开放应用化学专业实验室的探索

刘春辉， 韩培林

(许昌学院 化学化工学院，河南 许昌 461000)

开放应用化学专业实验室的探索

刘春辉， 韩培林

(许昌学院 化学化工学院，河南 许昌 461000)

应用化学专业实验是应化专业的一门重要的实践课程，但是由于实验项目和实验时间有限，导致对学生的能力培养不足，为此本文探讨开放应用化学专业实验室的实施方案，目的是为学生提供一个自主设计项目、自主学习的环境。应用化学专业实验室的开放不仅能提高实验室的利用率，更重要的是有利于培养学生的创新能力和实践能力。

开放型实验室；实验教学；创新和实践能力

大学建立开放型实验室主要是在完成计划内教学、科研任务的前提下，利用现有的师资力量、仪器设备、科研设施等资源，对学生实行全面开放，以培养学生的创新精神和实践能力为目的，构建以学生为主体、教师为辅助，并与理论教学体系相辅相成、相对独立的实验室开放教学体系。

我们学校的定位是应用型大学，因此提高学生的创新精神和实践能力是教学改革的重点之一。应用化学专业实验是应用化学专业学生必修的一门实验课程，其应用性强、覆盖面广、与实际联系紧密，并与应用化学专业的一些核心课程相辅相成，对学生学习兴趣以及实践能力的培养起着非常重要的作用。因此，在传统实验教学的基础上，我们对该课程实验尝试开放式管理，真正激发学生的主观能动性。

1 开放实验室的必要性

建立开放型实验室，使学生由被动学习变为主动实践，整个实验过程以学生为主体，让学生自己设计实验，自己动手操作，有问题自己查阅资料解决，极大地提高了学生的实践能力和逻辑思维能力。近年来，随着我们学校的转型发展，对学生培养的要求也转变了，更加注重培养学生的创新能力和实践能力，并且与企业合作研究的项目不断增加，可以更多地让学生接触到与实际生产相关联的实验项目。同时，实验室的仪器设备也得到了更新和补充，为了充分利用实验室的资源，开放实验室是很有必要的。另外，一些综合性实验需要的实验时间较长，学生很难在规定时间内完成实验。因此，建立开放型实验室，无论从时间还是空间上都延伸了实验课堂，其必要性是显而易见的。

2 开放实验室的实施方案

开放实验室是对学生采取的一种完全开放的教学模式，以应用化学专业实验中兴趣性实验和综合性实验项目为主，吸引和鼓励学生合理安排时间，充分利用课余时间到实验室进行实验探究活动，学生根据所学知识和兴趣，自主选题并设计实验方案，并根据实验方案进行操作。指导教师在整个过程中给予积极的引导，充分发挥每个学生的特长，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。目前，我们对开放应用化学专业实验室的实施方案如图1所示。

图1 开放实验室的实施方案

2.1制定合适的规章制度，严格管理

开放式实验室是针对全学院学生开放，有兴趣的学生都可以利用课余时间进入实验室操作，因此必须制定相应的规章制度以方便监督学生，并将规章制度印发给每个学生。同时每个班级分成若干个研究小组，每个小组指定一个管理人员监督该小组成员，以提高实验室的利用率，减少实验室资源的浪费，并确保实验室的安全和卫生。对于一些大型仪器，需要进行相关的培训后才能使用，并要求认真书写使用记录，实验室管理老师每天要进行检查，以便于能够及时发现仪器的故障并进行维修。要求每个学生必须严格执行实验室的各项规章制度。

2.2选择适合的开放实验项目，培养实践能力

应用化学专业实验针对的主要是化学学院的学生，根据实验的危险系数、学生的兴趣、教师的科研情况以及当地精细化工企业对人才的需求，我们有针对性地选择了一些实验项目作为开放性课题。例如：电导率仪测定水的电导值，学生可以通过检测水的电导值从而达到检测水质的目的；检测化妆品中的铅汞含量；配制洗发香波、洗衣液、洗洁精、面霜等，开发出不同功能的配方；提炼橙子或者玫瑰精油等。

对于一些动手能力较强的学生，我们会根据教师的科研以及当地化工企业的人才需求情况设计一些综合性强、实用价值高的课题，如许昌是全国最大的发制品原料集散地和出口生产基地，学生可以尝试做一些与发制品相关的课题，如头发漂白、头发用帘子胶等。也可以利用当地中草药较为丰富的优势，尝试做一些和中草药相关的课题。有的学生自己尝试做一些手工皂或者面膜等，这些有实用价值的实验引起了学生的普遍关注。这样既可以让学生巩固已学知识，又可以提高学生的实践能力以及分析问题、解决问题的能力，为今后的就业打下良好的基础。

2.3教师的主导作用

在开放性实验室管理过程中，教师应该起到积极的主导作用。由于学生是在课余时间进行相关实验，教师很难一直守候在实验室指导学生。我们根据每个教师的工作时间，安排值班，力保每天都有一位指导教师在场，对学生整个实验起到积极的辅助作用。从事实验室管理的教师会根据学生提供的药品和仪器清单为学生准备好实验仪器与药品，教师指导学生查阅与实验项目相关的资料，选择合适的课题，并及时解决学生在实验过程中所遇到的困难，耐心指导学生使用仪器设备，帮助学生完成课题。指导教师要及时对学生的实验结果进行评价，适当给予表扬和鼓励。对于实验失败的学生，要积极帮助他们分析原因，重新设计实验方案，以培养学生解决实际问题的能力。

