劉雪萍, 張進軍
(山西師范大學a.教師教育學院;b.化學與材料科學學院,山西 臨汾 041004)
高校實驗室是培養大學生實踐能力、創新能力和實施素質教育的重要場所,也是社會服務和校企產業合作的重要平臺。新形勢下,高等教育必須站在全新的高度,全面貫徹落實第四次全國教育工作會議精神,以五個“必須”為主線,努力提高教師素質及教育教學質量,重視培養大學生的創新能力、實踐能力和敬業精神,普遍提高大學生的人文素質和科學素質。然而,傳統的實驗教學方法和內容已無法適應高等學校培養目標的要求,因此,新形勢下高等院校應著重應用能力的培養,并以實踐能力和創新精神培養為主線,全面推進高校實驗室的建設。
現階段,高校招生規模和數量一再擴大,外加許多高校新辦并增開了許多專業及專業基礎課,因而高校實驗室的建設難免存在一些問題,比如實驗項目較少,內容落后,類型單一;儀器設備分散,儀器“所有制”觀念嚴重,設備使用率低;本科生實踐動手能力差、科研與本科教學脫節; 高校長期處于實驗——污染——再實驗——再污染的循環中;實驗教學體系不完善,實驗課程依附理論課程,實驗教學任務不明確,實驗項目設計不合理;實驗室管理手段落后,實驗室人員隊伍建設得不到重視,等等。[1]因此高校實驗室建設的改革勢在必行。
實驗室建設工作要牢牢把握先進的實驗教學理念,并在該理念的指導下,改革實驗的內容、方法和手段。實驗教學的重要性不言而喻,它可以使學生更加深刻理解和掌握理論知識,且對所學知識進行科學研究探討,從而增強實踐能力、培養創新精神,并提高綜合素質。實驗教學作為教學活動中不可或缺的重要環節之一,其重要性雖人人皆知,但在教學過程中,重理論、輕實驗的觀念仍在一定范圍內存在。譬如,在本科生的教學中,實驗教學還是過分依賴于理論教學,或者一些意義不明確的理論驗證性實驗等。所以我們主張以全開放、全覆蓋和全過程的“三全”來作為實驗教學體系建設與改革的目標。全開放的核心是建立開放式實驗教學體系,培養學生自主學習的能力,實現實驗內容、時間和空間的全開放;全覆蓋是指每個實驗教學中心開出的實驗項目,理論上可以覆蓋所有專業;全過程是指從一年級到四年級的學生都可以進入實驗室找到適合自己能力培養的實驗平臺。基于此,我們更應逐漸更新實驗教學內容,改進實驗方法,減少那些意義不明確的理論驗證性實驗,增加實用性、設計性和綜合性實驗。實驗的類型和項目要以充分發揮學生的主動性和創新性為根本出發點,大膽改革一些落后傳統的實驗項目,摒棄一些陳舊且實驗教學不明顯的驗證性實驗,合并一些內容類似或者是重復的實驗項目,切實引進一些實用性較強的實驗內容,增加設計性和綜合性實驗。另外,每一學年的實驗內容應有所不同。為了使實驗內容更具新穎性和實用性,要根據每學年實驗教學的效果去更新實驗項目,做到推陳出新。例如,對身邊工作區含塵濃度測試、室內外空氣品質測試,以及飲用水的純凈度測試等,以提高學生做實驗的積極性。而且這些實用性的實驗設計能拓寬學生的知識面,更有利于學生學科知識的綜合,培養學生相互協助的人際關系,以及科學嚴謹的治學作風。
此外,實驗室建設的理念還要做到“以軟帶硬”。也就是說,要求所投入的硬件設備必須與所要開設的實驗項目掛鉤,即以實驗教學改革為核心,進行實驗室的硬件建設。
目前,大多數高校,尤其是地方高校在進行實驗室建設時,“化整為零”的現象十分嚴重,很難顯示出其效益。究其原因,主要是由于經費切塊下達、采購清單的簡單組合導致了儀器設備的分散和重復購置。所以,在實驗室的建設中,所有教師都應該打破以前對儀器“所有制”的落后觀念,從教學需要出發,強調“可供我用”,使學校能從宏觀角度進行控制,做到“集零為整”,實現資源共享,提高儀器設備的利用率。譬如,一些大型儀器,生物專業和材料專業都能使用,如若兩個專業同時購置,必然會造成資金分散。如果由學校統一購買與管理,兩個專業的學生共用,就可以大大提高資金利用率和儀器利用率。但同時,還應進行實驗室的整合,形成大的資源共享平臺,進一步提高設備利用率。
