伍 明 鄧克儉 唐萬(wàn)軍

[摘要] 通過(guò)對(duì)化學(xué)類(lèi)本科生多層次教學(xué)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)、管理和使用的基本情況及具體措施介紹,探討了以傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為依托,建設(shè)化學(xué)類(lèi)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的工作。堅(jiān)持建設(shè)與管理并重,把“發(fā)展、質(zhì)量、特色”理念融入實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中,為全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞] 化學(xué)類(lèi)多層次教學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 實(shí)驗(yàn)室管理

根據(jù)“新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程”的設(shè)計(jì)方案,化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容分3個(gè)層次:基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)。在保留和完善基本經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,增加了綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),這類(lèi)實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)面寬,要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)思考并解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。為適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展和要求,各高校都在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與內(nèi)容的改革與調(diào)整。對(duì)化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)如何改進(jìn)和如何創(chuàng)新,如何更好地與化學(xué)類(lèi)研究發(fā)展相結(jié)合,是當(dāng)前高等院?；瘜W(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)嶄新的課題。如何達(dá)到繼承性教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的,并將其轉(zhuǎn)化為可操作的教學(xué)行為,實(shí)現(xiàn)較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,引起了同行廣泛探討。我們認(rèn)為,把“發(fā)展、質(zhì)量、特色”理念融入實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中,對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理重在“理”是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證。

一、我?；瘜W(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)綜合和涵蓋了化學(xué)領(lǐng)域各分支學(xué)科涉及的研究方法和研究工具,具有綜合性、研究性較強(qiáng)和定量化程度較高的特點(diǎn)。它所涉及的知識(shí)面廣、使用的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)儀器設(shè)備多,不僅要求學(xué)生能了解儀器的基本結(jié)構(gòu)與重要部件的功能,掌握與儀器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),而且要求學(xué)生能將化學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)相結(jié)合,用化學(xué)的理論知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出合理的、精確的數(shù)據(jù),還要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理方法,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析的能力。我校在基礎(chǔ)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)此進(jìn)行了各個(gè)單元全面訓(xùn)練,也建成了為此服務(wù)的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái),這為多層次教學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)打好了基礎(chǔ)。

教育的創(chuàng)新既是觀念的創(chuàng)新,也是教學(xué)內(nèi)容、方法、手段的創(chuàng)新,綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)內(nèi)容、方法、手段各不相同,我們嘗試學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成某些實(shí)驗(yàn),學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目查閱相關(guān)資料,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自行選擇和確定實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)方案等,以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,解決問(wèn)題的科學(xué)研究創(chuàng)新能力。學(xué)生依照自己設(shè)計(jì)方案動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),一切都要靠自己摸索進(jìn)行。既要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際合理選擇一定規(guī)格的配套儀器,組裝實(shí)驗(yàn)裝置,準(zhǔn)確控制實(shí)驗(yàn)條件,嚴(yán)格按照規(guī)范的操作規(guī)程進(jìn)行一系列操作,又要應(yīng)付實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種意外及難題。這就需要學(xué)生學(xué)思結(jié)合,手腦并用,綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能戰(zhàn)勝困難,有所發(fā)明,有所創(chuàng)造。實(shí)驗(yàn)完成后,實(shí)驗(yàn)報(bào)告以科研論文的形式完成,并寫(xiě)出體會(huì)和建議。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)室的所有儀器設(shè)備全天開(kāi)放。目前,各個(gè)高校根據(jù)自己的條件給出幾個(gè)或幾十個(gè)不等的題目。我們也每次給出二十余個(gè)題目供學(xué)生選做。內(nèi)容來(lái)源為:

1.結(jié)合生活實(shí)際應(yīng)用,綜合運(yùn)用化學(xué)手段及方法對(duì)多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

2.從化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題出發(fā),讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從而解決教學(xué)中需要解決的問(wèn)題。

3.從教師科研項(xiàng)目中提取一部分內(nèi)容,由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從而解決科研中需要解決的問(wèn)題。

