儀器設備、設施條件等資源，面向學生和教師開放，為學生和教師提供實踐學習和科研條件。實驗室開放的主要對象是學生。[4-5]為全面貫徹教育部加強對學生進行素質教育的精神，全國各高校實驗室都在積極探索實驗室的開放模式。例如，天津大學精密儀器與光電子學院為了實現(xiàn)資源共享，提高大型儀器的利用率，建立了院辦系管實驗室的開放模式；[6]華南師范大學生命科學學院構建了全天候實驗室開放平臺，利用校園網(wǎng)進行網(wǎng)上預約和網(wǎng)上監(jiān)控的開放模式；[7]東北電力大學機電實驗室建立了“學生實驗網(wǎng)上預約系統(tǒng)”和“開放式教學管理系統(tǒng)”，大大促進了實驗室的開放管理；[8]中國地質大學則探討了大型儀器開放和實驗室管理方面的問題，[9]等等?？傊?，兄弟院校的實驗室開放教學經驗為我們建立適合學院實驗室開放的教學模式提供了很好的借鑒，[10-12]并且實驗室開放也是實現(xiàn)北京石油化工學院（以下簡稱“我校”）人才培養(yǎng)模式中“實踐特色”的重要措施。為充分貫徹我?！俺缟袑嵺`、知行并重、堅持走實踐育人之路”的辦學特色，充分利用現(xiàn)有的實驗室資源，加強學生的實踐性教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新性、應用性的高級人才，為學生提供一個開放的、自由的實驗教學平臺非常必要。目前，我校化學工程實驗室只承接化工專業(yè)的一門實驗課（化工工藝專業(yè)實驗），學時3周，學分3分。大部分時間儀器處于閑置狀態(tài)。一些儀器由于實驗學時不多，開機時間很少，一方面造成儀器使用效率很低，另一方面又高高掛起，學生接觸機會很少。另外，新購進的油品分析儀器設備由于沒有必修課實驗，也無法應用到學生的教學實驗中。因此面向學生開設大型儀器操作、油品分析方面的實驗課，讓學生走入那些大型精密儀器中間，讓學生認識它、了解它，使其很好地為學生的實踐教學服務，很有現(xiàn)實意義。學院投資建設實驗室，一方面是培養(yǎng)人才的需要，另一方面也要為地區(qū)、行業(yè)的經濟建設服務?；すに噷嶒炇乙丫邆淞藶榈貐^(qū)行業(yè)服務的基本硬件條件，但軟件的建設（如實驗教師的水平、實驗室的管理水平等）還亟待完善。只有通過對學生的培養(yǎng)與訓練及試驗平臺的逐步建設，擴大實驗室的知名度，才能逐步獲得社會的認可，實現(xiàn)服務社會的第二目標。為此不斷的建設與完善實驗室的開放工作，建立開放式的專業(yè)實驗平臺非常必要。

二、實驗室開放模式和內容的探討

目前我?；瘜W工程實驗室在時間上已經實現(xiàn)了開放，結合化工工藝專業(yè)研究型實驗的開設，學生可以在任何時間（包括周末、節(jié)假日）來實驗室完成實驗，時間上完全開放。但是實驗室開放不僅包括時間的開放，更應包括實驗項目的開放?，F(xiàn)在，本實驗室已經具備了開設油品分析實驗的條件，擁有油品分析實驗設備近20套，但由于沒有開設相應的實驗必修課，這些儀器至今沒有應用到實驗教學上。另外，實驗室開放定會大大增加實驗教師、實驗室管理人員的工作量；加大實驗材料的損耗以及儀器設備的損壞率；加大實驗室管理的難度。因此為保證實驗室開放順利健康的發(fā)展，必須建立一套有效的實驗室開放管理制度。因此，我校油品分析方向實驗室開放研究的內容有以下幾部分。

（1）整合本實驗室設備資源，建立本實驗室油品分析實驗項目庫，包括大型儀器操作型實驗庫，普通驗證型實驗庫，研究型實驗項目庫。

（2）利用校園網(wǎng)上的“教育在線”平臺建立化學工程實驗室油品分析開放實驗教學平臺，學生可以在此查看可開設的實驗項目信息，包括實驗內容、實驗學時、實驗儀器信息和實驗指導教師等。學生可以通過網(wǎng)絡與教師預約實驗時間。

（3）改善現(xiàn)在的專業(yè)實驗現(xiàn)狀，適當降低研究型實驗的比例而增加多種類型的選做實驗，以增加學生實驗的自主性和選擇性。

（4）對于低年級學生，可以開設大型儀器操作方面的實驗選修課，在高年級學生中開設與專業(yè)方向相關的實驗選修課，例如油品分析與測試實驗，加大選修課中實驗課的學時數(shù)，鼓勵學生進入實驗室。

