与时俱进,改革创新,努力建成国家级示范化学实验中心

-14-张祖德·与时俱进，改革创新，努力建成国家级示范化学实验中心与时俱进，改革创新，努力建成国家级示范化学实验中心——化学实验教学中心建设汇报化学实验教学中心张祖德21世纪是人类进入知识经济的时代。培养21世纪的高素质化学专门人才，化学实验教学尤显重要，这是化学学科的性质所决定的。因此，化学实验在整个化学教育教学活动中占有特殊的地位，它在培养学生动手能力和创新精神方面具有课堂教学不可替代的作用。化学实验教学的目的在于培养学生正确、规范的实验操作技能；培养学生运用所学知识和通过实验获取知识能力以及培养学生的创新能力。进入世纪，高等教育方面面临着许多新的挑战，要求把素质教育贯穿到每一个教学环节中。实验教学改革的成功与否直接关系到我校的化学学科能否培养出高素质化学人材的关键所在。欲达此目的，我们必须把建立适应二十一世纪发展需要的实验教学放在首位。下面我们就化学实验教学中心成立以来，实验中心的建设和实验教学改革的工作作如下汇报：一、化学实验教学中心成立以前的状况化学与材料科学学院面向全校的理学院、生命科学学院、地学学院、少年班、00班、工程学院、信息学院和本院开设基础化学实验，每年接受实验人时数达三十六万人时/年。在化学实验中心成立以前，各基础实验室分散在各个系中，物理化学和结构化学实验室在化学物理系，化工和普通化学实验室在应用化学系，无机、分析和有机化学实验室在化学系，大型仪器实验室又分属化学系和高分子系管，而各专业基础课实验室也分散在各系的各个专业实验室中。这种管理模式存在着许多弊端：在管理体制上，是分散的、低效的；经费投入和使用上，是低投入的、仅能维持现状的；在教学方法上是依附于课程的，各自独立的；甚至可能出现不必要的重复；……。这种种弊病导致的直接后果是实验教学经费严重不足，实验教学中国科学技术大学*实验教学研讨会-15-用房不能适应扩招的形势，严重阻碍实验教学改革的深入发展，专业基础课实验由于缺乏足够的经费和场地，其开设得不到保障，更得不到提高。这些问题的出现是受旧的管理体制约束所造成的。为了在化学实验教学中既体现出训练学生的基本操作和基本技能，又能着重培养学生的综合实验能力和创新能力，改革落后的管理体制势在必行，打破原有的实验教学体系，进行实验课程结构优化提到了日程上来。二、改变传统教学模式，建立新的教学体系化学实验教学中心成立于2000年初，学校负责组建校级化学实验教学中心，实行校、院两级管理。在这两年多的实验教学实践中，我们深深地体会到要建设一个高层次的实验教学中心，首先要解决的问题是建立一个全院统一管理的实验课教学机构和稳定的高素质的实验队伍。化学实验中心已全部脱离原来的系，成为一个由校、院两级管理的实体。在“中心”的人员管理机制上实行合同制，双向选择，人员的工作安排在“中心”实行流动制，这样就解决了一方面人手不足，另一方面又人浮于事的情况。例如许多只有一个学期教学任务的实验单位的实验人员，在另一个学期就可以承担“中心”的其他实验室工作，例如化工原理实验室的教员到基础实验（IV）的结构化学实验室带实验，就是一个很好的例子。再如大型仪器组本来一个人员看一台仪器，现在把仪器集中起来后，一个人可以管理多台仪器，红外、紫外－可见光谱仪一起管理；气相色谱、液相色谱、气质联用、离子色谱仪一起管理，提高了工作效率，锻炼了师资队伍，可以培养出一专多能的实验师资队伍。现在化学实验教学中心的模式为-16-张祖德·与时俱进，改革创新，努力建成国家级示范化学实验中心综合实验室化学试剂库大型仪器实验室化学信息实验室玻璃加工车间基础实验室普通化学基础化学（I）基础化学（II）基础化学（III）基础化学（IV）化工原理这一模式的特点是将原来四大基础化学的实验内容进行有机的合并：（1）基础化学实验（I）主要开设无机和分析实验的基本操作和原对二、三年级开放的常规物理常数测定实验，使一年级的实验课起点比较高。