基于“一主三化”构建实验示范中心教学体系的探索

熊泽云 王洪林 祝 阳

（荆楚理工学院 湖北 荆门 448000）

随着国家《关于引导部分地方普通高校向应用型转变的指导意见》[1]的颁布与实施，许多地方高校为加快培养适应技术进步和产业升级的应用技术人才需求，正不断探索实验实践教学示范中心的转型发展。实验教学作为实验示范中心[2]的主要内涵，担当着培养学生的重要使命，一直为教育者研究探索。我校作为荆门地方唯一的一所本科院校，其化学化工实验示范中心为适应社会需求、培养学生的实践能力、开拓学生的创新意识，经过多年的探索积累，提出了“一主三化”的实验教学体系。

一、以应用型人才培养目标为主线

目前，我校化学化工实验示范中心承担着化学工程与工艺、制药工程、生物工程、过程装备与控制工程、复合材料科学与工程、食品科学与工程等多个专业的基础与专业课实验实践教学任务。面对不同的专业、不同的培养侧重点，为实现完整的育人功能，我们在教学体系的构建时紧紧围绕“培养具有一定理论基础、较强实践能力和创新创业精神的高素质应用型人才”为主线，进行了积极探索。

首先在人才培养方案制订时适度增加了实验实践教学的学时学分要求，强化学生的实际动手能力和创新意识的培养。其次以各专业人才培养方案的落实为出发点，整体优化理论和实验教学内容。通过实验内容整合、实验方法改革以及实验考核方式的优化等多途径，强化工程应用能力培养，实现专业知识验证实验为主向专业综合运用与创新实践方向转化。依托实验示范中心提供的贴近工程背景的实验环境，强化行业背景的实验实践教学，实现培养学生由单一专业技术训练向多方位综合素质培养的转化，满足社会对应用型人才的需求[]。

二、以能力培养为重点，设置模块化实验教学

为实现应用型人才培养目标，我们首先从源头上探索实验教学改革。结合本校实际，将课内实验超过16学时以上的从理论课中剥离出来，单独设为实验课程，独立考核，从制度上强化能力培养。同时我们打破专业界限，将化学工程与工艺、制药工程、生物工程、过程装备与控制工程等专业的实验实践环节进行整理。从能力培养的角度出发，根据实验性质，按照基本操作、技能训练、拓展提升等功能特点，将整个实验体系分为四大模块：基础实验模块、专业实验模块、拓展训练模块、毕业论文（设计）模块。

基础实验模块主要通过实验基本操作、常用仪器设备的使用、常用试剂的配制、物质的分析检测等基本实验技能的训练与安全教育，规范学生实验行为，并熟练掌握各项实验基本技能。

专业实验模块主要训练学生通过一些基本操作的有机组合，解释和验证实际工程问题，培养学生专业视野与工程观念，增强专业知识的深入理解和实际运用能力。

拓展训练模块则是对前两阶段的提升，主要培养学生根据自己的兴趣爱好，在教师的指导下自主学习、创新发展、团队协作，提高科学研究素养的综合能力。

每一个模块以够用为度，实施分层次教学。为满足不同专业、不同年级学生在不同阶段的学习需要，在每个模块中根据实验内容和学生能力培养的要求，设置了基础验证、技能训练、创新拓展与综合设计四个层次，不同专业的学生在大纲的指导下依据自己的水平和发展需求实施个性化选择。比如化工原理的精馏实验（属专业实验模块），我们将精馏的全回流操作和某一定回流比下的精馏操作作为技能训练要求，必做。而将不同进料状况、不同操作压力以及不同回流比对精馏的影响设为拓展和综合设计层次，选做。选做并不是可选可不选，不同专业有不同要求。化学工程与工艺专业要选择其中2～3项探究，过程装备与控制工程专业可选择其中1～2项完成。至于选什么，选择权在学生，实验的方案也由学生自己设计，以此来提高学生主观能动性，激发自主探究的潜能。

三、以素质培养为目标，实施多元化实验教学

作为基础与工程相互融合的实验中心，实施教学方法和手段的多元化、提高教学质量是我们一直以来努力的目标。我们按照“合理定位、突出特色”的思路，坚持以生为本，树立知识传授与能力培养相结合，素质提高与特长发展相促进的实验教学原则，根据实验课程的特点，依托网络、实验室、科研中心等三级平台，积极探索“以学生为主体，教师为主导”的教学模式，提高了实验技能训练的教学效果，促进了学生综合素质养成。

1.充分利用现代化网络教学平台

充分利用仿真实验。实验示范中心的大部分实验课程都配备有仿真实验，学生在进实验室前可以在中心网络平台进行仿真实验预习训练，达到提高实验效果的目的。如基础性实验，通过仿真实验的的模拟训练，学生对实验原理及操作过程已经了解清楚，然后自己再做实验，实验的错误率明显下降。而对一些大型仪器设备，通过仿真模拟，熟练其操作过程，可提高实验的成功率，同时还能保证仪器设备的良好运行。

学校建有教师课程中心，学生在任何地方都可以通过课程中心进入到相关实验课程教师网站，利用文档、视频、练习和答疑完成实验课程的前期学习，也可为后期撰写报告、复习用。由于具有很强的针对性，很受学生欢迎。