4.學(xué)生自帶課題,課題完成后可撰寫(xiě)小論文。

開(kāi)設(shè)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要遇到以下三個(gè)方面的問(wèn)題:

(1)教學(xué)設(shè)備條件的限制

學(xué)生個(gè)性化的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更多地接受新信息,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使化學(xué)實(shí)驗(yàn)越來(lái)越依賴(lài)新的科學(xué)儀器。使用新的科學(xué)儀器,改進(jìn)舊的實(shí)驗(yàn)方法,尤其是帶工作站的實(shí)驗(yàn)儀器是學(xué)生更愿意在自己的設(shè)計(jì)中使用。因而實(shí)驗(yàn)儀器的更新步伐使綜合、設(shè)計(jì)和研究性實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)受到了一定的限制。

(2)教學(xué)管理上的新問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)主要目的是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,解決實(shí)際問(wèn)題的能力和開(kāi)拓創(chuàng)新能力。學(xué)生自主綜合、設(shè)計(jì)和研究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施往往是利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究,這要求隨時(shí)開(kāi)放圖書(shū)館、資料室和實(shí)驗(yàn)室,給圖書(shū)資料和實(shí)驗(yàn)室的管理帶來(lái)了困難,也給這些教學(xué)管理部門(mén)的改革提出了新要求。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放在各高校也逐步開(kāi)始,學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作和嘗試性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)放式教學(xué)的確有很多優(yōu)點(diǎn),但在具體實(shí)施過(guò)程當(dāng)中難免要遇到一些實(shí)際問(wèn)題,如儀器、設(shè)備的維護(hù),由于學(xué)生操作能力及水平參差不齊,存在一個(gè)由生到熟的過(guò)程,難免造成一定程度上的損壞,增加了維護(hù)費(fèi)用和教學(xué)工作量; 這些問(wèn)題的解決需要對(duì)策。

(3)對(duì)指導(dǎo)教師的新要求

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容增多且具有不確定性,學(xué)生會(huì)隨時(shí)提出各種各樣的問(wèn)題,這就要求教師本身要有更多、更廣的知識(shí)面和先進(jìn)的教育理念及創(chuàng)新精神,才能引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)會(huì)實(shí)踐,學(xué)會(huì)創(chuàng)新。要求教師努力學(xué)習(xí)新知識(shí),提高自身素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)能力,接受新信息,創(chuàng)造新經(jīng)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平是反映學(xué)校教學(xué)質(zhì)量、科研水平和管理水平的重要標(biāo)志之一。我們追求以發(fā)展為主題,以質(zhì)量為核心,以特色為導(dǎo)向,把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成集基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、科學(xué)研究訓(xùn)練平臺(tái)于一體,逐漸形成一個(gè)技能化、個(gè)性化、多元化、現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng),使化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容高起點(diǎn)進(jìn)行成為可能。