2.4开放性实验室的运作方式

整个实验室的运作方式如图2所示。我们要求每个班级都分成若干个学习小组，学生要根据教师布置的项目范围，利用网上和图书馆资源及学校的数据库查阅相关资料，拟定实验题目、实验目的、实验方案以及实验所需要的药品和仪器。然后，在教师的指导下，确定方案的可行性和安全性，并提前一周将所需的药品和仪器清单交给管理实验室的教师，以方便该教师准备实验。最后，学生根据自己制订的实验方案进行实验，教师给予适当的现场指导，但整个过程以学生为主体。

图2 开放式实验室的运作方式

3 实施情况

我们是刚刚开始开放实验室的尝试，时间虽然较短，但学生普遍反映效果良好。目前在教师的指导下，通过学生自己的动手实践已经产生了一系列实验成果，说明该方法的实施对于应用型人才的培养是有利的。这样不仅能够锻炼学生的思维能力、动手能力，而且能够使学生把课堂上讲解的理论知识与生产实际联系起来。

3.1激发学习兴趣，培养创新能力

我校已经毕业的几名学生，在校期间一直进行发用帘子胶和头发漂白方面的实验，目前已经申请三项专利，毕业后直接与许昌知名发制品公司(许昌瑞贝卡发制品股份有限公司、许昌瑞美真发股份有限公司等)签了工作协议，并且在工作中得到了用人单位的一致好评，目前都在发制品行业的技术部门工作。我们学院部分学生对化妆品很感兴趣，在实验室自己研发配制了各种化妆用品，如洗发水、唇膏、手工皂等，其中效果良好的产品还面向全校师生销售，由于不含防腐剂，所用材料安全环保，受到了师生的一致好评，目前在辅导员的帮助下建立了化妆品沙龙，开始在学校内部创业，吸引了全校学生的关注，特别是他们自己做的手工皂，销量很好。这些能够看得见、摸得着的实验成果使得枯燥的实验活动变得有声有色，既激发了学生的学习兴趣，也培养了学生的独立思考能力和创新能力，同时也培养了学生的创业意识。

3.2培养团队合作精神和语言表达能力

学生在参加项目过程中，不是单打独斗，而是在小组成员共同协作下完成项目，从而培养了他们的团队合作意识。项目结束后，通过教师对项目的验收以及学生对外销售自己的产品，锻炼了学生的语言表达能力和书写研究报告的能力。

3.3提高实验室利用率

实验室开放后，学生需要根据实验的需求，去其他学生实验室或者教师的科研实验室借用仪器或药品，从而促进了教学实验室与科研实验室的融合，提高了实验室的利用率。今年我们给学生布置了一个课题，让学生检测市场上化妆品的铅汞含量，需要用到原子吸收仪；检测饮料或酒中塑化剂的含量，需要用到质谱仪。学生通过这些过程既提高了仪器的使用频率，也锻炼了学生对仪器的操作能力。同时学生通过和其他实验室共享药品，避免了药品的浪费。

3.4实验结果的可参观性

学生的实验成果可以让本学院或者其他学院的学生参观学习。比如手工皂的制作、电导率仪测定水的电导值等，这些实验过程以及实验结果都可以对学生展示，提高学生对化学的了解和兴趣。可以把每年的实验成果存放在实验室，在新生的认识实习中可以带学生参观，向学生展示成果，吸引并鼓励他们积极参与以后的研究课题。

3.5实验项目的社会推广性

有的学生能力较强，根据教师科研情况或者周边企业的人才需求选择应用性较强的研究课题，做出成果并申请专利后，通过中试阶段，效果良好的可以向市场推广。我们学院有个团队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，从日本进口的富勒烯水杯价格非常昂贵，但是学生通过自己的努力做出了效果更好的富勒烯水杯，还大大降低了生产成本，目前已经和企业洽谈相关合作推广事宜。

4 结语

开放实验室是一种新型的实验教学模式，我们根据其他院校的做法，结合学校对人才培养的需求，尝试开放应用化学专业实验室。开放性实验以学生为主体、教师为辅助，实验内容的设计和操作完全依赖学生独立完成，从而培养学生的创新能力和实践能力。这种实验教学模式不仅提高了学生的学习兴趣，更是深化实验教学改革、提高实验教学质量的一项创新工作，也是应用型人才培养的一个重要途径。

[1] 徐雅琴，付颖. 开放式化学实验的研究与探索[J].实验室技术与管理，2007，24(2)：15-16.

[2] 赵善民，何显教，晋玲，等. 开放实验室教学改革研究[J].医学教育探索，2009，8(9)：1077-1079.

[3] 许朝丽，石艳培. “食品分析”开放实验室教学模式的探索与实践[J].农产品加工，2016(3)：87-88.

[4] 刘景艳，张伟，李玉东.基于开放实验室的大学生创新能力培养[J].实验科学与技术，2015，13(6)：166-168.

[5] 张妮，焦哲，廖文波.建立开放式实验室管理模式的思考与探索[J].东莞理工学院学报，2014，21(3)：114-116.

[6] 刘美英，金永昌，左合君，李跃进，兴安.建设开放实验室，培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2015，34(12): 241-244.

[7] 刘兴华，王方艳.以创新人才培养为核心的实验室开放模式探索[J].实验技术与管理，2016，33(1)：9-12.

[8] 张慧，王云鹏，杨勇.探索开放实验室培养学生创新力[J].时代金融，2017(2)：299，303.

[责任编辑吴保奎]

2017-07-06

许昌学院校级教育教学改革项目(XCU2016-YB-029)；许昌学院第一批转型发展建设项目(2016-72)

刘春辉(1982-)，女，河南许昌人，博士，讲师，研究方向：计算化学。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.05.026

G642.0

：A

：1671- 7864(2017)05- 0084- 03