開放性實驗室建設(shè)的難點及對策

王 超

(衡水學(xué)院 化工學(xué)院，河北 衡水 053000)

建設(shè)開放性實驗室是目前我國高校實驗室改革和發(fā)展的趨勢，在本科教學(xué)評估指標(biāo)體系中有明確要求.開放性實驗室就是將實驗時間、實驗儀器設(shè)備、實驗場地、實驗資料、實驗指導(dǎo)人員等實驗室資源，部分或全部地向?qū)嶒炚?包括?？粕⒈究粕?、教師、技術(shù)人員等)有目的地開放，從而為實驗者完成某個實驗項目提供服務(wù)[1].開放性實驗室建設(shè)有利于培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，提高學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力和創(chuàng)新意識.

1 開放性實驗室的重要性

1.1 開放性實驗室有利于實驗教學(xué)改革

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式下，教師一般進行的是灌輸式教學(xué)，學(xué)生按實驗教材的要求進行實驗.在上課之前，教師會將實驗原理、儀器裝置、操作步驟等進行詳細(xì)的講解.學(xué)生做實驗的目的就成了按照教師所講的內(nèi)容來進行操作，驗證一些已知的數(shù)據(jù)，根本不會對實驗方案、實驗方法和實驗技巧進行研究.可以說做實驗根本不用自己動腦筋.在教學(xué)過程中常常會出現(xiàn)儀器出了故障不會處理，實驗結(jié)果不準(zhǔn)確不會分析等多方面問題.這種實驗?zāi)Ｊ诫m然可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到一些基本的實驗方法，了解一些基本儀器設(shè)備的使用規(guī)范.但是教學(xué)質(zhì)量不佳，約束了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生很難成為創(chuàng)新型人才，最終被社會淘汰[2].為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，近幾年來，各高校在實驗項目設(shè)置中加入了開放性實驗，這有利于進一步深化教學(xué)改革、提高實驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合素質(zhì)[3].

1.2 開放性實驗室有利于實驗室設(shè)備充分利用

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，實驗室中的儀器設(shè)備只有在上實驗課時才能使用，其余時間處于閑置狀態(tài)，場地和設(shè)備利用率低.而一些想要解決在學(xué)習(xí)中遇到的問題或?qū)崿F(xiàn)某些設(shè)計思想的學(xué)生卻找不到實驗場所，無法做提高性和研究性的實驗.而開放性實驗室的管理模式，可以克服上述弊端，使實驗儀器設(shè)備得到充分利用.

1.3 開放性實驗室有利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，學(xué)生只需按照教師事先擬定的實驗步驟完成即可，在實驗開始前就知道實驗結(jié)果.并且傳統(tǒng)的實驗教學(xué)學(xué)時較短，實驗項目多，沒有給學(xué)生留出自己思考的時間，不能讓學(xué)生自己將所學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實驗中去，學(xué)生在實驗教學(xué)過程中走馬觀花、敷衍了事，使教學(xué)質(zhì)量大打折扣.這種理論與實驗的脫節(jié)影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量.開放性實驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，實現(xiàn)理論知識與實踐操作的有效結(jié)合.開放性實驗可以起到對所學(xué)理論知識的加深理解和復(fù)習(xí)的作用，還可以對所使用的儀器設(shè)備、所用到的實驗科學(xué)理論進行探索和研究，培養(yǎng)學(xué)生扎實的實驗基本功.開放性實驗是在學(xué)生掌握了實驗原理、實驗步驟的基礎(chǔ)上，自己查閱大量資料，然后再通過分析對比設(shè)計出最佳方案，這個過程培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力.在實驗過程中學(xué)生自己獨立配制藥品、搭配儀器、觀察實驗過程和整理實驗結(jié)果.做完實驗以后學(xué)生需要清洗儀器，整理實驗室、實驗器具.在這個過程中豐富學(xué)生的課余生活，在自己準(zhǔn)備實驗的過程中促使理論聯(lián)系實際，更加深刻地理解實驗原理和實驗方法，促進學(xué)習(xí)成績的提升，提高動手操作能力，有利于培養(yǎng)和提高大學(xué)生的實踐動手能力，增添其學(xué)習(xí)興趣[4].