利用虚拟工厂。发挥地方院校的优势，联合相关企业共建虚拟实验室。如与湖北三宁化工股份有限公司合作，共建了虚拟工厂，使学生在营造的真实工厂环境中接受安全意识、企业文化意识、实际操作等方面的培养，打破实验教学在教室和实验室进行的常规，实现课堂内外相互渗透融合，提高学生实验实训兴趣。

2.加强综合设计型实验研究型教学

研究型教学是在教学过程中，创设一种类似科学研究的情景和途径，让学生在独立的主动探索、思考与实践过程中，学习知识、应用知识，分析问题并解决问题，从而提高学生的多方位素质，培养学生创造能力和创新精神的一种教学方式[3]。

基础实验模块的教学以基本的实验技能训练为前提，而专业实验、拓展训练等模块更多注重综合技术能力的养成，因此渗透以研究型教学，加强科学引导是必要的。

在专业实验、拓展训练等模块中有较多的项目属于综合设计型实验，这些实验我们允许学生自由组合，但每组不超过四人。要求由学生查阅文献、自主设计方案，再经过指导教师严格的审查和论证后进行实验。在这个过程中，教师的任务是引导学生按照科学研究的流程进行实验，仔细观察学生的每一个环节：实验前的准备、实验中的操作、实验中问题的处理以及实验结果的分析与判断等，并进行必要的指导和详细点评，从而达到培养学生自主探究、严谨科学的实验态度和团队协作精神。

3.实施开放式实验教学

我校以科研平台和实验示范中心为依托，以应用能力为导向，实施的是一种半开放式实验教学。即在保证正常教学秩序的前提下，利用教学实验室非计划的时间为师生服务。开放实验实行预约制，而开放项目的来源主要有以下几个方面：教师结合教学需要和科研项目情况提供一定数量开放实验项目；大学生科技创新实验或实践项目，此项目由学生提出研究课题，经过学校审批成功（有一定费用支持）后，在教师指导下开展研究；收集企业、工厂实际中的疑难问题，经过中心拆分处理后供学生选择；毕业论文选题。主要为学生参与科研平台子项目或企业工厂服务项目。

经过开放实验教学，可实现实验的必修与选修、课内与课外的相互补充。在为学生营造自主实验、自主探索、协同创新实验环境的同时，将实验教学融进基础实验验证、综合实验指导以及科研项目之中，即培养学生熟练掌握基本实验过程（预习、实验、数据处理与分析等），又训练学生熟悉项目申报流程（申报、答辩、实施、结题等），从而达到提高工程素养的能力。

四、以质量提升为根本，开展科学化实验教学考核

实验教学质量是示范中心建设的关键，而教师是实验教学质量提高的核心，因此这里的考核评价主要包括教师和学生两个方面。

1.教师的业务能力考核

四个实验模块都配有一定数量的实验教师，根据工作岗位职责进行业务能力考核。考核主要包括实验教学工作业绩和教学、科学研究业绩等。其中教学工作主要是实验中心的工作环境与工作质量考核。包括实验准备、仪器设备管理、实验教案、实验教学与辅导、实验报告批阅以及实验室日常管理等多方面的测评，占70%；而教学与科学研究主要是参与或主持教科研项目、实验室建设项目、学科建设、专业建设等方面的测评，占30%。

考核采用个人自评与同行测评、领导测评、教学督导测评、学生测评多方位考核，然后按一定权重综合评定。评定结果公示无异议后计入教师年度考核中，并与年终绩效挂钩。较以前单一的学生评教或同行评教增加了自我评价、督导评价等成分，更加合理、科学，同时也有利于促进实验教师队伍积极进取，不断提高教学水平和教学质量。

2.学生的成绩考核

为了使学生的实验成绩能够更客观真实地反映实验教学的效果和学生努力的结果，我们主要考查学生的实验预习（20%）、实验操作技能（30%）与实验报告（50%）。其中实验预习包括预习报告的编制以及预习提问；实验操作技能包括现场操作的规范性、正确性，实验操作中的随机提问以及故障处理，实验纪律与实验态度等；实验报告包括报告各部分的准确性、客观性、规范性，重点考查实验结果的处理、实验结论的得出与分析。对一些综合设计性实验，如果学生实验结果不理想，只要学生能分析找到合理的解决方案，且可行，依然可以得到不错的成绩。

在整个考核过程中，我们更加注重学生科学实验的态度。通过学生的实验态度与实验结果相结合、基本能力与创新能力相结合，多方位考查学生动手能力以及分析问题、解决问题的能力[4]，更好地促进学生工程素养的提升和综合应用能力的提高。

五、结语

实验教学体系的构建是一项复杂的系统工程，既要充分考虑学生培养的系统性，又要考虑教师教学改革的前瞻性与系统性。我校化学化工实验示范中心不断努力实践，形成的多模块、分层次相互关联的“一主三化”实验教学体系，使我们的应用型人才培养目标落到了实处，它对人才培养质量的提升起到了积极推动作用。但还需继续探索和完善。