開放式實(shí)驗(yàn)的開放管理模式構(gòu)建與實(shí)踐

夏云生+王甜甜+馮瑩+鄭軼丹+包德才

摘要：針對(duì)渤海大學(xué)化學(xué)系實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，我們以基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、教師和學(xué)生為主體，從開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式著手，針對(duì)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放式管理等幾個(gè)問題展開探索和研究，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室功能的目的，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)；綜合素質(zhì)；實(shí)踐訓(xùn)練

中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）25-0173-02

大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是高校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分[1]，高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是理論結(jié)合實(shí)踐的真切體現(xiàn)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)[2]。隨著教育教學(xué)改革的深入，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)術(shù)水平、提高學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建設(shè)有特色的開放式實(shí)驗(yàn)及其管理體系是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充。真正意義的開放式實(shí)驗(yàn)是有長(zhǎng)效管理機(jī)制，長(zhǎng)期的全方位開放[3]；是充分利用資源、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的開放；是為社會(huì)和學(xué)生服務(wù)的開放。為實(shí)施開放式實(shí)驗(yàn)的開放式管理，我校投入了大量的人、財(cái)、物，將開放式實(shí)驗(yàn)與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)及創(chuàng)新學(xué)分相結(jié)合，極大促進(jìn)了學(xué)生“我要學(xué)習(xí)”的主動(dòng)性，取得了良好效果。

一、開放式實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

開放式實(shí)驗(yàn)是將實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，而不是簡(jiǎn)單的擴(kuò)大開放對(duì)象和范圍。在實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容兩個(gè)方面進(jìn)行開放管理，實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放是指除了正常的教學(xué)時(shí)間外對(duì)學(xué)生開放[4]；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放是指以具有創(chuàng)新性、綜合性或設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)為主，讓學(xué)生自由動(dòng)手動(dòng)腦，形成自主學(xué)習(xí)的思維方式和能力。一般在每學(xué)期結(jié)束前2—3周由實(shí)驗(yàn)室向?qū)W院提出開放項(xiàng)目的申請(qǐng)，經(jīng)過學(xué)院、學(xué)校和專家評(píng)審后，于下學(xué)期初公布并組織實(shí)施。具體流程為：申報(bào)課題→審核公布→師生互選→組織實(shí)驗(yàn)工作→收效總結(jié)。經(jīng)過多年的實(shí)施，形成的開放形式主要有以下4種。

1.預(yù)約實(shí)驗(yàn)型。發(fā)布基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃以外的實(shí)驗(yàn)課題和相關(guān)題目，學(xué)生網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)，并自主完成方案設(shè)計(jì)、裝置安裝和調(diào)試，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，撰寫總結(jié)報(bào)告或相應(yīng)論文。例：對(duì)于“高比表面積介孔碳的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征”訓(xùn)練題目，聯(lián)系主干課程——物理化學(xué)中的有關(guān)知識(shí)，通過學(xué)習(xí)ASAP 2020型比表面積和孔結(jié)構(gòu)測(cè)定儀的基本原理和基本操作，使用BET法計(jì)算比表面積、使用BJH法計(jì)算孔徑分布。做到理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉了動(dòng)手動(dòng)腦能力，提高了分析和解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生參與科技創(chuàng)新的熱情。

2.大型儀器設(shè)備使用的演示或培訓(xùn)型。實(shí)驗(yàn)室公布大型儀器設(shè)備開放的內(nèi)容和時(shí)間，學(xué)生根據(jù)自己的年級(jí)和專業(yè)特點(diǎn)，選擇申請(qǐng)相關(guān)儀器的操作訓(xùn)練和技術(shù)演示，掌握其原理和操作技術(shù)，教師進(jìn)行必要指導(dǎo)。例：“日立S-4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡使用培訓(xùn)”項(xiàng)目，該儀器可以觀察微米、納米級(jí)樣品的表面特征。學(xué)生通過現(xiàn)場(chǎng)觀摩和培訓(xùn)，達(dá)到了解和掌握大型儀器的原理和使用的目的，為科研、工作和學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3.學(xué)生參與科研型。對(duì)于高年級(jí)學(xué)生，實(shí)驗(yàn)室發(fā)布科研項(xiàng)目中的開放研究題目，吸納優(yōu)秀學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究過程。例：“雞蛋膜基超級(jí)電容器的研制”項(xiàng)目，通過對(duì)日常生活中的廢棄物，如雞蛋膜、螃蟹膜等為碳源，通過高溫碳化、活化等過程得到電極活性物質(zhì)，并以生物質(zhì)膜作為電極隔膜材料，制備成超級(jí)電容器，可以變廢為寶，為新型超級(jí)電容器用電極活性物質(zhì)和電極隔膜材料的制備提供一種新的方法和思路。

