化工實驗室開放對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的探索

孫麗美 姚 軍 付 克

內(nèi)蒙古民族大學化學化工學院 內(nèi)蒙古通遼 028000

化工實驗室開放對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的探索

孫麗美 姚 軍 付 克

內(nèi)蒙古民族大學化學化工學院 內(nèi)蒙古通遼 028000

實驗室開放是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和深化教學改革的需要，為培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神提供了有利條件。以化工實驗室為例，分析了傳統(tǒng)實驗教學模式存在的問題，闡述了實驗室開放的必要性和優(yōu)勢，提出了化工實驗室開放的途徑。并對實驗室開放帶來的新問題進行了分析。

化工實驗室；開放；創(chuàng)新能力；人才培養(yǎng)

實施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，是21世紀高等院校培養(yǎng)目標的重要內(nèi)容，而實驗教學是貫穿培養(yǎng)創(chuàng)新型人才始終、不可缺少的重要組成部分。高校實驗室開放已經(jīng)成為高校教育改革和發(fā)展趨勢，是衡量高等學校辦學水平的一項重要指標。開放式實驗室，為學生提供良好的實踐學習條件，是提高教學質(zhì)量和深化教學改革的需要，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、提高學生動手能力、開展素質(zhì)教育的重要途徑。結(jié)合化工實驗室實際情況，對開放實驗室如何高效合理地管理，充分發(fā)揮實驗室的作用，提高學生的創(chuàng)新能力、實際動手能力等問題進行了探討。

1 傳統(tǒng)化工實驗教學存在的問題

實驗教學在化工專業(yè)的教學中起著重要的作用，可以幫助學生鞏固所學理論知識，掌握化工實驗操作技能，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、綜合分析問題和解決問題的能力以及從事科學研究的能力，是培養(yǎng)化工專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)。但是，傳統(tǒng)化工實驗教學也存在以下問題：(1)傳統(tǒng)的實驗教學模式是教師事先布置好實驗內(nèi)容，學生按照教師的安排進行操作。對于學生應用所學理論知識和掌握儀器設(shè)備操作方面存在很大的局限性。學生對實驗的重要性認識不夠，實驗目的不明確，實驗過程中不能認真觀察實驗現(xiàn)象，實驗結(jié)束后摘抄實驗指導書上的內(nèi)容，互相抄襲實驗報告，實驗完成后對學生掌握所學知識的幫助有限。(2)傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容單一，依附于課堂內(nèi)容的驗證性實驗較多，孤立的單元操作性實驗多，綜合性實驗少。(3)由于實驗儀器設(shè)備數(shù)量有限，學生只能多人一組做同一個實驗，個人操作時間短，甚至沒有親自操作的機會，完全達不到技能培養(yǎng)和訓練的目的。(4)由于教學時間安排集中，在一段時間內(nèi)，實驗儀器設(shè)備利用率極高，而一旦結(jié)課，實驗儀器設(shè)備將閑置下來，造成總體利用率不高。由于傳統(tǒng)實驗教學模式存在的種種弊端，阻礙了學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，嚴重影響了教學改革的進程。

2 實驗室開放的必要性及優(yōu)勢

2.1 實驗室開放的必要性

隨著高校招生規(guī)模的擴大，在校學生人數(shù)日益增多，而學校的實驗場地、實驗設(shè)備及實驗人員卻難以大幅度增加，嚴重影響了實驗教學的質(zhì)量。學生上實驗課時，往往很多人圍繞一臺設(shè)備，很多學生是在看實驗，很少有機會真正親自動手做實驗，這樣很難達到實驗的目的。開放式實驗教學可以滿足學生實驗課的課前預習和課后復習，加深對理論知識的理解和認識。提高學生的動手能力，調(diào)動學生的積極性，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。實驗室開放可以促進教學方法的改革，使一貫沿用的實驗教學方法不斷改進，充分調(diào)動學生獨立進行科學實驗的積極性，為學生進行科技創(chuàng)新搭建平臺，有利于學生科研能力的培養(yǎng)。

2.2 實驗室開放的優(yōu)勢

開放實驗室是指打破傳統(tǒng)實驗室單位分隔的封閉狀態(tài)，實現(xiàn)資源共享，充分利用實驗室的儀器設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢，將實驗室的資源科學合理地提供給實驗者。通過實驗室開放，可以充分利用現(xiàn)有資源，為學生創(chuàng)造一種生動活潑的實驗環(huán)境，為學生提供更多的動手操作機會，使學生能夠充分掌握實驗技巧和方法，加深對理論知識的理解和運用。通過實驗室開放，使學生熟悉各種儀器設(shè)備的工作原理、構(gòu)造及操作方法，掌握各種實驗手段，提高使用技能，提高學生的主動性和創(chuàng)造性，提高學生綜合分析問題和解決問題的能力，并充分挖掘?qū)W生創(chuàng)新的潛力。

3 實驗室開放途徑

實驗室開放不僅僅是時間和空間上的開放，而應是全方位地、長期地、充分有效地進行資源配置和合理利用的開放，立足于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神及科研能力。如何使開放式實驗室發(fā)揮最大的作用，充分利用資源，合理科學的開放途徑是關(guān)鍵。以化工實驗室為例，提出以下開放途徑：

