化學(xué)工程實驗室開放分析

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一、實驗室開放的必然性

實驗室是高等學(xué)校實施素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的重要基地。從培養(yǎng)創(chuàng)新能力的角度看，實踐教學(xué)的作用大于理論教學(xué)，而作為實踐教學(xué)重要環(huán)節(jié)的實驗教學(xué)，對創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著更為重要的作用。實驗教學(xué)不僅教育學(xué)生掌握實驗的基本技能，提高實際操作能力，使學(xué)生從實驗中得到對實驗結(jié)果及規(guī)律的感性認識，加深對所學(xué)知識的理解，而且通過實驗發(fā)現(xiàn)問題，促使學(xué)生運用所學(xué)理論分析問題，并從實踐的探索中找到解決問題的方法。同時，引導(dǎo)學(xué)生在實踐的基礎(chǔ)上，設(shè)計新實驗，探索新觀點，并最終獲得新的技術(shù)，這就是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的真正目標(biāo)。[1-3]實驗室開放是指各類實驗室在完成計劃內(nèi)教學(xué)、科研任務(wù)的前提下，利用現(xiàn)有師資、儀器設(shè)備、設(shè)施條件等資源，面向?qū)W生和教師開放，為學(xué)生和教師提供實踐學(xué)習(xí)和科研條件。實驗室開放的主要對象是學(xué)生。[4-5]為全面貫徹教育部加強對學(xué)生進行素質(zhì)教育的精神，全國各高校實驗室都在積極探索實驗室的開放模式。例如，天津大學(xué)精密儀器與光電子學(xué)院為了實現(xiàn)資源共享，提高大型儀器的利用率，建立了院辦系管實驗室的開放模式；[6]華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院構(gòu)建了全天候?qū)嶒炇议_放平臺，利用校園網(wǎng)進行網(wǎng)上預(yù)約和網(wǎng)上監(jiān)控的開放模式；[7]東北電力大學(xué)機電實驗室建立了“學(xué)生實驗網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)”和“開放式教學(xué)管理系統(tǒng)”，大大促進了實驗室的開放管理；[8]中國地質(zhì)大學(xué)則探討了大型儀器開放和實驗室管理方面的問題，[9]等等?？傊值茉盒５膶嶒炇议_放教學(xué)經(jīng)驗為我們建立適合學(xué)院實驗室開放的教學(xué)模式提供了很好的借鑒，[10-12]并且實驗室開放也是實現(xiàn)北京石油化工學(xué)院（以下簡稱“我?！保┤瞬排囵B(yǎng)模式中“實踐特色”的重要措施。為充分貫徹我?！俺缟袑嵺`、知行并重、堅持走實踐育人之路”的辦學(xué)特色，充分利用現(xiàn)有的實驗室資源，加強學(xué)生的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新性、應(yīng)用性的高級人才，為學(xué)生提供一個開放的、自由的實驗教學(xué)平臺非常必要。目前，我校化學(xué)工程實驗室只承接化工專業(yè)的一門實驗課（化工工藝專業(yè)實驗），學(xué)時3周，學(xué)分3分。大部分時間儀器處于閑置狀態(tài)。一些儀器由于實驗學(xué)時不多，開機時間很少，一方面造成儀器使用效率很低，另一方面又高高掛起，學(xué)生接觸機會很少。另外，新購進的油品分析儀器設(shè)備由于沒有必修課實驗，也無法應(yīng)用到學(xué)生的教學(xué)實驗中。因此面向?qū)W生開設(shè)大型儀器操作、油品分析方面的實驗課，讓學(xué)生走入那些大型精密儀器中間，讓學(xué)生認識它、了解它，使其很好地為學(xué)生的實踐教學(xué)服務(wù)，很有現(xiàn)實意義。學(xué)院投資建設(shè)實驗室，一方面是培養(yǎng)人才的需要，另一方面也要為地區(qū)、行業(yè)的經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)?；すに噷嶒炇乙丫邆淞藶榈貐^(qū)行業(yè)服務(wù)的基本硬件條件，但軟件的建設(shè)（如實驗教師的水平、實驗室的管理水平等）還亟待完善。只有通過對學(xué)生的培養(yǎng)與訓(xùn)練及試驗平臺的逐步建設(shè)，擴大實驗室的知名度，才能逐步獲得社會的認可，實現(xiàn)服務(wù)社會的第二目標(biāo)。為此不斷的建設(shè)與完善實驗室的開放工作，建立開放式的專業(yè)實驗平臺非常必要。

