试验室建设和实践教学改革湖南大学化学化工学院

四、实验室建设和实践教学改革4.1 实验室建设4.1.1 基础化学实验室情况简介 化学实验中心实验室面积1820m2，学生平均实验占用面积达2.8m2。拥有1665.4万元的固定资产,仪器、设备总台（套）数为825,单值500元以上的仪器设备645台（套）。化学实验中心现有专职人员15人，教师4人。工科化学基地参加实验教学的教师是实验专职人员的4倍。化学实验中心既是工科基地建设实施的场所，又是我校主要基础实验教学场地。担负着化学化工学院及其它院系14个专业、47个班级1386名本科生的普通化学、物理化学、无机化学、有机化学、分析化学、化工原理实验教学及化学化工学院部分本科生、研究生毕业论文实验任务。每年开出不重复实验120个，总学时为360，是理论课学时的1.25倍。实验开出率达100%。4.1.2 实验室体制与实验队伍的建设 四大化学基础实验室、普通化学实验室始建于1959年，隶属各基础化学教研室管理。1997年，工科化学基地建设启动时，我院在校内率先采取实验人员择优录取的招聘办法，并对实验工作进行量化后，其岗位由原来的15个减到12个，补充教师3个，在此基础上成立了化学实验中心，1999年化工原理实验室（1人）、计算机房（1人）、去离子水房和玻璃间（1人）并入实验中心，实现了校院两级管理。化学实验中心设书记、主任、秘书各1名，副主任2名。通过几年的运作，化学实验中心实现了四个统一： （1）实验场地统一使用，使实验室利用率由原来的50%提高到79%。（2）对全校的化学基础实验教学统一安排、平衡了各年度的实验工作量。（3）实验人员统一管理，实行定岗与流动相结合的制度，提高了实验人员的业务素质，达到了减员增效的目的。（4）仪器、设备集中统一使用、购置与管理，不仅避免了重复建设和资金分散使用，而且有利于大型仪器、设备的购置，同时也提高了使用率、实现了资源共享，为化学实验中心整体发展计划的实施提供了保障。 通过引进和培养，目前化学实验中心已建立了由教授（2人）、副教授（1人），高级工程师（4人）、讲师（1人）、工程师（5人）、助理工程师（3人）高级技工(1人)及一般工人（2人）组成的实验队伍。4.1.3 广泛使用现代化仪器，大力度优化实验环境为使学生尽可能多地掌握现代化实验技术，以适应当今社会的需要。近几年来，化学实验中心已更新了一大批现代实验仪器，如美国PE公司的微机红外光谱仪（1台）、日本岛津公司微机液相色谱仪（1台）、微机差热分析仪（1台）、原子吸收光谱仪（1台）、微机气相色谱仪（6台）、微机量热仪（8台）、微机B-Z振荡反应参数测定仪（8台）、数显旋光仪（22台）、磁天平（10台）、数显折射仪（8台）、数字熔点仪（18台）、电位综合测试仪（8台）、电子天平（75台）、传热实验计算机采集实验、吸收在线数据采集处理实验装置（2台）、微反色谱联机实验装置（1台）、紫外荧光分析仪（2台）、生物显微镜（30台）、PCR基因扩增仪（2台）、光照老化箱（1台）、凝胶成像系统（1套）、数字电导率仪（20台）、差热分析仪（16套）、旋转蒸发仪（16台）等。 为规范实验室行为，使学生养成良好的实验习惯。于1997年和2000年对化学实验中心所有学生用房进行过2次维修和装修，彻底更新了所有实验台桌。4000m2的新实验大楼现已修建竣工，学生均用面积将达到4m2。 通过仪器的更新与环境的优化，使实验室具有现代化气息，从而提高了实验效率和实验精度，促进了实验教学质量的进一步提高。4.2 实验室管理的改革4.2.1 实验室常规管理 经过多年的实践，我们建立和完善了一整套共17种实验室管理制度与办法，化学实验中心严格执行了管理制度与办法，使固定资产帐、物、卡相符率达100%，低值耐用品的帐、物相符率达95%，固定资产的完好率达95%以上，仪器、设备中机电类更新率达84.63%；电子类为94.43%；仪器仪表类为79.32%。