地方高校國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的思路與探索

李國斌，周智華，周 虎，謝文林

(湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，化工與材料國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，湖南 湘潭 411201)

實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校教學(xué)與科研的重要場所，在高校實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)，有力地推動(dòng)了高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，加快實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)資源優(yōu)化，加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量[1-3]。

湖南科技大學(xué)是一所地方院校，學(xué)校人才培養(yǎng)的總目標(biāo)是：努力造就品德優(yōu)良、知識(shí)豐富、能力突出的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。2016年，化工與材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡稱中心)被獲批為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，中心前身為基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，2005年被批準(zhǔn)為湖南省基礎(chǔ)課(化學(xué))示范實(shí)驗(yàn)室，2010年，學(xué)校整合了化學(xué)化工、制藥、材料、生物工程等實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢資源，成立了化工與材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室面積15000m2,教學(xué)儀器設(shè)備3800臺(tái)套，設(shè)備總值4800萬元。本文通過化工與材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)，探索地方高校國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)模式。

1 實(shí)驗(yàn)中心管理體制

中心的管理體制和運(yùn)行模式嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及功效的充分發(fā)揮[4]，中心經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，逐步形成了校-院-中心三級管理模式[5]。學(xué)校成立了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理委員會(huì)，利用學(xué)科優(yōu)勢和資源對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃合理布局。學(xué)院成立了實(shí)驗(yàn)室工作領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃、評估等工作，相關(guān)專業(yè)交叉融合，有利于學(xué)科建設(shè)和發(fā)展。實(shí)驗(yàn)中心成立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)，由4位校外專家、1位校內(nèi)專家組成，主任由校外專家擔(dān)任，實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)中心發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)目標(biāo)。以人才培養(yǎng)為目標(biāo)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)中心，滿足本科生、研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)，服務(wù)大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及教師的科研工作，為校外的科研院校、企業(yè)提供技術(shù)支持及人才的培訓(xùn)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)著全校化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、材料化學(xué)、生物工程、給排水等14個(gè)專業(yè)的15門化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)課程，共開出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目220個(gè)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)人數(shù)達(dá)2800人/年，實(shí)驗(yàn)人時(shí)數(shù)達(dá)20萬學(xué)時(shí)/年。

2.1 構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)中心對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行不斷的探索和改革，整合優(yōu)質(zhì)資源，突出特色，提升辦學(xué)水平和教育質(zhì)量，更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容，改革教學(xué)手段與方法[6]，構(gòu)建了“一條主線、三個(gè)層次、五個(gè)平臺(tái)”的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系[7]。以實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，將大學(xué)生能力的培養(yǎng)分為專業(yè)基礎(chǔ)能力、專業(yè)技能與實(shí)踐能力、科技創(chuàng)新能力三個(gè)層次。實(shí)驗(yàn)中心按功能構(gòu)建基礎(chǔ)訓(xùn)練、專業(yè)技能訓(xùn)練、工程實(shí)踐訓(xùn)練、科技創(chuàng)新訓(xùn)練和學(xué)科競賽訓(xùn)練五個(gè)實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)；各平臺(tái)及模塊之間既相對獨(dú)立又有機(jī)聯(lián)系、互為補(bǔ)充、交叉融合。

2.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的信息化教學(xué)模式是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必經(jīng)之路，中心在完善現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的同時(shí)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建立，使易燃易爆、有毒有害、高成本難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目變的可行、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠[8-10]。實(shí)驗(yàn)中心堅(jiān)持虛實(shí)結(jié)合，能實(shí)不虛的原則，建設(shè)了化工基礎(chǔ)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K、大型儀器仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K、化工工藝虛擬仿真實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)模塊。

化工基礎(chǔ)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K，包括液體阻力、精餾、過濾等仿真實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前直觀地了解實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法，能夠打破實(shí)驗(yàn)人數(shù)、時(shí)間、空間的限制，允許學(xué)生反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)過程自動(dòng)提示、智能成績分析。

大型儀器仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K，包括ICP、XRD等仿真軟件，大型儀器設(shè)備大多數(shù)為單臺(tái)套，傳統(tǒng)的教學(xué)模式根本不能滿足每個(gè)同學(xué)都能單獨(dú)上機(jī)操作，而仿真實(shí)驗(yàn)可以很好的解決儀器臺(tái)套數(shù)少、對操作人員專業(yè)知識(shí)要求高的限制，學(xué)生隨時(shí)可以在網(wǎng)絡(luò)上操作，掌握實(shí)驗(yàn)原理、儀器構(gòu)造、使用規(guī)范、故障分析及數(shù)據(jù)處理等。

