開放式實驗的開放管理模式構(gòu)建與實踐

夏云生+王甜甜+馮瑩+鄭軼丹+包德才

摘要：針對渤海大學(xué)化學(xué)系實驗教學(xué)現(xiàn)狀，我們以基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中心、教師和學(xué)生為主體，從開放式實驗教學(xué)模式著手，針對改革實驗教學(xué)模式、改善實驗教學(xué)效果和改變實驗教學(xué)的開放式管理等幾個問題展開探索和研究，達到培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮實驗室功能的目的，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：開放式實驗教學(xué)；綜合素質(zhì)；實踐訓(xùn)練

中圖分類號：G647 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）25-0173-02

大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃是高校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分[1]，高校的實驗教學(xué)正是理論結(jié)合實踐的真切體現(xiàn)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與實踐能力的重要環(huán)節(jié)[2]。隨著教育教學(xué)改革的深入，提升實驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)術(shù)水平、提高學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力、加強實驗和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建設(shè)有特色的開放式實驗及其管理體系是對常規(guī)實驗教學(xué)的有益補充。真正意義的開放式實驗是有長效管理機制，長期的全方位開放[3]；是充分利用資源、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的開放；是為社會和學(xué)生服務(wù)的開放。為實施開放式實驗的開放式管理，我校投入了大量的人、財、物，將開放式實驗與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動及創(chuàng)新學(xué)分相結(jié)合，極大促進了學(xué)生“我要學(xué)習(xí)”的主動性，取得了良好效果。

一、開放式實驗的設(shè)計與實施

開放式實驗是將實驗和實踐教學(xué)轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的新型實驗教學(xué)模式，而不是簡單的擴大開放對象和范圍。在實驗時間和實驗內(nèi)容兩個方面進行開放管理，實驗時間開放是指除了正常的教學(xué)時間外對學(xué)生開放[4]；實驗內(nèi)容開放是指以具有創(chuàng)新性、綜合性或設(shè)計性的實驗為主，讓學(xué)生自由動手動腦，形成自主學(xué)習(xí)的思維方式和能力。一般在每學(xué)期結(jié)束前2—3周由實驗室向?qū)W院提出開放項目的申請，經(jīng)過學(xué)院、學(xué)校和專家評審后，于下學(xué)期初公布并組織實施。具體流程為：申報課題→審核公布→師生互選→組織實驗工作→收效總結(jié)。經(jīng)過多年的實施，形成的開放形式主要有以下4種。

1.預(yù)約實驗型。發(fā)布基礎(chǔ)實驗教學(xué)計劃以外的實驗課題和相關(guān)題目，學(xué)生網(wǎng)上預(yù)約實驗，并自主完成方案設(shè)計、裝置安裝和調(diào)試，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后進行實驗，撰寫總結(jié)報告或相應(yīng)論文。例：對于“高比表面積介孔碳的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征”訓(xùn)練題目，聯(lián)系主干課程——物理化學(xué)中的有關(guān)知識，通過學(xué)習(xí)ASAP 2020型比表面積和孔結(jié)構(gòu)測定儀的基本原理和基本操作，使用BET法計算比表面積、使用BJH法計算孔徑分布。做到理論聯(lián)系實際，鍛煉了動手動腦能力，提高了分析和解決實際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生參與科技創(chuàng)新的熱情。

2.大型儀器設(shè)備使用的演示或培訓(xùn)型。實驗室公布大型儀器設(shè)備開放的內(nèi)容和時間，學(xué)生根據(jù)自己的年級和專業(yè)特點，選擇申請相關(guān)儀器的操作訓(xùn)練和技術(shù)演示，掌握其原理和操作技術(shù)，教師進行必要指導(dǎo)。例：“日立S-4800型場發(fā)射掃描電鏡使用培訓(xùn)”項目，該儀器可以觀察微米、納米級樣品的表面特征。學(xué)生通過現(xiàn)場觀摩和培訓(xùn)，達到了解和掌握大型儀器的原理和使用的目的，為科研、工作和學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

3.學(xué)生參與科研型。對于高年級學(xué)生，實驗室發(fā)布科研項目中的開放研究題目，吸納優(yōu)秀學(xué)生參與實驗室的科學(xué)研究過程。例：“雞蛋膜基超級電容器的研制”項目，通過對日常生活中的廢棄物，如雞蛋膜、螃蟹膜等為碳源，通過高溫碳化、活化等過程得到電極活性物質(zhì)，并以生物質(zhì)膜作為電極隔膜材料，制備成超級電容器，可以變廢為寶，為新型超級電容器用電極活性物質(zhì)和電極隔膜材料的制備提供一種新的方法和思路。