另外,很多高校的實驗室僅僅是在實驗課上對本科學生開放,且如果按照一般的傳統實驗教學,大都是教師大包大攬,以教師為主,學生只是按照教師設計好的步驟進行,這樣就很難激發學生的實驗興趣。所以,在當前的實驗室建設中,我們應注重學生的主導地位,盡可能地給學生提供展示自己的平臺。對此,我們可以對實驗室實行開放式管理。例如,在學期伊始就向學生公布該學期的實驗內容、時間、指導老師,甚至是儀器設備等情況,然后允許學生打破班級以及專業的限制,根據自身的學習進度以及興趣愛好來確定本學期的實驗內容及時間。另外,開放式管理應該允許學生在課后時間自由地進出實驗室,以方便對課堂上講過的概念和理論進行求證,從而加深對課堂內容的理解和消化。當然,前提條件是要重點加強實驗室的管理。
安全、低碳、環保、無毒、無污染的綠色實驗教學活動場所是很多高校一直以來所奉行并一直想要努力達到的目標,因為綠色實驗室建設的過程有助于師生對綠色教育深入理解,有助于理化生實驗室減少設備損耗和節約原材料成本,有助于師生正確對待廢棄物的處理與利用,有助于保證師生的健康和安全,有助于學生環保意識和可持續發展能力的培養。所以教育工作者應加強自身的綠色實驗室思想,并注重培養學生的綠色意識。
對于綠色實驗室的建設,各個高校尤其是一些重點高校尤為重視。正如思科在2009年四月份宣布和清華大學成立的清華大學——思科綠色科技聯合實驗室,就是推動可持續發展和創新性的重要舉措。該實驗室致力于開發基于網絡的智能城市化技術和解決方案,且由清華大學電子系和思科中國綠色研發中心共同領導,以此來支持中國綠色經濟、節能和減排的長期戰略,由此可見,高校乃至國家對綠色實驗室建設的重視程度。
綠色聯合科技實驗室的建立,給高校起到了一個很好的帶頭作用。地方高校尤其應該加大綠色實驗室建設的力度,且應該注重以下幾個方面:
(1) 綠色實驗室應具備最基本的硬件條件。如通風設施、科學排放廢棄物設施、實驗藥品安全存放設施等,以此來保障師生擁有一個健康、良好的實驗教學環境[2]。
(2)專室專用。將儀器室、準備室、藥品室、辦公室分開,給實驗管理人員配備專用辦公室,將藥品柜移出教室,以保障師生的身體健康和生命安全。這是建設綠色實驗室的基本保障,也是相關部門在實驗室設計施工時首要考慮的問題。
(3)選用環保建材和器材。實驗室的建筑材料要首選無毒、無放射性的綠色環保材料,實驗臺面要做到防水、防劃、防漏電,實驗儀器要選用新型環保、無污染、能快速完成反應的材料和裝置,減少污染源,防止人為污染事件發生。[3]
若想改革實驗室建設,人員隊伍的建設也是不可或缺的。首先,為鞏固“軍心”,獎勵是必不可少的。在實驗室技術人員的條件、地位和經濟待遇上要正確對待,堅持以人為本,充分調動實驗技術人員的積極性。其次,實驗室人才隊伍的梯度要有保證,要保證隊伍的年齡、職稱、學歷等結構合理,實現實驗技術隊伍的合理化。[4]最后,也是最重要的一點,就是與外界的交流,“閉門造車”是出不了好成績的,所以要引進一些高層次的實驗專家或技術骨干,并組織實驗人員參加大型的科研課題,或者組織實驗人員外出參加一些學術研討會等。這種“請進來,走出去”的方式可以開闊實驗人員的視野,讓他們充分了解學科發展動向,并以此促進實驗教學改革,提高實驗教學質量。
當前的高等學府尤其是地方高校仍存在著科研與本科教學脫節、本科生實踐動手能力差等弊端。所以應該對本科生的實驗教學改革提出“以大眾教育與精英教育相結合”的理念,以國家級、省部級重點實驗室優質資源為依托,強化科研與教學的結合,建立本科生工程實踐體系,搭建實驗教學平臺。實施重點實驗室向本科生開放,以此來進一步提高學生綜合素質,發揮重點實驗室的科研優勢、人才優勢和設備優勢,進而推動教學與科研的水平。
知識經濟時代的到來,要求高等院校培養出新一代具有實踐能力和創新精神的高層次人才。而作為實施素質教育、培養創新人才重要基地的高校實驗室占據著重要的地位。雖然建設和改革是一項復雜的系統工程,涉及面大,工作量繁重,但是只要我們對以往實驗室建設中存在的問題進行反思,外加學校各部分的通力合作以及全體教師的積極參與,就一定能實現高效實驗室建設的科學化、標準化、現代化。
[1] 牟英華.高校實驗室建設與管理存在的問題及優化對策[J].山東電力高等專科學校學報,2009,(2).
[2] 張國榮,楊靜,郭麗萍,等.大學綠色化學實驗體系設想[J].高等工程教育研究,2002,(6).
[3] 張新位,鄭維能,王陸瑤.微波輻射法合成乙酸乙酯實驗研究[J].實驗技術與管理,2009,(2).
[4] 崔四齊,劉寅,周光輝.探討高校實驗室建設與管理的改革措施[J].管理,2011,(2).