化學類實驗室的文化氛圍建設

滕 鑫, 楊曉玲, 莊啟昕, 唐頌超, 錢 軍, 顧金樓

(華東理工大學 材料科學與工程學院, 上海 200237)

化學類實驗室的文化氛圍建設

滕 鑫, 楊曉玲, 莊啟昕, 唐頌超, 錢 軍, 顧金樓

(華東理工大學 材料科學與工程學院, 上海 200237)

加強化學類實驗室文化建設是提高實驗教學質量、提升實驗水平、服務高校人才培養的重要條件。在參觀、分析和對比德國巴斯夫公司化學實驗室以及德國柏林BBZ基礎化學培訓學校的文化氛圍建設后,再結合華東理工大學化學實驗室的特點以及基礎,探討了化學類實驗室文化氛圍建設,給出了實驗室文化建設內涵意義、建設方向和建議。

文化氛圍； 化學類實驗室； 實驗室文化； 文化建設

1 化學實驗室文化氛圍建設回顧

化學實驗室作為培養化學類人才和科研成果的產出基地越來越受到重視,加強化學實驗室文化建設勢在必行,因為化學是人類用以認識和理解事物本源的重要方式,也是一門貼近生活本質的學科,化學的進步和人類社會發展關系非常密切[1],而化學實驗是所有重要化學理論誕生的實踐依據,對化學理論具有重要支撐作用。華東理工大學是教育部直屬的一所具有化學化工特色的重點大學,化學類實驗室對于相關專業的學生來說是最重要的學習場所,如何利用好這個最重要的場所、如何提高學生對實驗室的利用以及興趣,是目前學校研究的一個重要課題。

早期的化學實驗室文化氛圍主要是防止事故發生為主,兼以實驗室管理和教學工作以及化學精神為依托而建立起來的主體價值觀念、技術行為規范及其他元素的總和,其理論核心包括堅定的開拓精神、強烈的集體意識和人性化的管理程序[2],但隨著時代的發展以及各類多媒體技術的開發,利用好現有的技術并且綜合目前大學生的興趣特點,建設好新的文化氛圍是亟待解決的一個問題[3]。通過參觀德國巴斯夫公司化學實驗室以及德國柏林BBZ基礎化學培訓學校的化學實驗室,發現了與國內高校的化學實驗室有很大區別。首先是體現在提升學生興趣方面的探索氛圍和學術氛圍；其次是保障學生安全、防止事故發生的安全氛圍。如圖1所示,學生通過在實驗室走廊的墻壁上制作自己與實驗相關的展示圖片,可以很好地復習和預習所做的實驗,也可以加強團隊精神,享受實驗的過程。而且學生會經常返回實驗室來觀看這類宣傳欄,很好地提升了實驗的興趣。圖2展示了為防止脫落造成安全隱患,在德國所有的化學實驗室都要用鐵鏈將燒杯進行固定,其他的配套設施也樣樣俱全。

圖1 德國柏林BBZ基礎化學培訓學校實驗室走廊部分宣傳欄

圖2 德國化學類實驗室的安全細節圖

通過與我校實驗室的運行進行比較,雙方的風格差距還是比較明顯。為了提升華東理工大學的實驗教學質量,需要對化學類實驗室的文化氛圍進行建設。

2 化學實驗室文化氛圍建設內涵

化學類實驗室文化氛圍大體上可分為狹義和廣義2個層面[4]；狹義層面上化學實驗室文化氛圍建設側重于一些制度規范以及安全條例等方面的建設；廣義層面上則分為精神氛圍建設。化學實驗室文化氛圍建設,無論是廣義還是狹義,它們之間都是相互影響、相互作用的,并且共同構成了化學類實驗室的文化體系。化學實驗室文化氛圍建設也主要凸顯這幾個方面的內容。