4.學(xué)生科技創(chuàng)新項目型。列入大學(xué)生科技創(chuàng)新項目，結(jié)合實驗室的條件，到相應(yīng)實驗室開展實驗活動。學(xué)生在教師指導(dǎo)下開展科技創(chuàng)新訓(xùn)練工作，從選題入手，全面參與、獨立完成項目。例：“含鉻鋁泥綜合利用研究”項目，對于含鉻鋁泥是紅礬鈉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危險固體廢棄物，含有大量的Cr（Ⅵ），有致癌性。學(xué)生利用所學(xué)知識并參考相關(guān)文獻，采用化學(xué)方法提取含鉻鋁泥中的有效成分，對其進行回收利用。

學(xué)生根據(jù)自己所選擇的實驗項目，查閱文獻和資料設(shè)計實驗方案[5]。鼓勵學(xué)生大膽嘗試，注意實驗細節(jié)和實驗安全，教師可以指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案中的關(guān)鍵性問題。經(jīng)歷了文獻的查閱、篩選和總結(jié)，實驗方案的設(shè)計、修正等環(huán)節(jié)，學(xué)生對實驗任務(wù)表現(xiàn)出極大興趣，既肯定了學(xué)生的主動性又發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用[6]。

二、開放式實驗的管理

開放式實驗的日常管理以實驗中心或?qū)嶒炇夜芾頌橹?，學(xué)校以相近專業(yè)、資源共享為原則進行統(tǒng)籌規(guī)劃集中管理，提高實驗儀器的使用率。學(xué)校已經(jīng)制定并實施了一整套完整的管理辦法，并取得了良好的效果。如：學(xué)校為了鼓勵教師和學(xué)生在課余時間開展開放式實驗研究，對指導(dǎo)教師和實驗技術(shù)人員給予必要的資助[2]，并將所取得的成果計入教師的工作業(yè)績和學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分。

三、實施開放式實驗的成效與體會

充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，變傳統(tǒng)實驗教學(xué)的被動式學(xué)習(xí)為主動探索式學(xué)習(xí)，這種教學(xué)方式不僅向?qū)W生傳授了知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新技能，也提高了教師的綜合素質(zhì)，使教師專心自己的教學(xué)和科研工作。實施開放式實驗打破了學(xué)科、年級的限制，不同年級不同專業(yè)的學(xué)生之間可以更好的交流和互補，豐富其知識體系，拓展了知識面[7]，培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻的能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了學(xué)生撰寫科研報告和學(xué)術(shù)交流的能力，為畢業(yè)論文（設(shè)計）的順利進行奠定了基礎(chǔ)。開放式實驗的實施提高了儀器設(shè)備的使用率，使學(xué)生對大型儀器設(shè)備的使用有更加深刻的認識，有充分的機會參與科研項目[8]，了解學(xué)科前沿，也給科研工作注入了新鮮血液。

開放式實驗的開放式管理模式首先打破了課程之間的制約，將不同課程或?qū)嶒瀮?nèi)容相結(jié)合，發(fā)揮了實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢；其次是利用業(yè)余時間靈活開展實驗工作，打破了傳統(tǒng)課程體系的制約，使實驗教學(xué)融入了學(xué)習(xí)生活中去，貫穿了以學(xué)為主、以教為輔的思想[9]，取得發(fā)良好效果；最后，以“醬油中鐵含量分析的正交實驗研究”為例，說明開放式實驗的開放式管理的實施過程。該項目列入“學(xué)生科技創(chuàng)新項目型”開放項目，將食品化學(xué)、分析化學(xué)和數(shù)學(xué)的相關(guān)知識結(jié)合在一起，學(xué)生從醬油中鐵的存在形式、檢測方法和正交實驗設(shè)計三個方面入手，查閱資料，制訂實驗方案，與指導(dǎo)教師討論確定方案后開展實驗工作。結(jié)果表明，該題目可以將學(xué)生所學(xué)知識有機地結(jié)合在一起，通過開放模式實驗的研究工作，使學(xué)生的素質(zhì)和能力有了很大提高，增強了該生就業(yè)的競爭力。

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Establishment and Practice of Open Managing Mode for Opening Experiment

XIA Yun-sheng，WANG Tian-tian，F(xiàn)ENG 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