劉春輝， 韓培林

(許昌學院 化學化工學院，河南 許昌 461000)

開放應用化學專業(yè)實驗室的探索

劉春輝， 韓培林

(許昌學院 化學化工學院，河南 許昌 461000)

應用化學專業(yè)實驗是應化專業(yè)的一門重要的實踐課程，但是由于實驗項目和實驗時間有限，導致對學生的能力培養(yǎng)不足，為此本文探討開放應用化學專業(yè)實驗室的實施方案，目的是為學生提供一個自主設計項目、自主學習的環(huán)境。應用化學專業(yè)實驗室的開放不僅能提高實驗室的利用率，更重要的是有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

開放型實驗室；實驗教學；創(chuàng)新和實踐能力

大學建立開放型實驗室主要是在完成計劃內(nèi)教學、科研任務的前提下，利用現(xiàn)有的師資力量、儀器設備、科研設施等資源，對學生實行全面開放，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為目的，構建以學生為主體、教師為輔助，并與理論教學體系相輔相成、相對獨立的實驗室開放教學體系。

我們學校的定位是應用型大學，因此提高學生的創(chuàng)新精神和實踐能力是教學改革的重點之一。應用化學專業(yè)實驗是應用化學專業(yè)學生必修的一門實驗課程，其應用性強、覆蓋面廣、與實際聯(lián)系緊密，并與應用化學專業(yè)的一些核心課程相輔相成，對學生學習興趣以及實踐能力的培養(yǎng)起著非常重要的作用。因此，在傳統(tǒng)實驗教學的基礎上，我們對該課程實驗嘗試開放式管理，真正激發(fā)學生的主觀能動性。

1 開放實驗室的必要性

建立開放型實驗室，使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉嵺`，整個實驗過程以學生為主體，讓學生自己設計實驗，自己動手操作，有問題自己查閱資料解決，極大地提高了學生的實踐能力和邏輯思維能力。近年來，隨著我們學校的轉型發(fā)展，對學生培養(yǎng)的要求也轉變了，更加注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，并且與企業(yè)合作研究的項目不斷增加，可以更多地讓學生接觸到與實際生產(chǎn)相關聯(lián)的實驗項目。同時，實驗室的儀器設備也得到了更新和補充，為了充分利用實驗室的資源，開放實驗室是很有必要的。另外，一些綜合性實驗需要的實驗時間較長，學生很難在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗。因此，建立開放型實驗室，無論從時間還是空間上都延伸了實驗課堂，其必要性是顯而易見的。

2 開放實驗室的實施方案

開放實驗室是對學生采取的一種完全開放的教學模式，以應用化學專業(yè)實驗中興趣性實驗和綜合性實驗項目為主，吸引和鼓勵學生合理安排時間，充分利用課余時間到實驗室進行實驗探究活動，學生根據(jù)所學知識和興趣，自主選題并設計實驗方案，并根據(jù)實驗方案進行操作。指導教師在整個過程中給予積極的引導，充分發(fā)揮每個學生的特長，提高學生的實際操作能力和解決問題的能力。目前，我們對開放應用化學專業(yè)實驗室的實施方案如圖1所示。

圖1 開放實驗室的實施方案

2.1制定合適的規(guī)章制度，嚴格管理

開放式實驗室是針對全學院學生開放，有興趣的學生都可以利用課余時間進入實驗室操作，因此必須制定相應的規(guī)章制度以方便監(jiān)督學生，并將規(guī)章制度印發(fā)給每個學生。同時每個班級分成若干個研究小組，每個小組指定一個管理人員監(jiān)督該小組成員，以提高實驗室的利用率，減少實驗室資源的浪費，并確保實驗室的安全和衛(wèi)生。對于一些大型儀器，需要進行相關的培訓后才能使用，并要求認真書寫使用記錄，實驗室管理老師每天要進行檢查，以便于能夠及時發(fā)現(xiàn)儀器的故障并進行維修。要求每個學生必須嚴格執(zhí)行實驗室的各項規(guī)章制度。

