開放式實驗的開放管理模式構建與實踐

夏云生+王甜甜+馮瑩+鄭軼丹+包德才

摘要：針對渤海大學化學系實驗教學現狀，我們以基礎化學實驗教學中心、教師和學生為主體，從開放式實驗教學模式著手，針對改革實驗教學模式、改善實驗教學效果和改變實驗教學的開放式管理等幾個問題展開探索和研究，達到培養學生的實踐能力、創新能力，充分發揮實驗室功能的目的，取得了良好效果。

關鍵詞：開放式實驗教學；綜合素質；實踐訓練

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

大學生創新性實驗計劃是高校本科教學質量與教學改革工程的重要組成部分[1]，高校的實驗教學正是理論結合實踐的真切體現，是培養學生創新能力與實踐能力的重要環節[2]。隨著教育教學改革的深入，提升實驗教學質量和學術水平、提高學生創新和實踐能力、加強實驗和實踐教學環節，建設有特色的開放式實驗及其管理體系是對常規實驗教學的有益補充。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、培養學生創新能力的開放；是為社會和學生服務的開放。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生科技創新活動及創新學分相結合，極大促進了學生“我要學習”的主動性，取得了良好效果。

一、開放式實驗的設計與實施

開放式實驗是將實驗和實踐教學轉向以學生為中心的新型實驗教學模式，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時間外對學生開放[4]；實驗內容開放是指以具有創新性、綜合性或設計性的實驗為主，讓學生自由動手動腦，形成自主學習的思維方式和能力。一般在每學期結束前2—3周由實驗室向學院提出開放項目的申請，經過學院、學校和專家評審后，于下學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。經過多年的實施，形成的開放形式主要有以下4種。

1.預約實驗型。發布基礎實驗教學計劃以外的實驗課題和相關題目，學生網上預約實驗，并自主完成方案設計、裝置安裝和調試，經指導教師審閱后進行實驗，撰寫總結報告或相應論文。例：對于“高比表面積介孔碳的孔結構性質表征”訓練題目，聯系主干課程——物理化學中的有關知識，通過學習ASAP 2020型比表面積和孔結構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，激發了學生參與科技創新的熱情。

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

3.學生參與科研型。對于高年級學生，實驗室發布科研項目中的開放研究題目，吸納優秀學生參與實驗室的科學研究過程。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，并以生物質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和電極隔膜材料的制備提供一種新的方法和思路。

4.學生科技創新項目型。列入大學生科技創新項目，結合實驗室的條件，到相應實驗室開展實驗活動。學生在教師指導下開展科技創新訓練工作，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過程中產生的危險固體廢棄物，含有大量的Cr（Ⅵ），有致癌性。學生利用所學知識并參考相關文獻，采用化學方法提取含鉻鋁泥中的有效成分，對其進行回收利用。

學生根據自己所選擇的實驗項目，查閱文獻和資料設計實驗方案[5]。鼓勵學生大膽嘗試，注意實驗細節和實驗安全，教師可以指導學生設計實驗方案中的關鍵性問題。經歷了文獻的查閱、篩選和總結，實驗方案的設計、修正等環節，學生對實驗任務表現出極大興趣，既肯定了學生的主動性又發揮了教師的主導作用[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實驗室管理為主，學校以相近專業、資源共享為原則進行統籌規劃集中管理，提高實驗儀器的使用率。學校已經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：學校為了鼓勵教師和學生在課余時間開展開放式實驗研究，對指導教師和實驗技術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績和學生的創新學分。

三、實施開放式實驗的成效與體會

充分調動了學生學習的主動性，變傳統實驗教學的被動式學習為主動探索式學習，這種教學方式不僅向學生傳授了知識，培養學生的綜合創新技能，也提高了教師的綜合素質，使教師專心自己的教學和科研工作。實施開放式實驗打破了學科、年級的限制，不同年級不同專業的學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]，培養了學生查閱文獻的能力和創新精神，培養了學生撰寫科研報告和學術交流的能力，為畢業論文（設計）的順利進行奠定了基礎。開放式實驗的實施提高了儀器設備的使用率，使學生對大型儀器設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，將不同課程或實驗內容相結合，發揮了實驗教學在培養學生綜合素質和創新能力方面的優勢；其次是利用業余時間靈活開展實驗工作，打破了傳統課程體系的制約，使實驗教學融入了學習生活中去，貫穿了以學為主、以教為輔的思想[9]，取得發良好效果；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“學生科技創新項目型”開放項目，將食品化學、分析化學和數學的相關知識結合在一起，學生從醬油中鐵的存在形式、檢測方法和正交實驗設計三個方面入手，查閱資料，制訂實驗方案，與指導教師討論確定方案后開展實驗工作。結果表明，該題目可以將學生所學知識有機地結合在一起，通過開放模式實驗的研究工作，使學生的素質和能力有了很大提高，增強了該生就業的競爭力。

參考文獻：

[1]任良玉，張吉維.實施大學生創新性實驗計劃 探索基于課題的本科創新人才培養模式[J].中國大學教學，2011，（4）：26-27.

[2]楊秀平，梁永民.大學化學實驗教學改革與創新[J].高等理科教育，2008，81（5）：109-112.

[3]尹智宏.如何設計全新的現代“開放共享”實驗室[J].實驗室研究與探索，2012，31（6）：168-172.

[4]熊宏齊.凝練開放式實驗教學核心要素，構建研究型大學實驗教學體系[J].實驗技術與管理，2010，27（12）：4-7.

[5]周琪鋒.高校開放式實驗室建設的探討與實踐[J].中國現代教育裝備，2008，（6）：124-125.

[6]王兵賢，胡康秀，王澤文.自主學習模式下“數值分析”實驗教學的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，31（6）：147-149.

[7]鄭瓊茹，錢波.高校開放實驗教學體系的管理制度研究[J].教育教學論壇，2010，（30）：89-91.

[8]賀萍，許卉，鄔旭然.培養能力和素質的有效途徑——科研技能綜合實驗教學[J].大學化學，2003，18（6）：12-13.

[9]郭玲香，周鈺明，雷立旭，王國力.基于創新能力培養的有機化學實驗教學體系研究[J].長春理工大學學報（高教版），2009，4（12）：145-146.

Establishment and Practice of Open Managing Mode for Opening Experiment

XIA Yun-sheng，WANG Tian-tian，FENG 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