化學專業(yè)實驗室綜合訓練教學平臺的建設

李 靜，陽 萌，房川琳

(四川大學 基礎化學實驗教學中心，成都 610064 )

化學專業(yè)實驗室綜合訓練教學平臺的建設

李 靜，陽 萌，房川琳

(四川大學 基礎化學實驗教學中心，成都 610064 )

從硬件設備完善到實驗教學內容改革等方面介紹了四川大學化學實驗教學中心的專業(yè)實驗室綜合訓練教學平臺建設與效果。在硬件建設方面，“綜合訓練平臺”投入專項經(jīng)費進行大型儀器設備的購置或升級換代；在實驗教學改革方面，近三年新開的實驗項目或實驗教學改革項目中依托“綜合訓練平臺”開展綜合實驗(24個)、設計實驗(13個)和探索實驗(11個)教學；在本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，為“島津科技儀器設計大賽”等課外科技活動和四川大學“三大計劃”提供硬件平臺。

實驗教學；化學實驗；創(chuàng)新能力；綜合訓練

四川大學化學實驗教學中心(以下簡稱實驗中心)成立于1996年，經(jīng)過十余年的發(fā)展，已經(jīng)逐漸形成一個多學科交叉的創(chuàng)新實踐教學平臺。實驗中心的化學實踐教學平臺主要包括：基礎實驗教學平臺、專業(yè)實驗室綜合訓練教學平臺(以下簡稱綜合訓練平臺)以及科研前沿探索創(chuàng)新實踐教學平臺三部分。綜合訓練平臺在3個教學平臺中起著承上啟下的作用，既是基礎實驗教學所學內容的綜合應用，又是科研前沿探索創(chuàng)新的基本素質積累和前提條件。近年來各大高校實驗教學改革都在大力倡導和開展綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗[1-2]，在完成基礎實驗課程教學的基礎上，更加重視學生的實踐能力和綜合素質培養(yǎng)。四川大學化學實驗教學中心的綜合訓練平臺為綜合性實驗的教學提供平臺，主要面對化學類三、四年級學生開放，進行設計性和綜合性實驗教學，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，培養(yǎng)綜合思維和創(chuàng)新能力。本文結合該平臺建設和運行情況進行分析和探討，以此不斷改進和完善專業(yè)實驗室綜合訓練教學平臺。

1 綜合訓練教學平臺建設的意義

1.1 綜合訓練教學平臺建設的重要性和必要性

1.2 綜合訓練教學平臺建設的作用

1.2.1 有利于教學模式的改進

化學實驗教學的傳統(tǒng)實驗教學模式通常采取“教條式”教學方法，是對已有理論或實驗原理的驗證。如：電導法測定弱電解質的電離平衡常數(shù)、磁化率的測定以及氯化物中氯含量的測定等。基礎實驗或驗證性實驗對于學生掌握基本理論和基本實驗技能有著不可替代的作用，但教學內容缺乏現(xiàn)代性、前瞻性和探索性，不利于學生解決問題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而綜合訓練平臺的建立能有效改善傳統(tǒng)實驗教學模式，能夠在學生學習了一定的理論和知識的基礎上，提供一個有效的平臺來運用知識解決某一個實際問題，進一步融會貫通所學的知識，真正達到學以致用的目的。

1.2.2 有利于創(chuàng)新能力和人才的培養(yǎng)

綜合訓練平臺面向校內化學相關專業(yè)高年級本科學生開放，主要承擔設計實驗、綜合性專業(yè)實驗、探索性試驗、畢業(yè)論文等教學任務。教學內容是建立在學生學習了一定的理論和知識的基礎上的，許多實驗要求學生自己查閱文獻資料、設計實驗方案、獨立開展實驗，獨立解決實驗中所遇到的問題。這種教學模式能有效改變學生過分依靠教師的被動局面，大大提高了學生做實驗的主動性和積極性。讓學生通過實驗，在實踐中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力，提高學生的創(chuàng)新能力和綜合素質。同時，綜合訓練平臺通過實驗教學體系與科學研究交叉融合培養(yǎng)的方式，建立實驗教學與科研相互支持、相互促進的模式，已成為四川大學實驗中心實踐教學中創(chuàng)新人才的培養(yǎng)特色[3]。

2 綜合訓練教學平臺硬件建設

整合實驗中心的大型儀器設備資源，集中在綜合訓練平臺的管理和使用上；投入數(shù)千萬元專項經(jīng)費進行大型儀器設備的購置或升級換代；依托化學學院各國家、省部級研究平臺及科研團隊，統(tǒng)籌教學科研實驗室資源，為高年級綜合實驗教學提供資源與條件等。目前綜合訓練平臺已擁有核磁共振儀2臺、掃描電子顯微鏡、氣相色譜-質譜聯(lián)用儀、元素分析儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀2臺、穩(wěn)態(tài)熒光儀、瞬態(tài)熒光儀、電化學工作站、液相色譜-質譜聯(lián)用儀2臺、紅外光譜儀、紫外光譜儀、差示掃描量熱儀、δ電位-粒度儀、X-Ray單晶衍射儀、X射線粉末衍射儀和原子力顯微鏡等大型儀器，已經(jīng)建立了良好的教學硬件平臺，并對儀器的使用采取開放共享模式，實現(xiàn)了信息化管理。