2.2選擇適合的開放實驗項目，培養(yǎng)實踐能力

應用化學專業(yè)實驗針對的主要是化學學院的學生，根據(jù)實驗的危險系數(shù)、學生的興趣、教師的科研情況以及當?shù)鼐毣て髽I(yè)對人才的需求，我們有針對性地選擇了一些實驗項目作為開放性課題。例如：電導率儀測定水的電導值，學生可以通過檢測水的電導值從而達到檢測水質(zhì)的目的；檢測化妝品中的鉛汞含量；配制洗發(fā)香波、洗衣液、洗潔精、面霜等，開發(fā)出不同功能的配方；提煉橙子或者玫瑰精油等。

對于一些動手能力較強的學生，我們會根據(jù)教師的科研以及當?shù)鼗て髽I(yè)的人才需求情況設計一些綜合性強、實用價值高的課題，如許昌是全國最大的發(fā)制品原料集散地和出口生產(chǎn)基地，學生可以嘗試做一些與發(fā)制品相關的課題，如頭發(fā)漂白、頭發(fā)用簾子膠等。也可以利用當?shù)刂胁菟庉^為豐富的優(yōu)勢，嘗試做一些和中草藥相關的課題。有的學生自己嘗試做一些手工皂或者面膜等，這些有實用價值的實驗引起了學生的普遍關注。這樣既可以讓學生鞏固已學知識，又可以提高學生的實踐能力以及分析問題、解決問題的能力，為今后的就業(yè)打下良好的基礎。

2.3教師的主導作用

在開放性實驗室管理過程中，教師應該起到積極的主導作用。由于學生是在課余時間進行相關實驗，教師很難一直守候在實驗室指導學生。我們根據(jù)每個教師的工作時間，安排值班，力保每天都有一位指導教師在場，對學生整個實驗起到積極的輔助作用。從事實驗室管理的教師會根據(jù)學生提供的藥品和儀器清單為學生準備好實驗儀器與藥品，教師指導學生查閱與實驗項目相關的資料，選擇合適的課題，并及時解決學生在實驗過程中所遇到的困難，耐心指導學生使用儀器設備，幫助學生完成課題。指導教師要及時對學生的實驗結果進行評價，適當給予表揚和鼓勵。對于實驗失敗的學生，要積極幫助他們分析原因，重新設計實驗方案，以培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

2.4開放性實驗室的運作方式

整個實驗室的運作方式如圖2所示。我們要求每個班級都分成若干個學習小組，學生要根據(jù)教師布置的項目范圍，利用網(wǎng)上和圖書館資源及學校的數(shù)據(jù)庫查閱相關資料，擬定實驗題目、實驗目的、實驗方案以及實驗所需要的藥品和儀器。然后，在教師的指導下，確定方案的可行性和安全性，并提前一周將所需的藥品和儀器清單交給管理實驗室的教師，以方便該教師準備實驗。最后，學生根據(jù)自己制訂的實驗方案進行實驗，教師給予適當?shù)默F(xiàn)場指導，但整個過程以學生為主體。

圖2 開放式實驗室的運作方式

3 實施情況

我們是剛剛開始開放實驗室的嘗試，時間雖然較短，但學生普遍反映效果良好。目前在教師的指導下，通過學生自己的動手實踐已經(jīng)產(chǎn)生了一系列實驗成果，說明該方法的實施對于應用型人才的培養(yǎng)是有利的。這樣不僅能夠鍛煉學生的思維能力、動手能力，而且能夠使學生把課堂上講解的理論知識與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來。

