地方高校國家級實驗教學示范中心建設的思路與探索

李國斌，周智華，周 虎，謝文林

(湖南科技大學化學化工學院，化工與材料國家級實驗教學示范中心，湖南 湘潭 411201)

實驗室是高等學校教學與科研的重要場所，在高校實踐教學中發揮著關鍵的作用。國家級實驗教學示范中心的建設，有力地推動了高校實驗室的建設，加快實驗教學改革，促進資源優化，加強大學生實踐能力和創新能力的培養，提高實驗教學水平和人才培養質量[1-3]。

湖南科技大學是一所地方院校，學校人才培養的總目標是：努力造就品德優良、知識豐富、能力突出的高素質應用型人才。2016年，化工與材料實驗教學中心(以下簡稱中心)被獲批為國家級實驗教學示范中心，中心前身為基礎化學實驗室，2005年被批準為湖南省基礎課(化學)示范實驗室，2010年，學校整合了化學化工、制藥、材料、生物工程等實驗室的優勢資源，成立了化工與材料實驗教學中心，現有實驗室面積15000m2,教學儀器設備3800臺套，設備總值4800萬元。本文通過化工與材料實驗教學中心的建設，探索地方高校國家級實驗教學示范中心的建設模式。

1 實驗中心管理體制

中心的管理體制和運行模式嚴重影響實驗室的建設及功效的充分發揮[4]，中心經過多年的探索與實踐，逐步形成了校-院-中心三級管理模式[5]。學校成立了實驗室建設管理委員會，利用學科優勢和資源對實驗室進行統籌規劃合理布局。學院成立了實驗室工作領導小組，負責實驗室的規劃、評估等工作，相關專業交叉融合，有利于學科建設和發展。實驗中心成立了實驗教學指導委員會，由4位校外專家、1位校內專家組成，主任由校外專家擔任，實驗教學指導委員會負責實驗中心發展規劃和建設目標。以人才培養為目標構建實驗中心，滿足本科生、研究生實驗教學，服務大學生科技創新實驗及教師的科研工作，為校外的科研院校、企業提供技術支持及人才的培訓。

2 實驗教學體系

實驗中心承擔著全校化學、化學工程與工藝、材料化學、生物工程、給排水等14個專業的15門化學化工類實驗課程，共開出實驗項目220個，學生實驗人數達2800人/年，實驗人時數達20萬學時/年。

2.1 構建多層次的實驗教學體系

實驗中心對傳統的教學模式進行不斷的探索和改革，整合優質資源，突出特色，提升辦學水平和教育質量，更新實驗項目及內容，改革教學手段與方法[6]，構建了“一條主線、三個層次、五個平臺”的實驗實訓教學體系[7]。以實踐和創新能力培養為主線，將大學生能力的培養分為專業基礎能力、專業技能與實踐能力、科技創新能力三個層次。實驗中心按功能構建基礎訓練、專業技能訓練、工程實踐訓練、科技創新訓練和學科競賽訓練五個實踐訓練平臺；各平臺及模塊之間既相對獨立又有機聯系、互為補充、交叉融合。

2.2 虛擬仿真實驗平臺建設

建立虛擬仿真實驗平臺的信息化教學模式是實驗教學改革的必經之路，中心在完善現有實驗教學資源的同時，充分利用互聯網及現代信息技術輔助教學；虛擬仿真實驗的建立，使易燃易爆、有毒有害、高成本難以實現實驗項目變的可行、經濟、安全、可靠[8-10]。實驗中心堅持虛實結合，能實不虛的原則，建設了化工基礎仿真實驗模塊、大型儀器仿真實驗模塊、化工工藝虛擬仿真實習實訓模塊。

化工基礎仿真實驗模塊，包括液體阻力、精餾、過濾等仿真實驗，能夠使學生在實驗前直觀地了解實驗步驟和操作方法，能夠打破實驗人數、時間、空間的限制，允許學生反復進行實驗操作，實驗過程自動提示、智能成績分析。