（5）由于實驗室管理人員的緊張，可以聘請部分高年級的優(yōu)秀學生和研究生在課余時間負責部分儀器的管理。

（6）大型儀器的開機費用很高，為補充二級院系實驗費的不足，學院應建立大型儀器運行經費，專門支持大型儀器的運行。

三、開放實驗室的實施

經過兩年的研究與實踐，油品分析開放實驗室的探索獲得如下成果。（1）建立了油品分析實驗項目庫，編寫了實驗講義。根據(jù)目前實驗室的設備情況，開發(fā)了油品分析實驗12項，可供化工工藝專業(yè)、應用化學專業(yè)學生選擇。編寫了電子版講義，學生可根據(jù)選擇的實驗項目從網(wǎng)上下載。（2）開發(fā)建立了化學工程實驗室油品分析開放實驗教學平臺，匯集了各種實驗項目信息、儀器設備資料、實驗講義等，學生可以瀏覽，同時建立了對外服務項目。（3）建立了《油品分析實驗室開放管理辦法》，為進一步規(guī)范開放實驗室的管理提出嘗試。在構建實驗教學新體系、開放實驗室的過程中要循序漸進地加強學生創(chuàng)新能力的訓練。我們的實驗采取了三段式的教學方法，即以基礎實驗訓練“牽”著走、能力訓練“引”著走、提高訓練“放”手走的“牽、引、放”三個階段來對應實驗教學體系的“三個平臺”——對應于“牽”的階段，就必須培養(yǎng)訓練學生實驗的基本功（一些實驗基礎較差的學生應充分利用開放實驗室的特點，補齊實驗基礎能力訓練這一環(huán)節(jié)）；對應于“引”的階段，就要規(guī)范學生的實驗技能，通過不斷的實驗來提高學生的動手能力；對應于“放”的階段，這就要充分發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生自行設計實驗項目，自行制訂實驗步驟，自行檢查實驗結果，真正讓學生全面掌握實驗的全部要素以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。實驗室開放后，在2006～2007學年第一學期，化工工藝專業(yè)化2003級學生利用專業(yè)實驗，四個班的學生做了油品分析大型綜合性實驗，另有13名學生選作了油品分析其他操作性實驗。2007～2008學年第一學期，化工工藝專業(yè)化2004級學生利用專業(yè)實驗，四個班的學生做了油品分析大型綜合性實驗，應用化學專業(yè)應2004、應2005、應2006、應2007級學生中分別有16人、24、43、21人選修了油品分析操作性實驗。這兩屆學生實驗都是在實驗室開放的情況下進行的，學生沒有安排固定的實驗時間，可以根據(jù)自己的情況提前與教師預約，在一學期內完成實驗。目前，油品實驗室在時間上實行了開放，學生可以在業(yè)余時間到實驗室做實驗。實驗項目也進行了開放，學生有更多的選擇實驗的自由。在實驗項目上，開設了驗證性試驗、綜合設計性試驗、研究性試驗等，學生在做完一定學時的驗證性基礎實驗后，根據(jù)興趣選做綜合設計性試驗和研究性試驗，學生自由組合，形成實驗小組，內部做好分工。由學生自己查閱相關國家試驗標準、產品質量標準（例如車用汽油標準、潤滑油換油指標等），制訂試驗方案，經指導教師簽字確認后，由學生自己獨立完成。最后形成小組的實驗綜合報告。指導教師要把好試驗方案的制訂關，要學生在充分查閱資料的基礎上，根據(jù)綜合設計性試驗或研究性試驗的要求，制訂試驗目的，試驗方法，試驗內容等，明確小組的分工，以免部分學生偷懶，方案要體現(xiàn)出同學之間的相互配合，相互合作。但是由于宣傳得不夠，做實驗的學生不多。另外，我們實驗室的其他儀器也實行了有條件的向學生開放，經過培訓的學生可以使用。

四、結論

實驗室應選拔責任心強、知識面寬和實驗技能水平高的教師參加實驗室開放工作。要對參加開放實驗室的教師從思想和業(yè)務兩個方面進行培訓，盡可能地使他們成為本學科實驗教學指導方面的多面手。為確保開放實驗質量，必須對實驗室的開放制定一些切實可行的管理辦法，例如儀器設備怎么保護、損壞怎么賠償，實驗報告怎么評定，學分怎么給，對于在開放實驗室中取得重大成果怎樣進行獎勵等，仍需要擬訂一些規(guī)定予以規(guī)范。在開放實驗室的教學過程中，實驗室教師必將付出比以往更多的時間和精力。如何承認他們付出的這種勞動，教學管理部門和人事管理部門應予以認真考慮，否則將挫傷他們的積極性。同時，也要進一步完善目前的學分制，對學生在實驗室中所做的實驗或完成的課題設計，也要給予一定的學分。對于在開放實驗教學中做出突出成績的教師、實驗技術人員或學生，都應給予獎勵，這樣教師和學生才有積極性，才能更好地推動實驗室開放工作的順利進行。