4.2.2 实验人员管理的改革 （1）坐班制与业绩考核相结合，使实验人员工作积极性得到提高。 化学实验中心采取了坐班制与业绩考核相结合的管理模式，在每日上、下午签到考勤的基础上，对实验人员的工作进行量化，并加强对实验人员6项工作指标的年终考核。考核结果直接与30%的岗位津贴挂钩。这种管理模式的实施，促使实验人员既出好勤又出好力，既保质保量完成工作任务，又提高了他们的业务素质。 （2）明确服务对象，使实验人员的服务质量得到提高。 在进一步明确实验人员和指导教师的职责范围的同时，我们将实验人员的服务对象定为教师和学生，要求实验人员和指导教师共同填写由化学实验中心制发的实验课堂教学服务质量卡，以建立相互监督机制。实验人员要为学生实验所用材料、试剂和仪器提供良好的服务，如出差错，以教学事故论处，并与岗位津贴挂钩。实践证明，这种管理机制的实施使实验人员的工作态度有了良好的转变，加强了教师与实验人员之间的协作精神，使实验人员的服务质量得到明显地提高。 （3）定岗不定位和选拨培训使实验人员业务素质得到提高。 化学实验中心成立之后，在岗人员实行全员通力合作，并根据需要，打破实验人员所在实验教学组的界限，合理调配使用，实行定岗不定位，做到人尽其用。为了提高实验人员业务素质，近几年，派往山东、北京、上海等地参加实验业务培训9人次。如此运作，在化学实验中心人员较少，招生人数增多，教改任务加重的情况下，较出色地完成了任务，达到减员增效的目的。4.2.3 实验教学管理的改革 （1）实行部分实验指导教师聘任制。 化学实验中心有4名教师担任实验教学工作，其余实验指导教师则由各研究室指派，这种做法带来了实验指导教师中新上岗教师比例偏大的弊端，在一定程度上影响了教学质量。对此，我们进行了改革，化学实验中心接到学院下达的实验教学任务后，改由实验中心聘请部分指导教师担任实验教学，这一举措的实施，既保证了有实验教学经验的教师的数量，又激发了教师的积极性，从而促进了实验教学质量的提高。 （2）实行实验教学卡片登记制度 为严格实验教学管理和了解各门实验课的教学情况，建立和执行了“实验项目登记卡”，“实验课堂学生实验卡”2种填卡制度。除此之外，还要求教师与实验员共同填写“实验课堂教学服务质量卡”。三种卡片的实施，便于实验中心对实验教学过程中人和物的管理，有利于培养学生实验能力与实事求是的科学作风，及时发现和解决实验教学中存在的各种问题，同时也为实验教学管理和评价实验教学质量提供了可靠的依据。 （3）实行实验教学资料信息的综合处理对实验室各项工作，实现了计算机管理，其内容分为两大部分。第一部分为静态信息，包括实验中心人员结构及基本情况、实验项目、实验教学日历、实验教学大纲、课程安排、工作计划与总结、设备计划、研究项目、技术改造、技术资料和部分设备调试记录等。第二部分为动态信息，如指导教师基本情况、教学方法、实验教学改革与实施、教改成果、开放实验、学校资产处有关信息和兄弟院校经验等。4.3 实践教学改革4.3.1 创建并使用基础化学实验的递进式“三级教育”新体系为改革原基础化学实验教育体系的局限性，通过重组、优化与更新，建立并使用了基础化学实验“三级教育”新体系,即：一级为基本操作训练（40h），二级为化学基本原理、性质的验证和物质的分离、鉴定、合成、制备与表征等技术的培养（260h）；三级为综合设计能力的强化（60h）。从1997年至2000年，进行了新体系的试点，采取边实践，边改进的办法，逐步完善其体系和内容。由国家科学出版社出版了与新体系相应的“基础化学实验”新教材。从2001年开始，全校的基础化学实验教学全部使用新体系及新教材。通过试点和使用，认为新的基础化学实验教学体系有如下特色：（1）一级教育专门开设最基本的实验操作方法训练，强化了学生的基本技能和动手能力，为后续实验奠定了基础。