首先,我們?cè)趥鹘y(tǒng)的化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室中,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室布局優(yōu)化,調(diào)整、更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求,結(jié)合學(xué)?？蒲刑厣?及時(shí)更新陳舊、老化設(shè)備, 通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的升級(jí)換代,引入現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和方法,提高了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的精度和現(xiàn)代化水平,保證了高質(zhì)量完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中考慮的另外一個(gè)問(wèn)題是如何提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資金的利用效率。我們采取了兩種辦法;一是先定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,內(nèi)容應(yīng)滿足課程的基礎(chǔ)性、先進(jìn)性、啟示性和綜合性,還應(yīng)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)的目的。然后定設(shè)備,目的是利用率不高的設(shè)備不買(mǎi)、沒(méi)有擴(kuò)展性的設(shè)備不買(mǎi)、能在實(shí)驗(yàn)中心其它實(shí)驗(yàn)室共用的不買(mǎi)。保證所購(gòu)買(mǎi)的每一臺(tái)設(shè)備都能夠得到合理使用。充分考慮本學(xué)科前沿領(lǐng)域結(jié)合我校在該領(lǐng)域的科研具代表性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)手段,不求全也不過(guò)分求新,但一定要涵蓋化學(xué)基本單元、基本工具、交流平臺(tái),以滿足不同要求的學(xué)習(xí)者使用。如我們選購(gòu)了帶工作站的熱綜合分析儀、氣相色譜儀等。其次,充分考慮網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理信息平臺(tái),逐步完善網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。適時(shí)建立各實(shí)驗(yàn)室間互動(dòng)、互補(bǔ)機(jī)制及時(shí)信息溝通,彰顯綜合性大學(xué)優(yōu)勢(shì)。而在自主綜合設(shè)計(jì)、研究性實(shí)驗(yàn)階段,根據(jù)需要考慮合理利用整合后校內(nèi)的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,使學(xué)生在大學(xué)期間就能夠經(jīng)常接觸和使用最新最好的儀器, 并使他們有機(jī)會(huì)接觸現(xiàn)代化的大型貴重儀器。滿足學(xué)生高層次實(shí)驗(yàn)的同時(shí)還可最大限度地發(fā)揮學(xué)校已有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)。隨著人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),實(shí)驗(yàn)環(huán)境也越來(lái)越受到師生的重視。因而,如何以人為本,營(yíng)造一個(gè)安全無(wú)污染的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,也是我們多層次化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中重視的問(wèn)題之一。

三、建立新的實(shí)驗(yàn)室管理體系

面對(duì)21世紀(jì)教學(xué)改革的挑戰(zhàn),實(shí)驗(yàn)室也改革了傳統(tǒng)的管理體制,構(gòu)筑了面向未來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。院實(shí)驗(yàn)中心提出了新的實(shí)驗(yàn)室管理模式即集中型管理模式。但尚需不斷理順和完善管理機(jī)制,根據(jù)不同使用對(duì)象,從實(shí)際出發(fā),制訂具體的實(shí)施細(xì)則。完善的管理制度是充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室作用的基礎(chǔ),我們根據(jù)不同方面不同層次制定了相關(guān)的細(xì)化規(guī)章制度。例如,學(xué)生進(jìn)入自主綜合、設(shè)計(jì)、研究性實(shí)驗(yàn)前需通過(guò)相關(guān)儀器的單元操作考核的制度、分層次的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度、實(shí)驗(yàn)室資料管理取用制度等等。學(xué)生實(shí)驗(yàn)規(guī)則細(xì)化到學(xué)生未進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前,對(duì)每個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行分組、編號(hào),固定序號(hào);進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室除攜帶記錄本,其余物品換鑰匙儲(chǔ)存;所用儀器藥品都固定到人,丟失、損壞的儀器及時(shí)查清,藥品的消耗及時(shí)補(bǔ)充,盡管實(shí)驗(yàn)室天天投入使用,也能確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。實(shí)踐證明,讓學(xué)生明確獎(jiǎng)懲條例,自覺(jué)遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)制度,能管好、用好實(shí)驗(yàn)室。

要讓實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮教學(xué)效益,我們加強(qiáng)了以下三方面的管理:(1)儀器設(shè)備的管理。實(shí)驗(yàn)設(shè)備能否安全正常運(yùn)行直接關(guān)系到教學(xué)和科研的質(zhì)量,沒(méi)有一個(gè)完善的管理措施,就不可能高效合理的運(yùn)行。抓好驗(yàn)收、建賬、存放、正常使用操作培訓(xùn)、保管維修等各個(gè)環(huán)節(jié)。符合科學(xué)、規(guī)范、安全、合理、美觀、方便的原則,使儀器使用、存放規(guī)范化,同時(shí)建立維修維護(hù)等技術(shù)檔案,健全儀器設(shè)備的原始資料,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備日常維護(hù)和保養(yǎng)。使儀器使用制度化、規(guī)范化。(2)實(shí)驗(yàn)室資料管理。主要有:實(shí)驗(yàn)通知單,學(xué)生實(shí)驗(yàn)登記記錄薄、借儀器記錄薄、損壞賠償記錄薄、預(yù)備實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及儀器說(shuō)明書(shū)、實(shí)驗(yàn)參考書(shū)等。(3)實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生安全管理。只有做到安全實(shí)驗(yàn),才能真正發(fā)揮儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用,使學(xué)生更好地理解和鞏固知識(shí),培養(yǎng)科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。