基础化学实验（II）、（III）包括无机合成、有机合成以及分离、纯化和分析，并与仪器分析结合，培养学生分析复杂样品能力和解析有机化合物的结构的能力。基础实验（IV）是将部分仪器分析和物理化学、结构化学实验合并，减少重复开设的实验，增加大型仪器实验的开设种类。（2）开设综合化学实验，逐步取消对高年级学生开设的无机专门化、分析专门化、有机专门化、物理化学专门化、高分子专门化等实验课。进一步加强对高年级开设的包含整个大学化学所有的实验内容、实验方法和实验手段的综合性实验，增加由科学研究成果、代表化学前沿的领域的成果转化为实验。（3）上述模式中的所有实验室均为开放实验室，针对不同年级、不同水平层次的学生进行开放。三、以创建高水平大学为契机，促进实验课程体系和内容的改革面对新知识、新技术的不断出现和有限的实验学时，实验教学必须从培养学中国科学技术大学*实验教学研讨会-17-生的动手能力和创新精神出发，重视学生的技能和素质的培养，拓宽多学科知识领域，形成一个科学的、优化的课程体系和合理的实验知识结构。为此，我们在总结了多年实验教学经验的基础上，认真听取基础课程主讲教授和专业实验室诸多教授的宝贵意见，采取了以下改革措施：1．加强基本操作训练实验加强基本实验操作训练，就是要让学生在有效的时间内熟悉掌握各种基本的实验方法、实验操作，熟悉使用各类仪器设备，学生在低年级的实验中尽可能接触到原来只限于高年级才能接触到的仪器设备。例如在基础实验（I）中大一学生就可以使用pH计、分光光度计、磁天平和红外光谱仪，让他们对这些仪器产生一定的感性认识。我们在基础实验（I）－（IV）中既保留经典的单元实验，又增加小型的综合实验。例如基础实验（I）中，由废铁屑莫尔盐（硫酸亚铁铵）三草酸合铁酸钾磁性质和阴离子电荷数测定。再如在普通化学和无机—分析化学实验中，采用先合成样品，然后测定样品纯度的小综合实验：（1）阿斯匹林合成及纯度测定；（2）顺反甘氨酸合铜制备及碘量法测Cu；（3）立德粉废渣中提取PbO及其纯度测定；（4）碘酸钙的制备及Ca2+和IO3－的测定。这些小综合实验的开设，提高了学生对化学实验的兴趣，使学生认识到原来的无机、分析、有机实验并不是完全独立的，而是一个不可分离的“统一”体。通过这小综合实验的训练，学生能感受到一个更加完整的化学实验过程，既提高了学生的实验基本技能，又培养了学生分析问题和解决问题的能力。2．紧跟化学科技前沿，开设综合性实验为培养学生的观察能力、动手能力和创新能力，我们除了在基础实验中开设一些小综合实验外，还把科研中的新成果，新发现渗透到高年级学生的基础实验（IV）和综合实验中去，不断更新教学内容，使内容的更新与科学研究及社会的发展相结合。在基础化学实验（IV）中进行了综合实验的设计，其内容为：（1）将已有的三个基础实验组合成为综合实验综合实验一、固体多相催化剂的制备、表征和性能研究①实验1：铈锰复合氧化物催化剂的制备；②实验2：催化剂程序升温固相分解反应——差热分析法；-18-张祖德·与时俱进，改革创新，努力建成国家级示范化学实验中心③实验3：固体比表面测定——BET色谱法；④实验4：铈锰复合氧化物催化剂的活性及其他性能评价。（2）将内容较好的基础实验扩充成为综合实验综合实验二、B--Z振荡反应⑤实验1：B--Z振荡反应的振荡条件；⑥实验2：物质浓度对B--Z振荡反应的影响；⑦实验3：温度对B--Z振荡反应的影响；⑧实验4：关于B--Z振荡反应机理的研究。这些综合实验把实验方式从简单照搬变为综合设计，实验变成“有头、有尾、有关联”，从实验内容上给学生一定程度的自由发挥，学生在实验态度上也由从服从转变为自主。在综合化学实验中，我们把方月娥教授的科研成果转化为综合实验：由虾壳、蟹壳制备甲壳素，再由天然高分子甲壳素化学改性及其综合利用，开设出五个实验：实验一、甲壳胺的制备及脱乙酰度的测定实验二、甲壳胺的辐射降解及分子量测定实验三、等离子体引发甲壳胺膜接枝甲基丙烯酸β－羟乙酯实验四、含中药的甲壳胺原膜的制备实验五、辐射引发丙烯酰胺/丙烯酸（钠）聚合制备超强吸水剂这些实验以现代化学科技前沿为实验题目，实验内容包括四大基础化学课程的基本知识及其把化学合成—产物结构和形态的表征—产物的性能测试—开发产品的应用有机地结合起来，培养学生综合和整体性的思维能力、具有创造和开发新产品的能力。