郭華東

(長春師范大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室，吉林長春 130032)

開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次化設(shè)計(jì)

郭華東

(長春師范大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室，吉林長春 130032)

高校實(shí)驗(yàn)室開放的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。針對不同層次的學(xué)生，建立多層次的開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因材施教，使更多的學(xué)生參與到開放實(shí)驗(yàn)中來,有利于學(xué)生獲得就業(yè)職前的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)。本文從基礎(chǔ)性、科研型、專業(yè)方向型和科普型四個(gè)層次探討了層次化的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

實(shí)驗(yàn)室開放；層次化；設(shè)計(jì)

化學(xué)是一門理論與實(shí)驗(yàn)并重的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，理解化學(xué)原理，獲得化學(xué)知識，掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維和操作能力，激勵學(xué)生的創(chuàng)新精神，還有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容，它對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和創(chuàng)新精神有重要的作用。高校開放性實(shí)驗(yàn)是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸，是高校培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新性人才的有效途徑[1]。實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放，使學(xué)生有更多的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，發(fā)揮學(xué)生的想象力和聰明才智，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造條件，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識和獨(dú)立科學(xué)研究能力的形成，并有利于充分利用實(shí)驗(yàn)資源，提高儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場地的使用率。

實(shí)驗(yàn)室的開放包括實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、時(shí)間和空間、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(內(nèi)容)的開放。儀器設(shè)備的開放為師生提供實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)室開放的必要條件；時(shí)間和空間的開放給學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會，是實(shí)驗(yàn)室開放的基本條件；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，是實(shí)驗(yàn)室開放的本質(zhì)要求[2]。實(shí)驗(yàn)室開放的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是多方面的，這些實(shí)驗(yàn)可以在不同的實(shí)驗(yàn)室里完成，也可以到各相關(guān)研究所、相關(guān)院校通過各種合作方式完成。

為了滿足不同層次學(xué)生的需求, 充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性, 讓更多的學(xué)生參與到開放實(shí)驗(yàn)中來，實(shí)驗(yàn)室開放貫徹“面向全體、因材施教、形式多樣、講求實(shí)效”的指導(dǎo)原則。在完成正常教學(xué)、科研工作的前提下，利用現(xiàn)有師資、設(shè)備、環(huán)境條件等資源，我們將編制層次化的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

1 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)是為加強(qiáng)基本知識、基本操作、基本技能的訓(xùn)練而設(shè)置的，面向的不同層次的學(xué)生。

(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)差，在課堂規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)不到教學(xué)基本要求的學(xué)生。學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練主要是為了加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練和基本操作，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)室工作習(xí)慣。新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)及動手能力參差不齊，通過這些基礎(chǔ)型開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)，基礎(chǔ)較好的學(xué)生的能力能夠得到鞏固，而基礎(chǔ)較差的學(xué)生的能力能夠得到提高，同時(shí)也使正常教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)未能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)得以補(bǔ)充，使學(xué)生有更多的機(jī)會進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基本操作技能的訓(xùn)練。

(2)以職業(yè)訓(xùn)練為目的，畢業(yè)后從事基礎(chǔ)教育的學(xué)生。化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵袑W(xué)化學(xué)教師教學(xué)技能的一個(gè)重要組成部分。教師的化學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度是否嚴(yán)謹(jǐn)、操作是否熟練、動作是否科學(xué)規(guī)范、結(jié)果是否無誤、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯，對中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果、學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)的形成將產(chǎn)生直接的影響[3]。

(3)以考研為目的，為將來復(fù)試的實(shí)驗(yàn)考核打基礎(chǔ)的學(xué)生?；瘜W(xué)專業(yè)的研究生復(fù)試包括實(shí)驗(yàn)技能測試，基礎(chǔ)型的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為他們在研究生階段進(jìn)行科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：玻璃儀器的識別、使用方法、操作規(guī)范和注意事項(xiàng)等,以及滴定、蒸餾、萃取、 升華、重結(jié)晶、儀器安裝等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如：趣味實(shí)驗(yàn)：紅糖制白糖 (涉及的實(shí)驗(yàn)操作為藥品的取用和保存、稱量、攪拌、過濾等)；趣味實(shí)驗(yàn)：合成香精(涉及的實(shí)驗(yàn)操作為藥品的取用和保存、稱量、攪拌、分液和萃取等)。