2.1 實驗室精神文化

精神文化是化學實驗室文化氛圍建設的核心[5],是進行化學原理研究、化學實驗教學的精神依托,也是化學實驗室教學理念和目標。精神文化可以通過吸引學生進行實驗室規范性行為操,讓學生樹立統一的價值觀。化學實驗室的精神文化建設以“實踐第一、深度思考、追求真理”為基本理念。學生在實驗室中開展知識創新是一種通過實驗發現化學原理、推導化學原理、驗證化學原理的過程,即探索科學真理的實驗過程。因此化學實驗室精神文化以建立此種追求真理的堅定理念為己任[6]。實驗室精神文化建設應以育人為根,化學類實驗室實踐教學與理論教學是化學教學體系中2種相輔相成的教學模式,目標都是培養出符合校訓的化學類科技人才。化學實驗教學不同于化學理論教學,它更加注重學生嚴謹的科學態度和規范的實驗操作行為,對學生打好堅實的科學訓練基礎是非常重要的。在強化基礎的同時,通過實驗現象結合理論就可以很好地吸收知識要點,再結合正確的引導,為今后工程能力的創新做好準備[7]。精神文化氛圍建設實則是一種崇高的教研精神追求[8]。我校應當積極追求和提倡以化學興趣小組為單位的學術科研活動及化學實驗教學。充分利用2個校區的實驗室資源,將學術思想結合學生自己的興趣和愛好、將理論知識和理論研究融入到化學實驗教學中,提升自己觀察化學變化的能力、促進化學實驗室文化建設體系化。

2.2 化學實驗室環境文化

化學實驗室環境文化氛圍建設的重點在于化學實驗儀器的更新以及實驗知識展板的內容和版式,與化學實驗室精神文化和周圍環境融為一體、相得益彰,更好地體現化學實驗室的文化氛圍[9]。化學實驗室環境文化是一種實驗室儀器、實驗教學內容為主的文化氛圍,也是化學實驗室教學能力評定標準[10]。在此基礎上,通過調研發現能夠體現實驗室文化和激發探索熱情和創造性的實驗場所是學生所歡迎的。再結合德國實驗室宣傳欄內容的思考,在規范化的同時,也要發揮學生的興趣愛好。在規范的基礎上,結合實驗教學的特點,引導學生創造出自己感興趣的實驗步驟以及實驗報告的格式,充分調動學生的積極性。具體內容包括實驗室研究成果的自行展示、學生進行科學實驗的技術和器具物品的專屬化、學生自行制作體現物質形態的展板宣傳、門牌標志及宣傳櫥窗,甚至可以把自己的實驗過程拍成視頻上傳到可以進行實驗室文化理念宣傳的多媒體設備上。

2.3 化學實驗室制度文化

化學實驗室的制度化主要針對學生實驗操作規范化進行管理的文化建設[11],但是各高校,甚至是在中學，這些安全制度以及注意事項基本上是大同小異,使學生在一定的程度上產生審美疲勞，無法引起重視。化學實驗室制度文化是很多實驗室安全事故的一個總結,是實驗室安全管控的重要行為約束,其中包括約定俗成的規章制度等。

化學實驗室制度文化主要包含柔性機制和剛性機制[12]。剛性機制包含實驗操作規范化管理或明確的規章制度,是必須遵守的實驗室制度。一旦有所偏差,會造成實驗失敗,甚至引起實驗室安全事故的發生。因此,通過一些實際的例子來詮釋實驗室的剛性制度來提升學生的重視程度顯得尤為重要。可以通過目前的多媒體手段進行播放,這樣對比文字的規章制度顯得生動,容易引起學生的共鳴。目前,我校材料科學與工程學院的實驗教學中心走廊以及入口處安裝了多媒體設備用以播放這類視頻資料。將這類設備安裝在最顯著的位置,結合生動的內容會很好地達到教育目的。柔性制度包括道德規范和禮儀、安全意識以及在制度范圍內實行人性化、個體化管理。它和剛性制度不同,應該說是一種良好的化學實驗的習慣,進而促進實驗室正規化管理發展。柔性制度應該體現2種思想：一是體現“人性化”管理,即“以人為本”的管理理念,尊重教師、團隊內學生的同時,積極開展健康、全面的制度化建設管理機制；二是體現信息化管理制度的特點,我校材料學院搭設好的實驗管理預約平臺,就很好地解決了這一問題；對所有的特殊儀器在學生入學后集中進行培訓,考核合格后就可以通過預約平臺結合自己的時間隨時對實驗室進行預約,提高了實驗室利用率的同時也培養了學生良好的實驗習慣，提升了他們的實驗興趣。結合前期的培訓考核,也可以把實驗室的安全意識結合在里面,并通過實驗室管理平臺的監控系統隨時對學生在實驗室內的行為進行隨機抽查,對不合格的學生予以警告或者是取消預約資格,從側面幫助學生提高柔性制度的履行情況。