2 開放性實驗室建設(shè)的難點

2.1 難以照顧學(xué)生差異

本科院校學(xué)生來源廣，學(xué)生的基礎(chǔ)不同，尤其是他們的實驗水平不同，有的學(xué)生在高中時接觸的實驗很少，有的甚至沒做過實驗，實驗基礎(chǔ)非常薄弱，按質(zhì)按量地完成基礎(chǔ)實驗課學(xué)習(xí)任務(wù)尚存困難，而有的學(xué)生動手能力強，有自己的想法，有一定的創(chuàng)新能力，做實驗時積極主動，這些學(xué)生有擴展自己實驗?zāi)芰Φ男枨螅A(chǔ)的實驗課學(xué)習(xí)滿足不了他們的要求.開放性實驗室若搞“一刀切”，實驗室不進行分類，將進一步加大這兩類學(xué)生的差距.

2.2 實驗過程難以評價

在開放性實驗室中進行的實驗一般是綜合性、設(shè)計性實驗，要求多名同學(xué)組成團隊進行實驗，并且實驗要求學(xué)生們通過團隊合作自己安排實驗時間，自己設(shè)計實驗方案.但是由于學(xué)生水平參差不齊，有時不能提高團隊合作能力，而使一些只為拿學(xué)分的學(xué)生“渾水摸魚”.開放性實驗室中沒有完全固定的時間，指導(dǎo)教師無法在實驗的過程中進行全程監(jiān)督，無法正確評價每位學(xué)生的綜合能力，需要有一套完整成熟的成績評價體系.

2.3 實驗安全難以控制

實驗室里存放著大量常用儀器設(shè)備和藥品，在實驗室進行實驗的過程中潛伏著許多危險因素.建設(shè)開放性實驗室的一個很大的挑戰(zhàn)就是實驗室和實驗的安全管理，因為實驗數(shù)量多，學(xué)生的實驗水平、操作能力不同，加上缺乏指導(dǎo)教師的全程監(jiān)督指導(dǎo)，將會給實驗室和實驗的安全帶來隱患.

2.4 經(jīng)費和工作量計算難

在傳統(tǒng)實驗室管理模式中，實驗儀器、藥品等經(jīng)費投入均有固定的計劃，而開放性實驗室由于實驗項目的隨機性則打亂了實驗儀器、藥品購置的固定性，這給本來就捉襟見肘的實驗經(jīng)費投入帶來更大的挑戰(zhàn).此外，開放性實驗室建設(shè)任務(wù)相對較重，要激發(fā)教師們的積極性，就需要制定出一套合理有效的工作量計算辦法和獎勵措施.

3 建設(shè)開放性實驗室的對策

3.1 開放性實驗室實行分類管理

為照顧實驗基礎(chǔ)不同的學(xué)生，建議將開放性實驗室按照性質(zhì)進行分類，進行梯度分層式管理.攀枝花學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院將開放性實驗分為教學(xué)型開放實驗和非教學(xué)型開放實驗，并對參加非教學(xué)型開放實驗的學(xué)生做了要求[5].只有完成教學(xué)大綱要求的項目，并且成績優(yōu)秀或某一方面有特長的學(xué)生才能申請參加非教學(xué)開放實驗項目.泰山醫(yī)學(xué)院將開放實驗分為基礎(chǔ)儀器設(shè)備使用實驗，教學(xué)實驗的擴展性實驗，與教師科研相結(jié)合的實驗[6].這些院校實驗教學(xué)因材施教的做法，值得我們參考.

3.2 加強實驗過程管理

開放性實驗室模式下，學(xué)生進行實驗的時間自由，會出現(xiàn)學(xué)生實驗進度不用、方法不同、實驗步驟不同等情況.因此，需要嚴(yán)格的過程監(jiān)控制度.為了得到更好的教學(xué)效果，除了教師監(jiān)控之外，還應(yīng)該加強學(xué)生對實驗過程的原始記錄管理.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院要求在申報難度較高的設(shè)計性開放實驗時要具體填寫實驗內(nèi)容的詳細(xì)介紹，學(xué)校組織有經(jīng)驗的專家進行論證，參加該項目的學(xué)生提交實驗方案設(shè)計、中期檢查報告和論文形式的實驗總結(jié)，并組織 1－2名學(xué)生進行開放性實驗的匯報答辯[7].溫州大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院要求開展開放性實驗項目中期檢查，要求課題小組以報告的形式上交前期工作總結(jié)并進行實際情況匯報[8].同時要求填寫開放實驗記錄本(學(xué)生用)、開放實驗項目材料領(lǐng)用登記本(指導(dǎo)教師和學(xué)生用)、實驗室接待開放實驗項目登記本(實驗室用)和經(jīng)費使用卡.這就在很大程度上加強了實驗過程的管理，有利于指導(dǎo)教師進行學(xué)生實驗過程的評價.