3 綜合訓練教學平臺運行情況和成效

3.1 綜合訓練教學平臺實驗教學改革

實驗中心在綜合訓練平臺建設啟動前，開設的實驗課程以基礎實驗或驗證性實驗為主，一方面是因為教學內容更新滯后，更主要的原因在于缺乏開展綜合性實驗教學的硬件平臺。隨著本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的實施，同樣要求綜合性實驗教學不斷更新教學內容、方法和手段。綜合訓練平臺硬件建設的完成，為綜合性實驗教學改革提供了前提和保障，對課程建設和實驗教材改革都起到極大的推動作用。在課程建設方面，表1列舉了部分教學改革后新開設的綜合性實驗教學項目。

表1 部分新增實驗項目

在實驗教材改革方面，結合綜合訓練平臺硬件建設情況不斷同步更新教學內容，并編寫修訂相關實驗教材。

3.2 綜合訓練教學平臺促進本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

近年來，實驗中心根據(jù)我國高?；瘜W實驗教學的發(fā)展方向，按照基礎性、綜合性和研究型三層次的體系進行教學。綜合訓練平臺在積極推進綜合性實驗教學的同時，還充分發(fā)揮在本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的重要作用，為課外科技活動和四川大學“三大計劃”提供硬件平臺。

開展課外科技活動：承辦“島津科技儀器設計大賽”，組織學生堅持開展“江安河水質調查”活動，對流經(jīng)江安校區(qū)的江安河水質進行長期的監(jiān)測。參加國內各種科技競賽，如：“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽活動、全國大學生“化學實驗競賽”和“挑戰(zhàn)杯”全國大學生創(chuàng)業(yè)競賽等，并多次獲得獎項。這些科技活動的開展是綜合訓練平臺在綜合實驗教學之外，利用平臺資源在培養(yǎng)和提高學生綜合素質方面發(fā)揮的重要作用。

同時，依托“綜合訓練平臺”的資源，加大申報四川大學“三大計劃”，近年來化學類學生先后承擔數(shù)項“三大計劃”國家級項目和200余項校級項目。如表2所示。

在“三大計劃”項目開展過程中，“綜合訓練平臺”對本科生進行全面開放，學生可以在網(wǎng)上預約時間，并在專業(yè)技術型教師和“專家型教輔”指導下操作各種儀器，完成項目的科研工作?！熬C合訓練平臺”服務于“三大計劃”項目是高年級本科學生科研素養(yǎng)培養(yǎng)的重要途徑，能有效地將本科生的實驗教學與科學研究進行交叉融合，打通教學與科學研究的壁壘，讓學生盡早了解科研理念及最新科技發(fā)展和學術前沿動態(tài)，提升本科生的科學研究和科技創(chuàng)新的能力。通過“三大計劃”等項目的開展，高年級本科生科研能力培養(yǎng)也初見成效，每年均有多名本科生參與發(fā)表SCI科研論文。

表2 四川大學“三大計劃”部分國家級項目

4 結束語

四川大學化學實驗教學中心的專業(yè)實驗室綜合訓練教學平臺已經(jīng)初步建立了良好的教學科研硬件平臺，形成一個功能集約、資源優(yōu)化、充分開放、高效運作，具有鮮明特色的化學實踐教學綜合訓練平臺。綜合訓練平臺的建成，一方面積極推進實驗課程建設和實驗項目改革，加強綜合類實驗教學，適當將前沿科技成果和科研心得提煉轉化成適合本科生創(chuàng)新能力發(fā)展的多學科交叉實驗教學內容；另一方面，為高年級本科生科研素養(yǎng)的培養(yǎng)提供前提條件，將科研方法融入實踐教學活動，培養(yǎng)學生基本科研思維，提升學生科學研究和科技創(chuàng)新的能力。在今后的發(fā)展中，綜合訓練平臺將根據(jù)教學需求的變化對教學內容和方式進行持續(xù)的改革和完善。

[1] 李小昱, 王為, 胡波. 研究型實驗教學改革的探索與思考[J]. 實驗室研究與探索, 2008,27(6):105-107.

[2] 王海滔. 研究型化學實驗教學模式的創(chuàng)新與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2011,30(2):117-120.

[3] 郭彩紅. 深化實驗教學改革與全面培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J]. 實驗科學與技術, 2010，8(4):85-86.

[4] Ma Yajun, Wei Siping, Lan Jingbo,et al. Pyrido[1,2-a][1,2,4]triazol-3-ylidenes as a New Family of Stable Annulated N-Heterocyclic Carbenes: Synthesis, Reactivity, and Their Application in Coordination Chemistry and Organocatalysis[J]. J.Org.Chem., 2008, 73 (21): 8256-8264.

Construction of Chemistry Laboratory Comprehensive Training Teaching Platform

LI Jing, YANG Meng, FANG Chuanlin

(Experiment Teaching Center of Basic Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, China)

The construction and application of chemistry laboratory comprehensive training platform (Chemistry Experimental Centre of Sichuan University) were described in this paper. At the beginning, much expenditure was used to maintain the instrument of comprehensive training platform and introduce new equipments. On the basis of this platform, some new experimental courses or experimental improvements were realized, including comprehensive experimental (24 items), design-oriented experimental (13 items) and innovative experimental (11 items). Besides, this platform also provides support to the training of students' innovation capacity in research field.

experimental teaching; chemical experiment; creative ability; comprehensive training

2014-04-20；修改日期: 2014-05-19

李 靜(1981-)，女，碩士，助理研究員，主要從事大型貴重精密儀器管理操作與維護工作。

房川琳(1986-)，女，碩士，實驗師，主要從事無機化學實驗教學與管理工作。

G482；O6-31

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.02.046