學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，熟悉實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，然后再通過興趣實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作的訓(xùn)練。

2 科研型實(shí)驗(yàn)

科研型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合本院教師科研工作，將較成熟的前沿性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容納入開放實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)四個(gè)二級學(xué)科,研究方向分為多酸基金屬有機(jī)骨架材料、有機(jī)-無機(jī)超分子材料、天然藥物分離提取、光譜分析、電化學(xué)分析及發(fā)光材料的研究等。面向的學(xué)生為成績優(yōu)異、對化學(xué)研究具有濃厚的興趣，將來打算畢業(yè)考取研究生,在化學(xué)領(lǐng)域進(jìn)一步深造的學(xué)生。學(xué)生通過參與這些研究型實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)W會使用較高級的實(shí)驗(yàn)儀器,了解和學(xué)習(xí)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法(包括合成方法和測試方法)，并得到更高級的實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)，為今后就業(yè)和進(jìn)一步深造奠定基礎(chǔ)。開放的方式和程序如下。

(1)由學(xué)生自己申請，再通過教師的篩選，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目挑選3～5名學(xué)生,進(jìn)入研究室。(2)研究實(shí)習(xí)期，由于學(xué)生對各研究領(lǐng)域了解甚少,允許大一或大二的學(xué)生在所選的實(shí)驗(yàn)室有2～3個(gè)月的實(shí)習(xí)期。學(xué)生通過這段時(shí)間的實(shí)習(xí),了解相關(guān)研究的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法,確定將來考研和進(jìn)行化學(xué)研究的方向。(3)正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。從大二下學(xué)期開始,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)型的畢業(yè)論文階段，需確定自己的畢業(yè)論文方向,選擇指導(dǎo)教師。教師引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合自己的科研方向以及自己的國家級和省級科研課題對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo)。最后，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行撰寫科研論文。

3 專業(yè)方向型實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能，使學(xué)生具有一定的就業(yè)能力，我們設(shè)置專業(yè)型開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。不同的專業(yè)要求的實(shí)驗(yàn)技能有所不同。例如環(huán)境科學(xué)專業(yè)側(cè)重大氣、土壤和水質(zhì)所含物質(zhì)的測量;商檢專業(yè)側(cè)重各種商品的有毒、有害物質(zhì)的檢驗(yàn)等。根據(jù)學(xué)生的不同專業(yè)，開出一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如環(huán)境類專業(yè)的學(xué)生可做“水中溶解氧的測定”、“含鉻廢水的處理”；商業(yè)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的學(xué)生可做“嬰幼兒配方奶粉中Ca、Fe、Zn等微量元素的測定”等。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目專業(yè)性強(qiáng),為學(xué)生盡快適應(yīng)就業(yè)崗位奠定了基礎(chǔ)。

4 科普型實(shí)驗(yàn)

國家對人才的要求越來越多元化，這就要求學(xué)生掌握更多的通識知識。在課程設(shè)置方面，要求文科的學(xué)生學(xué)習(xí)一些理科的相關(guān)知識。因此，化學(xué)學(xué)科設(shè)置科普型的實(shí)驗(yàn)勢在必行。由于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)安全的訓(xùn)練，設(shè)置了一些無關(guān)實(shí)驗(yàn)技能操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如“頭發(fā)中鋅元素含量的測定”、“pH酸度計(jì)的使用”、“化妝品中有害物質(zhì)檢測”等。

開放性實(shí)驗(yàn)室是高校實(shí)驗(yàn)室運(yùn)作的一種新模式，為學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)搭建了有益的平臺。

[1]許江.高校開放實(shí)驗(yàn)室管理模式探索[J].西華師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006(2):229-232．

[2]高云鵬,滕召勝,黎福海,等.開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)科競賽平臺相結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29(4):360-365.

[3]蔣小鋼,林麗璇.提升中學(xué)化學(xué)教師演示實(shí)驗(yàn)技能的實(shí)踐與思考[J].福建基礎(chǔ)教育研究,2013(5):26-30.

2014-05-25

郭華東(1973- )，男，吉林長春人，長春師范大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室教授，博士，從事無機(jī)化學(xué)研究。

G642.4

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2095-7602(2014)04-0158-02