3.3 加強實驗室安全教育

實驗教學(xué)具有一定的危險性，若操作不正確可能會損壞儀器，甚至給學(xué)生帶來人身傷害.在開放性實驗室建設(shè)中，建議在每學(xué)期開放性實驗開始之前，應(yīng)該對學(xué)生進行安全教育，將在實驗室中做實驗應(yīng)該注意到的事項進行提醒、培訓(xùn)，確保開放性實驗過程中的安全.同時還需要學(xué)生仔細(xì)預(yù)習(xí)，熟悉自己所用的儀器設(shè)備，藥品性質(zhì)，確保實驗安全.河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院采取勤工助學(xué)的方式吸收學(xué)生參與到實驗室管理中來，以解決實驗室管理人員短缺的問題[9].臺州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院實行指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制，動員院系教師投入到開放性實驗的開展中來[10].

3.4 加大投入，做好預(yù)算

開放性實驗室項目若與教師科研聯(lián)系起來，不僅可以使實驗項目相對集中，并且可以保證實驗項目的持續(xù)性.杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院采用微型實驗的方法解決了開放性化學(xué)實驗所需試劑和實驗儀器與設(shè)備種類多、實驗經(jīng)費不足的問題，值得借鑒[11].

對開放性實驗室的指導(dǎo)教師適當(dāng)給予獎勵，將有利于教師工作量的計算.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院對開放性實驗進行分類，并且不同種類的開放性實驗項目由學(xué)校給定一個大致的學(xué)時數(shù)范圍和允許的學(xué)生數(shù)，如簡單的儀器操作實驗學(xué)時數(shù)定在 3～6學(xué)時內(nèi)，但可允許一次容納 20人以上的學(xué)生；較為復(fù)雜的“經(jīng)典”實驗學(xué)時數(shù)大致定為 10～20學(xué)時；而與科研結(jié)合緊密的設(shè)計性實驗則可定在 20～50學(xué)時不等，但可接納學(xué)生數(shù)比較少.溫州大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院對進行開放性實驗的教師進行獎勵，完成項目的教師能拿到最后的獎勵，一般為總經(jīng)費的30 %～50 %[11].

4 結(jié)語

開放性實驗有利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，開放性實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和操作技能的重要途徑.開放性試驗有利于打破傳統(tǒng)的教學(xué)格局，為學(xué)生提供更多的進入實驗室的機會，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力.但是在開放性實驗的建立過程中存在著很多的問題，需要我們不斷地摸索.

[1] 李英俊,孫淑琴,于世鈞,等.多種模式開放實驗室培養(yǎng)創(chuàng)新人才的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2007,26(3):121-124.

[2] 李粉玲,童義平,楊純.促進研究性學(xué)習(xí)的全面開展:以開放實驗室為例[J].中山大學(xué)學(xué)報論叢, 2006,26(7):226-228.

[3] 蔣紅梅,逯惠敏,劉蓮,等.高校建設(shè)開放性實驗室對培養(yǎng)專業(yè)人才的作用[J].檢驗醫(yī)學(xué)教育,2009,16(1):31-33.

[4] 費蘭蘭,沈黎勇.高校開放性實驗室建設(shè)與大學(xué)生素質(zhì)教育[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育,2007(6):51-52.

[5] 熊亞,李敏杰.化學(xué)工程與工藝專業(yè)無機化學(xué)實驗開放性探析[J].科技與管理,2012(5):89-90.

[6] 陳震,張昌軍,曹曉群.有機化學(xué)開放性實驗教學(xué)的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009(13):100-101.

[7] 俞遠志,張立慶,傅曉航.開放性實驗教學(xué)模式的實踐與思考[J].實驗室研究與探索,2012,31(3):153-155.

[8] 葉明德,徐麗娜,金輝樂,等.科學(xué)研究型開放性化學(xué)實驗項目的探索與管理[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報,2009,26(2):97-99.

[9] 李合平,侯益民,孫德梅,等.開放性實驗在有機化學(xué)實驗教學(xué)中的探索與應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2011(16):84.

[10] 江錦花.大學(xué)生科技創(chuàng)新與開放實驗室管理模式[J].實驗室研究與探索,2009,28(12):12-15.

[11] 陶蘭,李萬梅,費婷虹,等.開放性有機化學(xué)實驗教學(xué)的微型實驗?zāi)Ｊ絒J].教育教學(xué)論壇,2012(11):254-256.