4.學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目型。列入大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的條件，到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。學(xué)生在教師指導(dǎo)下開展科技創(chuàng)新訓(xùn)練工作，從選題入手，全面參與、獨(dú)立完成項(xiàng)目。例：“含鉻鋁泥綜合利用研究”項(xiàng)目，對(duì)于含鉻鋁泥是紅礬鈉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)固體廢棄物，含有大量的Cr（Ⅵ），有致癌性。學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)并參考相關(guān)文獻(xiàn)，采用化學(xué)方法提取含鉻鋁泥中的有效成分，對(duì)其進(jìn)行回收利用。

學(xué)生根據(jù)自己所選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，查閱文獻(xiàn)和資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案[5]。鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試，注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和實(shí)驗(yàn)安全，教師可以指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案中的關(guān)鍵性問題。經(jīng)歷了文獻(xiàn)的查閱、篩選和總結(jié)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、修正等環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)表現(xiàn)出極大興趣，既肯定了學(xué)生的主動(dòng)性又發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用[6]。

二、開放式實(shí)驗(yàn)的管理

開放式實(shí)驗(yàn)的日常管理以實(shí)驗(yàn)中心或?qū)嶒?yàn)室管理為主，學(xué)校以相近專業(yè)、資源共享為原則進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃集中管理，提高實(shí)驗(yàn)儀器的使用率。學(xué)校已經(jīng)制定并實(shí)施了一整套完整的管理辦法，并取得了良好的效果。如：學(xué)校為了鼓勵(lì)教師和學(xué)生在課余時(shí)間開展開放式實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員給予必要的資助[2]，并將所取得的成果計(jì)入教師的工作業(yè)績(jī)和學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分。

三、實(shí)施開放式實(shí)驗(yàn)的成效與體會(huì)

充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的被動(dòng)式學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索式學(xué)習(xí)，這種教學(xué)方式不僅向?qū)W生傳授了知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新技能，也提高了教師的綜合素質(zhì)，使教師專心自己的教學(xué)和科研工作。實(shí)施開放式實(shí)驗(yàn)打破了學(xué)科、年級(jí)的限制，不同年級(jí)不同專業(yè)的學(xué)生之間可以更好的交流和互補(bǔ)，豐富其知識(shí)體系，拓展了知識(shí)面[7]，培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了學(xué)生撰寫科研報(bào)告和學(xué)術(shù)交流的能力，為畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。開放式實(shí)驗(yàn)的實(shí)施提高了儀器設(shè)備的使用率，使學(xué)生對(duì)大型儀器設(shè)備的使用有更加深刻的認(rèn)識(shí)，有充分的機(jī)會(huì)參與科研項(xiàng)目[8]，了解學(xué)科前沿，也給科研工作注入了新鮮血液。

開放式實(shí)驗(yàn)的開放式管理模式首先打破了課程之間的制約，將不同課程或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容相結(jié)合，發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢(shì)；其次是利用業(yè)余時(shí)間靈活開展實(shí)驗(yàn)工作，打破了傳統(tǒng)課程體系的制約，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入了學(xué)習(xí)生活中去，貫穿了以學(xué)為主、以教為輔的思想[9]，取得發(fā)良好效果；最后，以“醬油中鐵含量分析的正交實(shí)驗(yàn)研究”為例，說明開放式實(shí)驗(yàn)的開放式管理的實(shí)施過程。該項(xiàng)目列入“學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目型”開放項(xiàng)目，將食品化學(xué)、分析化學(xué)和數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)結(jié)合在一起，學(xué)生從醬油中鐵的存在形式、檢測(cè)方法和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三個(gè)方面入手，查閱資料，制訂實(shí)驗(yàn)方案，與指導(dǎo)教師討論確定方案后開展實(shí)驗(yàn)工作。結(jié)果表明，該題目可以將學(xué)生所學(xué)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過開放模式實(shí)驗(yàn)的研究工作，使學(xué)生的素質(zhì)和能力有了很大提高，增強(qiáng)了該生就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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Establishment and Practice of Open Managing Mode for Opening Experiment

XIA Yun-sheng，WANG Tian-tian，F(xiàn)ENG Ying，ZHENG Yi-dan，BAO De-cai

（College of Chemistry and Chemical Engineering，Bohai University，Jinzhou，Liaoning 121013，China）

Abstract：According to the current status of experimental teaching for department of chemistry，Bohai University，one researched how to innovate experimental teaching，to improve the quality of experiment teaching and to charge the open management experiment teaching etc.From the opening experiment teaching platform based on chemistry experimental teaching center，teachers and students. The good results show that open managing mode of opening experiment not only foster the students' practical ability and innovative ideas，but also improved the efficiency in use laboratory.

Key words：opening experimental teaching；comprehensive quality；practical training