大型儀器仿真實驗模塊，包括ICP、XRD等仿真軟件，大型儀器設備大多數為單臺套，傳統的教學模式根本不能滿足每個同學都能單獨上機操作，而仿真實驗可以很好的解決儀器臺套數少、對操作人員專業知識要求高的限制，學生隨時可以在網絡上操作，掌握實驗原理、儀器構造、使用規范、故障分析及數據處理等。

實習實訓虛擬仿真模塊，實習實訓仿真實驗的建設，很好的解決了學校實習經費緊張、實習單位接受困難，解決學生在實習過程走形式、不能詳細了解工藝和設備構造等問題，實驗過程有助于學生綜合能力和創新能力的培養。

2.3 實驗教材建設

實驗教材的建設是高等院校進一步深化教學改革、鞏固教學改革成果、突出特色、提高教學質量、培養高素質創新人才的重要環節。近幾年，實驗中心共編寫出版了《無機化學實驗》、《化工原理實驗》、《化工產品生產工藝流程設計課程設計》等教材10本，同時《電化學實驗》、《制藥工程專業實驗》也申報了湖南科技大學"十三五"規劃教材，正在組織專業教師積極編寫。

3 實驗隊伍建設

實驗隊伍是實驗室建設逐多要素中最關鍵的因素之一，師資隊伍是高校教學、科研活動的主體。實驗中心通過委派留學、引進高層次人才、大型儀器業務培訓、實驗室安全培訓等形式，加強實驗隊伍建設[11-13]。中心始終重視青年教師的培訓，堅持試教制、導師制，逐步形成了結構合理、實踐能力強的實驗教學隊伍。中心現有專、兼職教學和技術管理人員96人，其中教授30人，副教授31人，博士72人，碩士16人，有教育部新世紀人才、湖南省新世紀121人才、“湘江學者計劃”特聘教授等各類人才14人；同時還在企業聘請12位高級工程師、技術人員擔任實習實訓教師。

4 實驗室開放

為了進一步加強對學生創新實踐能力的培養，中心積極推進實驗室開放管理模式。鼓勵學生申報國家級、省級、校級創新項目，申報本科生SRIP項目，鼓勵學生參與教師科研項目，2017年共有162名本科生參與教師科研，發表學術論文7篇，申請專利12項。積極組織學生參加“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“互聯網+”中國大學生創新創業大賽、全國大學生化工設計競賽、湖南省大學生化學化工實驗與創新設計競賽等學科競賽等，2017年共有64名本科生參加了省級以上的學科競賽，獲國家級獎7項、省級獎19項。

5 示范輻射

示范中心積極搭建交流平臺，及時總結和推廣中心建設和研究成果。利用互聯網、論文、研討會、合作等形式，充分發揮中心的示范輻射作用。湖南省精品課程《有機化學》、《物理化學》教學視頻在網絡上共享，《化工原理》仿真實驗可以進行網絡操作。近幾年中心共出版實驗教材10本，公開發表教研教改論文72篇。2017年受湖南省教育廳委托，中心成功舉辦了湖南省第七屆大學生化學化工實驗與創新設計競賽，共有省內29所高校的462名大學生參加了比賽，競賽期間還舉辦了實驗室建設與改革研討會，就示范實驗室的建設、大學生實驗操作技能、創新設計能力的培養等問題進行了研討。中心十分重視對外的交流與合作，企業產學研合作、新技術開發、大型精密儀器共享、共建實驗室、人才培訓等。

近幾年，企業橫向項目轉化為本科生實驗項目共計35項。受教育廳委托中心參與“國培計劃”，培訓中學化學骨干教師356名。

6 結束語

通過化工與材料實驗教學示范中心建設與實踐，堅持以人為本、立足湖南，堅持聚力特色、協同創新，以高素質應用型人才培養為中心，結合地方院校自身的辦學特色，逐步改善實驗教學條件，進一步提高實驗教師隊伍的業務素質，完善實驗教學體系，逐步構建了“一條主線、三個層次、五個平臺”實驗教學體系。同時，中心也將進上步深入研究實驗教學理念，推進實驗教學模式管理與創新，加強實驗室開放，加強教學科研互動，科研反哺教學，加強校企合作與交流，加強服務意識，實現高素質應用型創新人才培養的目標，實現示范中心的示范與輻射功能。