3 實驗室文化氛圍建設措施

3.1 實驗室精神文化建設

除了上述的一些規章制度外,目前實驗室的精神文化建設還通過把握實驗室精神思想內涵和基本教學思路,充分發揮科學家的權威效應,張貼化學家海報及經典語錄,尤其是成功校友的當年實驗照片,更可以引起學生的共鳴。開設專門的宣傳欄放置學生自己制作的一些實驗報告、與實驗相關的一些奇思妙想、實驗花絮照片等,這樣就可以使學生更好的投入到實驗過程之中,甚至是享受實驗過程。

通過設計諸如此類的宣傳欄,會將學生思維帶入活躍階段,對學生化學思想磨煉、探究興趣提升和研究堅韌度提高均具有重要意義。在化學實驗室文化氛圍建設中,實驗室樓層也是襯托文化氛圍的重要體現,在進入主樓中間正門兩側和走廊上,目前我校材料學院實驗教學中心用6～8塊大幅燈箱展示實驗室發展歷程,并從課程建設、實驗課程體系和科研成果等方面展示實驗室特有文化,走廊處擺設了學生化學實驗室取得的成果。

3.2 化學實驗室環境文化建設

在進入實驗室內部時,每間化學實驗室可依據現實情況和現場擺設,懸掛最新的與本專業相關的高水平的科技論文和一些經典實驗的實驗步驟操作等。將理論知識多媒體化,有助于學生圖形化思維的創建,并且可以懸掛最新的本校科研進展,讓學生了解本校化學實驗室產生的科研成果,讓他們身臨其境,加深對專業知識的了解、激發探索的欲望。結合化學的發展趨勢,由本專業的教授開展化學未來發展的專題講座,為培養學生化學實驗積極性做好文化氛圍的準備。

3.3 實驗室教學文化建設

化學實驗知識傳授均以章節為基礎,引導學生完善化學知識體系構建,所以在進行實驗教學過程中,針對學生單元知識體系的構建顯得至關重要[13]。傳統的實驗化學教學主要是由學生對照著講義機械式地做實驗,實驗結束后有些學生不太清楚實驗需要達到的目的,往往未能達到預期的教學效果。目前我校對部分實驗進行了改革,給每個學生提供不同的實驗目標；結合理論教學,自己去嘗試實驗原理和實驗方法。由于化學實驗耗時耗資,材料學院將這類實驗通過虛擬仿真的技術來實現。通過典型材料學科產品生產過程虛擬仿真軟件的開發與應用,滿足材料類專業學生實習的需要；結合材料加工模擬及流程模擬等虛擬仿真軟件的應用,使學生的實踐能力和創新能力提升一個新的臺階。由于是自己設計整個實驗的步驟,所以學生對實驗的原理了如指掌,可以熟練應用到將來的其他環節中,再者由于虛擬仿真技術是比較新型的技術,可以很好地區別傳統的實驗講義形式,學生的實驗積極性也特別高；通過幾個關鍵實驗體系環節的虛擬仿真,可以使學生的整個知識體系較好地構建完善,最終在不耗時耗資的情況下取得良好的教學效果。

3.4 化學實驗室制度文化建設

高等學校的化學實驗室的剛性制度受到很多方面的制約,所以顯得比較寬泛和籠統[14],這也和一些傳統觀念密不可分。但是不同高校要根據自身的特點以及文化背景來制定自己的安全保障體系和行為規章制度。我校材料學院的實驗室安全保障已納入院、系、實驗室3級管理,材料學院成立領導小組,由院長牽頭,實驗室負責人擔任組長,貫徹落實教育部、學校的各項實驗規定。此外成立了以學院教授和學院管理人員組成的“安全工作委員會”,具體到實驗室安全細則，由實驗室主任制定相關準則,包括安全管理制度、安全設施及器具管理,以及應急措施預案措施等。每周不定期地進行整個學院實驗室的安全抽查工作,切實作為一個學院的重頭工作來完成；再結合現有管理平臺的監控系統,可以在不打擾學生實驗的情況下進行全方位的實時觀察,對出現的安全隱患進行隨時制止。與此同時,也應注重學生的個性化發展。在實際的教學科研活動中,注重學生個性化差異,根據學生未來發展方向和個性化發展趨勢,制訂不同的培養方案。如將情況不同的學生進行分組結合,形成一個小的團隊,在實驗操作過程中,讓不同程度、不同側重點的學生相互討論、集思廣益,這對教學起到良好的促進作用。必須修改以往隨機劃分小組的方法,發揮每個學生的特點,讓每一位學生都積極地參與實驗過程。