隨著化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)從基礎(chǔ)層次到綜合、設(shè)計(jì)和研究層次,學(xué)生的學(xué)習(xí)由計(jì)劃性學(xué)習(xí)到個(gè)性化、隨機(jī)性的學(xué)習(xí),這與實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的計(jì)劃性要求相違背,為了解決這一問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)室必須采取一定的措施來(lái)加以協(xié)調(diào),實(shí)行開(kāi)放預(yù)約制度是廣泛采用且行之有效的辦法。我們倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和教師共同管理實(shí)驗(yàn)室。如果僅僅依靠實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員來(lái)照管學(xué)生,從時(shí)間上或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)上都不能得到有效保證。僅有時(shí)間上開(kāi)放,而沒(méi)有豐富的內(nèi)容和自主性環(huán)境支撐,就會(huì)使實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放這一生動(dòng)形式變得缺乏吸引力,使實(shí)際效果大打折扣。我們努力保持高級(jí)階段的開(kāi)放,但靠教師超額付出的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放其持久性是值得懷疑的,我們也期望在管理上有相應(yīng)可持久運(yùn)用的對(duì)策。在高層次的化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代化管理,合理利用實(shí)驗(yàn)室資源。實(shí)現(xiàn)研究室與實(shí)驗(yàn)室的更加緊密結(jié)合;充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),特別是利用大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備和分析儀器的統(tǒng)一管理、使用,使部分自主綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芨哔|(zhì)量的完成。

管理好實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)展好實(shí)驗(yàn)教學(xué),一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、精干的實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍是教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理的決定因素,實(shí)驗(yàn)室的體制和實(shí)驗(yàn)室人員的素質(zhì)將決定實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣。我們通過(guò)竟聘產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)主講教師主持討論并全面安排不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施,合理安排實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師,經(jīng)常性組織經(jīng)驗(yàn)交流和問(wèn)題討論,協(xié)調(diào)和配合好實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員實(shí)驗(yàn)室日常管理。強(qiáng)化和提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員從事實(shí)驗(yàn)前后的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)、儀器設(shè)備的管理和維護(hù)以及實(shí)驗(yàn)室日常工作的管理水平。但隨著學(xué)生增多,實(shí)驗(yàn)層次增多,實(shí)驗(yàn)室的工作量不斷增加,每天要做大量的工作,十分勞累,其勞動(dòng)強(qiáng)度和工作質(zhì)量在更大的程度上取決于他們的自覺(jué)性和責(zé)任感, 在這種情況下,我們將配制藥品的工作分解到勤工崗的同學(xué),經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單藥品前處理和配制培訓(xùn),加強(qiáng)監(jiān)管并要求在溶液試劑瓶上標(biāo)明品名、單位、配制者名字和日期,經(jīng)過(guò)兩年實(shí)踐效果很好。總之,實(shí)驗(yàn)室管理是一項(xiàng)綜合工程,是實(shí)驗(yàn)室管理人員的責(zé)任心、事業(yè)心、業(yè)務(wù)水平與組織才能高低的反映。

通過(guò)建設(shè),我們的實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境得到了改善,建成了完善的管理機(jī)制,形成了以深化基礎(chǔ)教學(xué)、面向全校開(kāi)放、注重實(shí)踐能力、鼓勵(lì)創(chuàng)新思維為特色的多層次教學(xué)型化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

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基金資助:湖北省高等院校教學(xué)研究項(xiàng)目的資助(立項(xiàng)編號(hào):2009151)