（2）二级教育中将物理化学（含结构化学）实验提前开设（与新的理论教育体系同步），构筑了化学实验原理与实验技术基石，为物质的性质、分离、合成、制备与表征等后续实验奠定了基础。（3）三级教育中，可将动手能力、测试技术等能力进行较全面的综合运用，这样既可巩固前面所学的内容，又可培养学生的综合思维能力和创新能力。，因此，三级教育体系可谓是递进式教育体系。 （4）新体系避免了重复，增加了现代实验内容，更新了培养方法，提高了教学效率。4.3.2 开展绿色化学实验研究,将“绿色”内容渗入实验教学新体系为加强对本科生进行绿色化观念教育，推进绿色化学的发展，使他们成为未来能引导社会持续发展的新型人才。近几年，基地还采取立项形式，由教师牵头，组织学生开展绿色化学实验研究，融绿色化学观念于实验教学新体系之中，并面向化学、化工专业的学生开设绿色化学实验课，收到了良好的效果。具体做了如下工作：（1） 原子利用率为目标，进行绿色反应、催化剂研究由教师提出具有应用价值的化工原料作为反应的目标产物，让学生根据原子经济的观点，选择反应物，设计绿色反应，研制相应绿色催化剂。其中每一个环节的实施，都需学生运用化学综合知识，发挥创新潜能。譬如，环已烷多相催化部分氧化制顺丁烯二酸酐的绿色化研究，实现了其反应和催化剂的绿色化。（2）以减少能耗和环境污染为目标，进行绿色生产工艺模型的研究选择现有对环境污染严重、能耗较大的某些化学工业生产工艺，让学生以资源和能源低消耗、环境轻污染的绿色化思想为原则进行绿色工艺设计。如电镀清洁生产工艺及自动线生产模型的研究已获得成功。（3）以反应微量或半微量化为目标，进行基础化学绿色实验研究从三级教育的实验内容中筛选部分内容，组织学生进行微量或半微量实验技术研究，到目前为止，已完成分析化学和有机化学微量或半微量反应实验23个，试剂用量为常规用量的1/8或1/10。分析化学和有机化学微量实验已编写成讲义，部分实验已大面积开设2年。通过绿色化学实验研究和微量或半微量实验的开设，不仅使学生受到了绿色观念的教育，而且获得了新知识与新技术。4.3.3 开设新实验、改造与研制实验仪器 在实验教学改革中，我们利用新知识、新技术和新的实验方法开设新实验14个。如微机离子选择性电极测定B-Z化学振荡反应的有关参数，有机电化学合成、修饰电极制备与电化学物性测定及应用等。目前综合性、设计性、研究性、创新性、单元综合和新实验已占总实验内容的45%。提高实验精度，缩短实验程序，减少环境污染，我们已改造“饱和蒸气压”、“平衡常数测定”实验装置16套，安全加热装置64套；研制传感数字压力计10台，均已投入使用3年。4.3.4 实验教学方法与手段的改革 “三级教育”新教材在撰写方式上有利于学生自学，如每个实验增写了“实验关键”和“预备知识”等栏目，实验课前要求学生作课外预习，上实验课时教师首先检查预习情况、提问和答疑。这样使学生对实验目的、内容、实验程序以及实验过程中要注意的问题做到心中有数，既克服了学生做实验时“照方抓药”的弊端，又节省了时间。这种改被动式为主动式的教学方法的实施，增强了实验教学的效果。几年来，配合改革新教材，我们研制了一级教育实验和引进了有机化学实验、化工基础实验仿真课件，使学生在化学实验中心局域网上进行模拟学习。这不仅提高了教学效率，而且加强了计算机在化学实验中的应用。4.3.5 实验考核方法的改革以往学生实验成绩评定主要是以学生平时实验报告为依据。近几年来，将实验成绩划分为“平时”与“考试”两大部分，平时成绩占总成绩的60%，其中实验报告占30%、预习占10%、动手能力、实验态度占20%；考试（抽题做实验）成绩占40%。在实验过程中，发现有创见性的学生，成绩从优。这样，不仅能够全面客观地评价学生的实验情况，而且强化了对学生的独立思考和实验技能的培养。教师普遍反映学生在