4 結語

我校化學實驗室擔負著為國家培養實踐創新型人才的重要使命。隨著人才培養要求的轉變,實驗室管理運行、儀器設備使用、實驗室技術隊伍建設等日益呈現出跨學科復合型趨勢[15]。同時也出現空間緊張、安全隱患多、儀器利用時間分布窄等諸多問題。化學實驗室文化也不斷表現出各種新的特點,以往簡單地張貼實驗室守則等需要加以改進。因此,正確了解和把握實驗室文化建設的功能和內涵、加強其建設,必將成為推動實驗室有效運轉,發揮實驗室在人才培養、創新、發展、科學研究和技術轉化等方面的內在優勢的重要保障。由全文分析可見 ,重視實驗室文化才能繼承和創新校園文化、增強實驗室發展的動力，才能為素質教育的全面實施和高素質綜合型人才的培養提供環境支撐 ,從而起到良好的化學教學效果。

References)

[1] 賈繼文,王一川,李貽學.論高等院校的實驗室建設與管理[J].山東農業大學學報(社會科學版),2004,6(2):107-109.

[2] 甘翠芳.學校實驗室文化對學校文化的影響及其文化功效的釋放[J].玉林師范高等專科學校學報,2000,21(2):83-86.

[3] 章爭榮，肖小亭，黃詩君，等.產學研合作與實踐教學改革[J].廣東工業大學學報(社會科學版),2004(增刊1) :203-205.

[4] 洪林,王愛軍.應用型本科人才培養與實踐性教學改革[J].鹽城工學院學報(社會科學版 ),2004,17(2)：87-90.

[5] 姜發根.新建本科院校教學質量問題及保障探析[J].呂梁教育學院學報,2010,27(1):10-13,27.

[6] 張國林,韓瑩,薛懷國.大學化學實驗課程體系的改革與實踐[J].大學化學,2010,25(1)：24-25,31.

[7] 莫蓓莘. 規范教學實驗中心管理,追求卓越實驗教學效果[J].實驗技術與管理,2007,24(11):96-98.

[8] 周守喜,胡毅,石東平.論高校實驗室文化建設及應注意的幾個問題[J].重慶文理學院學報( 自然科學版 ),2006,5(4)：95-97.

[9] 余小瀅.創新人才培養與實踐教學改革[J].實驗技術與管理,2010,27(5):30-32.

[10] 夏石頭,蕭浪濤.“以人為本 和諧發展”的實驗室文化建設[J].實驗室研究與探索,2009,28(2):5-7.

[11] 蔣景華.貝爾實驗室創新經驗的啟迪[J].實驗技術與管理,2010,27(3):5-7.

[12] 李靖,包存寬.工業園區內構建EHS管理體系框架研究[J].環境科學與管理,2007,32(8) :10-12.

[13] 趙海峰. 談綜合性大學的文化氛圍建設[J].黑龍江高教研究,2007(2):7-8.

[14] 王永秋.文化氛圍建設對高校教育的重要影響[J] .黑龍江科技信息,2011(30):216-217.

[15] 胡運明. 試述實驗室規范化管理[J].實驗教學與儀器,2008(12):50-51.

Construction of cultural atmosphere in laboratories for chemical specialities

Teng Xin, Yang Xiaoling, Zhuang Qixin, Tang Songchao, Qian Jun, Gu Jinlou

(School of Materials Science and Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)

Strengthening the cultural construction of the laboratories for chemical specialities is an important condition to improve the quality of experimental teaching,raise the level of the experiment and serve the talent cultivation in colleges and universities. After visiting,analyzing and comparing the construction of the cultural atmosphere in the chemical laboratory of German BASF Company and German BBZ Basic Chemistry Training School in Berlin,and combining the characteristics and conditions of the chemical laboratory at East China University of Science and Technology,this paper probes into the cultural construction of the laboratories for chemical specialities and proposes the connotation of the laboratory cultural construction,the direction and suggestions of the construction.

cultural atmosphere; chemical laboratory; laboratory culture; cultural construction

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.061

2016-11-12 修改日期：2016-12-15

滕鑫(1980—),男,上海,博士，實驗師,現主要從事高分子材料以及應用化學方面的研究

E-mail：tengxin@ecust.edu.cn

顧金樓(1974—),男,上海,博士，教授,現主要從事材料化學、分析測試的研究.

E-mail：jinlougu@ecust.edu.cn

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1002-4956(2017)4-0238-04