3.1激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

我校已經(jīng)畢業(yè)的幾名學生，在校期間一直進行發(fā)用簾子膠和頭發(fā)漂白方面的實驗，目前已經(jīng)申請三項專利，畢業(yè)后直接與許昌知名發(fā)制品公司(許昌瑞貝卡發(fā)制品股份有限公司、許昌瑞美真發(fā)股份有限公司等)簽了工作協(xié)議，并且在工作中得到了用人單位的一致好評，目前都在發(fā)制品行業(yè)的技術部門工作。我們學院部分學生對化妝品很感興趣，在實驗室自己研發(fā)配制了各種化妝用品，如洗發(fā)水、唇膏、手工皂等，其中效果良好的產(chǎn)品還面向全校師生銷售，由于不含防腐劑，所用材料安全環(huán)保，受到了師生的一致好評，目前在輔導員的幫助下建立了化妝品沙龍，開始在學校內(nèi)部創(chuàng)業(yè)，吸引了全校學生的關注，特別是他們自己做的手工皂，銷量很好。這些能夠看得見、摸得著的實驗成果使得枯燥的實驗活動變得有聲有色，既激發(fā)了學生的學習興趣，也培養(yǎng)了學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，同時也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)業(yè)意識。

3.2培養(yǎng)團隊合作精神和語言表達能力

學生在參加項目過程中，不是單打獨斗，而是在小組成員共同協(xié)作下完成項目，從而培養(yǎng)了他們的團隊合作意識。項目結束后，通過教師對項目的驗收以及學生對外銷售自己的產(chǎn)品，鍛煉了學生的語言表達能力和書寫研究報告的能力。

3.3提高實驗室利用率

實驗室開放后，學生需要根據(jù)實驗的需求，去其他學生實驗室或者教師的科研實驗室借用儀器或藥品，從而促進了教學實驗室與科研實驗室的融合，提高了實驗室的利用率。今年我們給學生布置了一個課題，讓學生檢測市場上化妝品的鉛汞含量，需要用到原子吸收儀；檢測飲料或酒中塑化劑的含量，需要用到質(zhì)譜儀。學生通過這些過程既提高了儀器的使用頻率，也鍛煉了學生對儀器的操作能力。同時學生通過和其他實驗室共享藥品，避免了藥品的浪費。

3.4實驗結果的可參觀性

學生的實驗成果可以讓本學院或者其他學院的學生參觀學習。比如手工皂的制作、電導率儀測定水的電導值等，這些實驗過程以及實驗結果都可以對學生展示，提高學生對化學的了解和興趣?？梢园衙磕甑膶嶒灣晒娣旁趯嶒炇?，在新生的認識實習中可以帶學生參觀，向?qū)W生展示成果，吸引并鼓勵他們積極參與以后的研究課題。

3.5實驗項目的社會推廣性

有的學生能力較強，根據(jù)教師科研情況或者周邊企業(yè)的人才需求選擇應用性較強的研究課題，做出成果并申請專利后，通過中試階段，效果良好的可以向市場推廣。我們學院有個團隊做的富勒烯水杯非常成功，富勒烯水杯的主要作用是清除自由基、抗衰老、提高免疫力，從日本進口的富勒烯水杯價格非常昂貴，但是學生通過自己的努力做出了效果更好的富勒烯水杯，還大大降低了生產(chǎn)成本，目前已經(jīng)和企業(yè)洽談相關合作推廣事宜。

4 結語

開放實驗室是一種新型的實驗教學模式，我們根據(jù)其他院校的做法，結合學校對人才培養(yǎng)的需求，嘗試開放應用化學專業(yè)實驗室。開放性實驗以學生為主體、教師為輔助，實驗內(nèi)容的設計和操作完全依賴學生獨立完成，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。這種實驗教學模式不僅提高了學生的學習興趣，更是深化實驗教學改革、提高實驗教學質(zhì)量的一項創(chuàng)新工作，也是應用型人才培養(yǎng)的一個重要途徑。

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[責任編輯吳?？黓

2017-07-06

許昌學院校級教育教學改革項目(XCU2016-YB-029)；許昌學院第一批轉型發(fā)展建設項目(2016-72)

劉春輝(1982-)，女，河南許昌人，博士，講師，研究方向：計算化學。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.05.026

G642.0

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