3.1 教師指導與學生自主

學生期望通過參與教師的科研項目，了解科學研究的過程，鍛煉、提高自己分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)嚴謹求實的科學作風及創(chuàng)新思維，同時也可以在一定程度上減輕教師的科研工作量。因此，教師可以將自己負責的科研項目分離出一部分，作為實驗室的開放項目，讓學生參與項目研究，教師負責指導，提高學生的科研能力。學生一旦參與開放項目后，要積極主動地思考，認真設(shè)計實驗方案，明確實驗目的，完全靠自己動手完成實驗。對于實驗結(jié)果，要認真分析，反復思考，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時糾正，甚至推翻以前的實驗方案重新設(shè)計，重新做實驗，直至得出正確的結(jié)果。在實驗過程中，學生占主動地位，在設(shè)計方案及實驗過程中，遇到困難時，可以找指導教師咨詢。

3.2 建立實驗室共享平臺

實驗室開放就是開放實驗室的儀器設(shè)備以及教師資源，實現(xiàn)資源共享，提高設(shè)備的利用率。借助先進的信息技術(shù)及網(wǎng)絡技術(shù)，建立開放式實驗室資源共享平臺，提高儀器設(shè)備管理透明度及使用率。實驗室共享平臺基于B/S架構(gòu)實現(xiàn)資源的安全共享與雙向交流，支持方便快捷地發(fā)布實驗室信息，整合實驗室的全部資源。學生可以通過網(wǎng)絡查詢每臺儀器設(shè)備的近期使用情況，可以通過“預約”功能申請實驗，管理人員通過審核后，根據(jù)申請情況及儀器設(shè)備的空閑時間做協(xié)調(diào)安排，并將結(jié)果及時發(fā)布在共享平臺上，申請者可以及時了解實驗安排情況。同時，該共享平臺開設(shè)了信息交流欄目，學生之間可以對同一個實驗的不同結(jié)果展開討論，教師也可以對學生的問題進行解答。

3.3 對學生科技活動開放

實驗室開放是對課堂教學的延續(xù)和擴展，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。結(jié)合SITP創(chuàng)新實踐培養(yǎng)學生的實踐能力，發(fā)揮學生的特長和愛好。學生在創(chuàng)新實踐活動中，從設(shè)計方案、確定實驗步驟、優(yōu)化實驗條件、選用實驗儀器設(shè)備等都由學生自己完成。通過創(chuàng)新與實踐活動，充分發(fā)揮了學生的潛能，激發(fā)了學生對科學研究的興趣，大大提高了學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

3.4 提供個性化服務

高校是一個培養(yǎng)個性化、多技能、全面型人才的地方。開放式實驗室提供個性化服務是一種以學生為主體，教師輔導為補充的服務于學生興趣發(fā)展的服務模式，從組織、開展到完成實驗都是以學生獨立設(shè)計為主，實驗室為學生提供有利于其實現(xiàn)的個性化服務。學生根據(jù)個人興趣，或者多人組成興趣小組，共同完成實驗題目。教師根據(jù)多年的實驗教學經(jīng)驗及實驗室的儀器設(shè)備，輔助學生確定實驗項目，實驗目的；實驗過程、結(jié)果分析等由學生獨立完成，實驗室為學生提供便利條件，滿足學生的個性化需求。

4 實驗室開放存在的問題

雖然實驗室開放有助于提高學生的動手能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，提高儀器設(shè)備的利用率，但同時也為實驗室?guī)砹私?jīng)費和師資力量不足的問題。

4.1 實驗經(jīng)費不足

實驗室開放的目的就是讓學生有更多實驗的機會，因此，實驗設(shè)備的使用頻率增多，其損壞的可能性也隨之增大，尤其是各種大型精密儀器的損壞，會大大增加儀器設(shè)備維護的費用和維修工作量；另外，實驗室開放使得參與實驗的學生增多，實驗項目增加，因而實驗所需的耗材會相應大量增加。因此，充足的實驗經(jīng)費是實驗室開放的基本保障，如何獲得經(jīng)費支持是目前需要解決的一個大問題。

4.2 師資力量不足

目前實驗室人員編制基本是按照傳統(tǒng)實驗室的教學模式來安排的，但是，實驗室開放需要更多的實驗人員和更多的開放時間。由于參與實驗的學生增加、實驗項目增加，教師的工作量隨之大幅增加。如何使更多的教師愿意參與到實驗輔導工作中是實驗室開放面臨的一個新問題。同時，由于學生科技活動的開展和自己感興趣項目的開展，對教師提出了更高的要求。實驗內(nèi)容不再局限于實驗指導書上的內(nèi)容，而是有了更大擴展，這就要求教師要有更多的知識儲備和更豐富的實驗教學經(jīng)驗。

5 結(jié)束語

實驗室開放已經(jīng)成為高校教學改革和發(fā)展的必由之路，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。通過實驗室開放，既充分利用現(xiàn)有的實驗儀器設(shè)備，提高了設(shè)備使用率；又調(diào)動了學生學習、科研的積極性，提高了學生分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新思維的能力。

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Exploration on opening chemical laboratory for the cultivation ability of students’ creativity

Sun Limei, Yao Jun, Fu Ke
Inner Mongolia university for the nationalities, Tongliao, 028000, China

Lab-opening is the requirement for cultivating the innovative talents and deepening teaching reform. It can provide a advantaged conditions for cultivating students’ operating ability and innovative spirit. Combing the chemical laboratory, this paper analyzed the problems with model of traditional experimentation education, and elaborated the necessarily and advantage for lab-opening, and brought the approach for the chemical lab. In the end, it also analyzed the new problems which the lab-opening has brought.

chemical laboratory; opening; innovative ability; training talent

2011-04-19 稿件編號：1104106

孫麗美，博士，副教授。

內(nèi)蒙古民族大學教學研究項目(編號：2009038)。