實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真模塊，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，很好的解決了學(xué)校實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)緊張、實(shí)習(xí)單位接受困難，解決學(xué)生在實(shí)習(xí)過程走形式、不能詳細(xì)了解工藝和設(shè)備構(gòu)造等問題，實(shí)驗(yàn)過程有助于學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.3 實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)

實(shí)驗(yàn)教材的建設(shè)是高等院校進(jìn)一步深化教學(xué)改革、鞏固教學(xué)改革成果、突出特色、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)。近幾年，實(shí)驗(yàn)中心共編寫出版了《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《化工原理實(shí)驗(yàn)》、《化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等教材10本，同時(shí)《電化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)》也申報(bào)了湖南科技大學(xué)"十三五"規(guī)劃教材，正在組織專業(yè)教師積極編寫。

3 實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)逐多要素中最關(guān)鍵的因素之一，師資隊(duì)伍是高校教學(xué)、科研活動(dòng)的主體。實(shí)驗(yàn)中心通過委派留學(xué)、引進(jìn)高層次人才、大型儀器業(yè)務(wù)培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)等形式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)[11-13]。中心始終重視青年教師的培訓(xùn)，堅(jiān)持試教制、導(dǎo)師制，逐步形成了結(jié)構(gòu)合理、實(shí)踐能力強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。中心現(xiàn)有專、兼職教學(xué)和技術(shù)管理人員96人，其中教授30人，副教授31人，博士72人，碩士16人，有教育部新世紀(jì)人才、湖南省新世紀(jì)121人才、“湘江學(xué)者計(jì)劃”特聘教授等各類人才14人；同時(shí)還在企業(yè)聘請12位高級工程師、技術(shù)人員擔(dān)任實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教師。

4 實(shí)驗(yàn)室開放

為了進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，中心積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開放管理模式。鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)國家級、省級、校級創(chuàng)新項(xiàng)目，申報(bào)本科生SRIP項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，2017年共有162名本科生參與教師科研，發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，申請專利12項(xiàng)。積極組織學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”中國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽、湖南省大學(xué)生化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽等學(xué)科競賽等，2017年共有64名本科生參加了省級以上的學(xué)科競賽，獲國家級獎(jiǎng)7項(xiàng)、省級獎(jiǎng)19項(xiàng)。

5 示范輻射

示范中心積極搭建交流平臺(tái)，及時(shí)總結(jié)和推廣中心建設(shè)和研究成果。利用互聯(lián)網(wǎng)、論文、研討會(huì)、合作等形式，充分發(fā)揮中心的示范輻射作用。湖南省精品課程《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》教學(xué)視頻在網(wǎng)絡(luò)上共享，《化工原理》仿真實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作。近幾年中心共出版實(shí)驗(yàn)教材10本，公開發(fā)表教研教改論文72篇。2017年受湖南省教育廳委托，中心成功舉辦了湖南省第七屆大學(xué)生化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽，共有省內(nèi)29所高校的462名大學(xué)生參加了比賽，競賽期間還舉辦了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與改革研討會(huì)，就示范實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、大學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)等問題進(jìn)行了研討。中心十分重視對外的交流與合作，企業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作、新技術(shù)開發(fā)、大型精密儀器共享、共建實(shí)驗(yàn)室、人才培訓(xùn)等。

近幾年，企業(yè)橫向項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為本科生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)35項(xiàng)。受教育廳委托中心參與“國培計(jì)劃”，培訓(xùn)中學(xué)化學(xué)骨干教師356名。

6 結(jié)束語

通過化工與材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與實(shí)踐，堅(jiān)持以人為本、立足湖南，堅(jiān)持聚力特色、協(xié)同創(chuàng)新，以高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)為中心，結(jié)合地方院校自身的辦學(xué)特色，逐步改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的業(yè)務(wù)素質(zhì)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，逐步構(gòu)建了“一條主線、三個(gè)層次、五個(gè)平臺(tái)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。同時(shí)，中心也將進(jìn)上步深入研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式管理與創(chuàng)新，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放，加強(qiáng)教學(xué)科研互動(dòng)，科研反哺教學(xué)，加強(qiáng)校企合作與交流，加強(qiáng)服務(wù)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)示范中心的示范與輻射功能。