二、實驗室開放模式和內(nèi)容的探討

目前我校化學(xué)工程實驗室在時間上已經(jīng)實現(xiàn)了開放，結(jié)合化工工藝專業(yè)研究型實驗的開設(shè)，學(xué)生可以在任何時間（包括周末、節(jié)假日）來實驗室完成實驗，時間上完全開放。但是實驗室開放不僅包括時間的開放，更應(yīng)包括實驗項目的開放?，F(xiàn)在，本實驗室已經(jīng)具備了開設(shè)油品分析實驗的條件，擁有油品分析實驗設(shè)備近20套，但由于沒有開設(shè)相應(yīng)的實驗必修課，這些儀器至今沒有應(yīng)用到實驗教學(xué)上。另外，實驗室開放定會大大增加實驗教師、實驗室管理人員的工作量；加大實驗材料的損耗以及儀器設(shè)備的損壞率；加大實驗室管理的難度。因此為保證實驗室開放順利健康的發(fā)展，必須建立一套有效的實驗室開放管理制度。因此，我校油品分析方向?qū)嶒炇议_放研究的內(nèi)容有以下幾部分。

（1）整合本實驗室設(shè)備資源，建立本實驗室油品分析實驗項目庫，包括大型儀器操作型實驗庫，普通驗證型實驗庫，研究型實驗項目庫。

（2）利用校園網(wǎng)上的“教育在線”平臺建立化學(xué)工程實驗室油品分析開放實驗教學(xué)平臺，學(xué)生可以在此查看可開設(shè)的實驗項目信息，包括實驗內(nèi)容、實驗學(xué)時、實驗儀器信息和實驗指導(dǎo)教師等。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)與教師預(yù)約實驗時間。

（3）改善現(xiàn)在的專業(yè)實驗現(xiàn)狀，適當(dāng)降低研究型實驗的比例而增加多種類型的選做實驗，以增加學(xué)生實驗的自主性和選擇性。

（4）對于低年級學(xué)生，可以開設(shè)大型儀器操作方面的實驗選修課，在高年級學(xué)生中開設(shè)與專業(yè)方向相關(guān)的實驗選修課，例如油品分析與測試實驗，加大選修課中實驗課的學(xué)時數(shù)，鼓勵學(xué)生進入實驗室。