四、建立高素质的实验师资队伍，确保实验教学质量建设一支高素质的实验师资队伍是确保化学实验教学质量的基础。只有具有创新精神和创新意识的教师，才能对学生进行启发式教育，培养学生的创新能力。只有牢固树立岗位意识和职业意识的实验人员，才能确保实验教学内容改革的完成。我们在实验师资队伍建设方面初步做了以下一些工作：1．管理制度化、规范化中国科学技术大学*实验教学研讨会-19-为了保证教学任务的顺利完成和实验室建设的不断发展，我们在人员管理和职责上建立了一整套既严格又可行的管理制度，实行规范管理。我们“中心”虽然只成立了两年，但“中心”建立了一整套教学管理和运行规章制度。具体规章制度有：【化学实验教学中心】专职实验教师应聘条件【化学实验教学中心】实验室主任工作职责【化学实验教学中心】专职实验教师工作职责【化学实验教学中心】专职实验技术人员工作职责【化学实验教学中心】实验教师教学过程工作职责协议书【化学实验教学中心】专职教师应聘测试【化学实验教学中心】兼职实验教师应聘条件【化学实验教学中心】大型仪器实验室仪器使用上岗证制度（具体内容见附件）这些制度的建立为“中心”的正常运作提供了切实可靠的保证。2．加强实验室工作人员的岗位培训“中心”成立以后，即对全院实验室人员进行培训，经过两个月的培训，结束前举行了考试，淘汰了不适宜在实验室工作的人员，确保实验师资队伍的质量。实验室人员利用暑假参加了美国Bruker公司举办的核磁共振谱仪和红外光谱仪培训班，提高实验人员操作大型仪器的水平。对今年新进入“中心”的大学生，也有专门的教员对他们进行针对性的培训或者送出去培训，让他们能尽快地适应工作，尽早地能独立工作。3．在化学实验教学中心设立竞聘岗位由于在职称评定和原有岗位设置方面等因素的作用，高职称和高学位教师不愿到化学实验教学中心工作，而实验中心急需有水平、有能力的老师来做实验改革方面的工作，以提高实验教学水平并将实验教学改革顺利进行下去。实验中心鉴于现状，对于一部分有水平、有能力、同时既愿意又能够为实验中心做贡献的老师，采取“不求所有，但求所用”的方式吸引到实验中心工作。在“中心”设几个可机动的高岗位指标，张榜于化学院，竞争上岗，以充实“中心”的教学改革的力量。4．加强对研究生TA岗位的培训-20-张祖德·与时俱进，改革创新，努力建成国家级示范化学实验中心研究生来“化学实验教学中心”各基础实验室做TA，在国内是首创。他们的水平如何，直接关系到实验的教学质量，因此培训好TA是化学实验教学中心一项重要的工作，它直接关系到实验课课堂教学的质量。我们采取的办法是：（1）新入学的硕士生一进校就进行TA资格考试，合格者可以申请TA工作，不合格者需要补课，然后再重新考试，什么时候合格，什么时候申请TA。（2）每个基础实验室主任在开学的两到三周时间内对研究生TA进行严格的实验培训。TA必须亲自做每一个实验，并要讲解实验，只有每个TA真正掌握了实验的原理、实验操作和实验中的关键所在，才能参加指导学生实验。（3）为了保证实验的质量，在TA带实验的同时，我们还派一名指导教师或由实验室主任亲自在实验室协助TA指导实验。通过这些措施的落实，研究生基本上能胜任TA工作，指导学生实验。一方面可以检查TA的教学质量，另一方面可以解决TA不能解决的问题，以保证实验安全、顺利地进行。目前“中心”在各级基础实验中都大量地使用TA，虽然可以解决实验教师短缺的问题，但的的确确加大了实验室主任的工作，因此我们用较高的岗位津贴来稳定这支队伍，让他们能兢兢业业地做好实验室和实验课的开设工作。五、用好投入资金，建设高水平实验室借创建世界高水平大学的东风，教务处千方百计为实验教学筹集经费，以改善实验室落后的面貌。化学实验教学中心得到了教务处很大的投入：