開放化學實驗項目層次化設計

郭華東

(長春師范大學中心實驗室，吉林長春 130032)

開放化學實驗項目層次化設計

郭華東

(長春師范大學中心實驗室，吉林長春 130032)

高校實驗室開放的目的在于培養學生的綜合素質和創新意識。針對不同層次的學生，建立多層次的開放實驗內容，因材施教，使更多的學生參與到開放實驗中來,有利于學生獲得就業職前的實驗技能培訓。本文從基礎性、科研型、專業方向型和科普型四個層次探討了層次化的開放實驗項目的設計。

實驗室開放；層次化；設計

化學是一門理論與實驗并重的學科，實驗教學可以激發學生學習化學的興趣，幫助學生形成化學概念，理解化學原理，獲得化學知識，掌握化學實驗技能，培養學生的觀察、思維和操作能力，激勵學生的創新精神，還有助于培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學的學習方法。實驗教學改革是學科建設的重要內容，它對于培養學生的實踐能力、實驗技術和創新精神有重要的作用。高校開放性實驗是課堂實驗教學的延伸，是高校培養應用型和創新性人才的有效途徑[1]。實驗室向學生開放，使學生有更多的獨立實驗的機會，發揮學生的想象力和聰明才智，為學生的個性發展創造條件，有利于學生創新意識和獨立科學研究能力的形成，并有利于充分利用實驗資源，提高儀器設備和實驗場地的使用率。

實驗室的開放包括實驗室儀器設備、時間和空間、實驗項目(內容)的開放。儀器設備的開放為師生提供實驗的物質基礎，是實驗室開放的必要條件；時間和空間的開放給學生提供更多的實驗機會，是實驗室開放的基本條件；實驗內容的開放有利于培養學生的實踐能力和創新意識，是實驗室開放的本質要求[2]。實驗室開放的實驗內容是多方面的，這些實驗可以在不同的實驗室里完成，也可以到各相關研究所、相關院校通過各種合作方式完成。

為了滿足不同層次學生的需求, 充分發揮學生的主觀能動性, 讓更多的學生參與到開放實驗中來，實驗室開放貫徹“面向全體、因材施教、形式多樣、講求實效”的指導原則。在完成正常教學、科研工作的前提下，利用現有師資、設備、環境條件等資源，我們將編制層次化的開放實驗項目。

1 基礎型實驗

基礎型實驗是為加強基本知識、基本操作、基本技能的訓練而設置的，面向的不同層次的學生。

(1)實驗基礎差，在課堂規定時間內達不到教學基本要求的學生。學生從事實驗技能的訓練主要是為了加強基礎訓練和基本操作，培養良好的實驗室工作習慣。新生化學實驗基礎及動手能力參差不齊，通過這些基礎型開放實驗項目的開設，基礎較好的學生的能力能夠得到鞏固，而基礎較差的學生的能力能夠得到提高，同時也使正常教學學時內未能開設的實驗得以補充，使學生有更多的機會進入實驗室進行基本操作技能的訓練。

(2)以職業訓練為目的，畢業后從事基礎教育的學生。化學實驗能力是中學化學教師教學技能的一個重要組成部分。教師的化學實驗態度是否嚴謹、操作是否熟練、動作是否科學規范、結果是否無誤、實驗現象是否明顯，對中學化學實驗教學的效果、學生實驗能力的培養、科學素養的形成將產生直接的影響[3]。

(3)以考研為目的，為將來復試的實驗考核打基礎的學生。化學專業的研究生復試包括實驗技能測試，基礎型的開放實驗項目的開設可以提高學生的實驗技能和實驗能力，為他們在研究生階段進行科學研究奠定基礎。

基礎型實驗內容包括：玻璃儀器的識別、使用方法、操作規范和注意事項等,以及滴定、蒸餾、萃取、 升華、重結晶、儀器安裝等。實驗項目如：趣味實驗：紅糖制白糖 (涉及的實驗操作為藥品的取用和保存、稱量、攪拌、過濾等)；趣味實驗：合成香精(涉及的實驗操作為藥品的取用和保存、稱量、攪拌、分液和萃取等)。

學生可以在教師的指導下規范實驗操作，熟悉實驗室規則，然后再通過興趣實驗題目進行具體實驗規范操作的訓練。

2 科研型實驗

科研型實驗項目結合本院教師科研工作，將較成熟的前沿性實驗內容納入開放實驗。內容包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學四個二級學科,研究方向分為多酸基金屬有機骨架材料、有機-無機超分子材料、天然藥物分離提取、光譜分析、電化學分析及發光材料的研究等。面向的學生為成績優異、對化學研究具有濃厚的興趣，將來打算畢業考取研究生,在化學領域進一步深造的學生。學生通過參與這些研究型實驗，能夠學會使用較高級的實驗儀器,了解和學習先進的實驗方法(包括合成方法和測試方法)，并得到更高級的實驗技術培訓，為今后就業和進一步深造奠定基礎。開放的方式和程序如下。

(1)由學生自己申請，再通過教師的篩選，每個實驗項目挑選3～5名學生,進入研究室。(2)研究實習期，由于學生對各研究領域了解甚少,允許大一或大二的學生在所選的實驗室有2～3個月的實習期。學生通過這段時間的實習,了解相關研究的內容和實驗方法,確定將來考研和進行化學研究的方向。(3)正式進入實驗室。從大二下學期開始,學生進入實驗型的畢業論文階段，需確定自己的畢業論文方向,選擇指導教師。教師引導學生查閱相關文獻，結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生的實驗方案進行指導。最后，在教師的指導下，學生進行撰寫科研論文。

3 專業方向型實驗

為了進一步培養學生的專業素養和專業技能，使學生具有一定的就業能力，我們設置專業型開放實驗項目。不同的專業要求的實驗技能有所不同。例如環境科學專業側重大氣、土壤和水質所含物質的測量;商檢專業側重各種商品的有毒、有害物質的檢驗等。根據學生的不同專業，開出一些相關的實驗項目，例如環境類專業的學生可做“水中溶解氧的測定”、“含鉻廢水的處理”；商業檢驗技術專業的學生可做“嬰幼兒配方奶粉中Ca、Fe、Zn等微量元素的測定”等。這些實驗項目專業性強,為學生盡快適應就業崗位奠定了基礎。

4 科普型實驗

國家對人才的要求越來越多元化，這就要求學生掌握更多的通識知識。在課程設置方面，要求文科的學生學習一些理科的相關知識。因此，化學學科設置科普型的實驗勢在必行。由于非化學專業的學生缺乏實驗技能和實驗安全的訓練，設置了一些無關實驗技能操作的實驗項目，例如“頭發中鋅元素含量的測定”、“pH酸度計的使用”、“化妝品中有害物質檢測”等。

開放性實驗室是高校實驗室運作的一種新模式，為學生創新思維和創新能力的培養搭建了有益的平臺。

[1]許江.高校開放實驗室管理模式探索[J].西華師范大學學報:自然科學版,2006(2):229-232．

[2]高云鵬,滕召勝,黎福海,等.開放實驗室與學科競賽平臺相結合的創新人才培養模式[J].實驗技術與管理,2012,29(4):360-365.

[3]蔣小鋼,林麗璇.提升中學化學教師演示實驗技能的實踐與思考[J].福建基礎教育研究,2013(5):26-30.

2014-05-25

郭華東(1973- )，男，吉林長春人，長春師范大學中心實驗室教授，博士，從事無機化學研究。

G642.4

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2095-7602(2014)04-0158-02