（5）由于實驗室管理人員的緊張，可以聘請部分高年級的優(yōu)秀學(xué)生和研究生在課余時間負責(zé)部分儀器的管理。

（6）大型儀器的開機費用很高，為補充二級院系實驗費的不足，學(xué)院應(yīng)建立大型儀器運行經(jīng)費，專門支持大型儀器的運行。

三、開放實驗室的實施

經(jīng)過兩年的研究與實踐，油品分析開放實驗室的探索獲得如下成果。（1）建立了油品分析實驗項目庫，編寫了實驗講義。根據(jù)目前實驗室的設(shè)備情況，開發(fā)了油品分析實驗12項，可供化工工藝專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生選擇。編寫了電子版講義，學(xué)生可根據(jù)選擇的實驗項目從網(wǎng)上下載。（2）開發(fā)建立了化學(xué)工程實驗室油品分析開放實驗教學(xué)平臺，匯集了各種實驗項目信息、儀器設(shè)備資料、實驗講義等，學(xué)生可以瀏覽，同時建立了對外服務(wù)項目。（3）建立了《油品分析實驗室開放管理辦法》，為進一步規(guī)范開放實驗室的管理提出嘗試。在構(gòu)建實驗教學(xué)新體系、開放實驗室的過程中要循序漸進地加強學(xué)生創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。我們的實驗采取了三段式的教學(xué)方法，即以基礎(chǔ)實驗訓(xùn)練“牽”著走、能力訓(xùn)練“引”著走、提高訓(xùn)練“放”手走的“牽、引、放”三個階段來對應(yīng)實驗教學(xué)體系的“三個平臺”——對應(yīng)于“牽”的階段，就必須培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生實驗的基本功（一些實驗基礎(chǔ)較差的學(xué)生應(yīng)充分利用開放實驗室的特點，補齊實驗基礎(chǔ)能力訓(xùn)練這一環(huán)節(jié)）；對應(yīng)于“引”的階段，就要規(guī)范學(xué)生的實驗技能，通過不斷的實驗來提高學(xué)生的動手能力；對應(yīng)于“放”的階段，這就要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗項目，自行制訂實驗步驟，自行檢查實驗結(jié)果，真正讓學(xué)生全面掌握實驗的全部要素以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。實驗室開放后，在2006～2007學(xué)年第一學(xué)期，化工工藝專業(yè)化2003級學(xué)生利用專業(yè)實驗，四個班的學(xué)生做了油品分析大型綜合性實驗，另有13名學(xué)生選作了油品分析其他操作性實驗。2007～2008學(xué)年第一學(xué)期，化工工藝專業(yè)化2004級學(xué)生利用專業(yè)實驗，四個班的學(xué)生做了油品分析大型綜合性實驗，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)應(yīng)2004、應(yīng)2005、應(yīng)2006、應(yīng)2007級學(xué)生中分別有16人、24、43、21人選修了油品分析操作性實驗。這兩屆學(xué)生實驗都是在實驗室開放的情況下進行的，學(xué)生沒有安排固定的實驗時間，可以根據(jù)自己的情況提前與教師預(yù)約，在一學(xué)期內(nèi)完成實驗。目前，油品實驗室在時間上實行了開放，學(xué)生可以在業(yè)余時間到實驗室做實驗。實驗項目也進行了開放，學(xué)生有更多的選擇實驗的自由。在實驗項目上，開設(shè)了驗證性試驗、綜合設(shè)計性試驗、研究性試驗等，學(xué)生在做完一定學(xué)時的驗證性基礎(chǔ)實驗后，根據(jù)興趣選做綜合設(shè)計性試驗和研究性試驗，學(xué)生自由組合，形成實驗小組，內(nèi)部做好分工。由學(xué)生自己查閱相關(guān)國家試驗標(biāo)準、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準（例如車用汽油標(biāo)準、潤滑油換油指標(biāo)等），制訂試驗方案，經(jīng)指導(dǎo)教師簽字確認后，由學(xué)生自己獨立完成。最后形成小組的實驗綜合報告。指導(dǎo)教師要把好試驗方案的制訂關(guān)，要學(xué)生在充分查閱資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)綜合設(shè)計性試驗或研究性試驗的要求，制訂試驗?zāi)康?，試驗方法，試驗?nèi)容等，明確小組的分工，以免部分學(xué)生偷懶，方案要體現(xiàn)出同學(xué)之間的相互配合，相互合作。但是由于宣傳得不夠，做實驗的學(xué)生不多。另外，我們實驗室的其他儀器也實行了有條件的向?qū)W生開放，經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生可以使用。

四、結(jié)論

實驗室應(yīng)選拔責(zé)任心強、知識面寬和實驗技能水平高的教師參加實驗室開放工作。要對參加開放實驗室的教師從思想和業(yè)務(wù)兩個方面進行培訓(xùn)，盡可能地使他們成為本學(xué)科實驗教學(xué)指導(dǎo)方面的多面手。為確保開放實驗質(zhì)量，必須對實驗室的開放制定一些切實可行的管理辦法，例如儀器設(shè)備怎么保護、損壞怎么賠償，實驗報告怎么評定，學(xué)分怎么給，對于在開放實驗室中取得重大成果怎樣進行獎勵等，仍需要擬訂一些規(guī)定予以規(guī)范。在開放實驗室的教學(xué)過程中，實驗室教師必將付出比以往更多的時間和精力。如何承認他們付出的這種勞動，教學(xué)管理部門和人事管理部門應(yīng)予以認真考慮，否則將挫傷他們的積極性。同時，也要進一步完善目前的學(xué)分制，對學(xué)生在實驗室中所做的實驗或完成的課題設(shè)計，也要給予一定的學(xué)分。對于在開放實驗教學(xué)中做出突出成績的教師、實驗技術(shù)人員或?qū)W生，都應(yīng)給予獎勵，這樣教師和學(xué)生才有積極性，才能更好地推動實驗室開放工作的順利進行。