基于新工科理念的以创新能力培养为核心的化学实验室探索与实践

杨全录，展惠英，张兴辉，师海雄，李翠林，吴 尚

(1.兰州文理学院 化工学院，甘肃 兰州 730000；2.西北民族大学 化工学院，甘肃 兰州 730000)

教育部 2016 年提出“新工科”概念，新工科建设的思路包括建设适应时代发展需要的新工科专业和对传统工科专业进行革命性改造，培养一大批具有 综合素质和创新能力的“新工科”人才，使其更好地适应行业和区域经济社会升级发展的需要。为更好地适应新工科理念下学生创新能力的培养，我校化学化工实验室建立了一套新工科理念下“基础理论化学实验平台—专业能力实践化学平台—综合创新实践平台”化学化工实验室实践教学管理体系(图1)。并且在实验室教学模式、开放管理模式、实施方法三者相结合的模式中进行了探索与实践，该方法受到了老师、学生的一致好评，达到了最初预计的教学效果。

图1 实践教学体系

我校化学化工实验室近年来积极进行实践教学改革，在已有的教学模式的基础上，积极探索基于工作过程的实验实训教学模式(图2)。该模式以学生为主体，以实验及研究项目课程为导向，创设教—学—做—完成的教学流程，创设“学中做，做中学”的教学新思路、建立“工—学一体教育教学新理念，采用学—考—评—鉴相结合的评估模式，达到应用型人才培养目的[1]。

图2 教学模式

1 构建合理的模块化课程体系，在分析和化工教研室中实现“教、学、做”三者相结合的一体化教学方法

实验教学团队致力于把“综合能力目标型”的教学新模式研究引向更加深刻、浓厚和长远的创新教育理论和教学实践方法中，构建模块化课程体系，完善“教、学、做一体化”的教学方法[2]。组合设计出相应的教学模块，构建以应用化学专业职业岗位要求为核心的，由四大能力(即实验室的组织与管理的能力；进行分析与检验的动手能力；分析仪器设备使用操作、维修的能力；编写实验技术报告的能力)模块组成的课程体系；强调基础知识与实践应用的相结合，注重加强理论基础即严格规范实验中的每一步基本操作，全面加强综合应用能力的锻炼，在实践教学中加入对实验样品的分析与讨论，学生通过在实验过程中对实验样品的选择和预处理等方面的学习提高学生分析问题、解决实际问题的能力。

2 实施“市场调研——实训项目——产品——市场应用”实验实训教学模式

以市场供需关系为指导方针，学生通过对市场的需求调研，将实际生产的产品以实训项目的模式深入到教学实践中，再通过产品的研发推向市场，完成了一个完整的化工产品的开发与生产，提高了学生的创新和创业能力(图3)。

图3 “市场调研—实训项目—产品—市场应用”实践教学模式

3 坚持和不断完善“三个报告，一个考试”的程序化、规范化实验实训教学管理模式

教学团队经过长期的实践教学，深刻的体会了程序化、规范化“三报告、一考核”的综合实验教学模式。在实验教学中，要求学生提前预习实验内容、制定实验方案、完成预习报告，任课教师审定后方可进行实验；学生在实验过程中，必须按照要求做好实验并完成实验记录报告，实验结束后，老师签字认可后方可依次离开实验室；学生课后认真完成实验报告，发现任何问题及时与老师沟通，教师批阅和评价给分。

4 “6S管理法”实验教学模式

在基础实验、实训的教学中可以借鉴6S管理法[3]，企业发展和管理的方法、理念应用于课堂教学管理中，使实验教学更加高效和有序的展开，同时可以使学生提前感受到先进企业的管理氛围，为学生将来在企业工作以及创业打下坚实的基础(图4)。

图4 “6S管理法”实验教学模式

5 学生实验助理员制度

实验室是学生实际操作、完成实验和开阔眼界的最直接场所，同时也是教师们完成科研任务与教学的重要场所，实验室的合理、完善建设，直接关系着每一步实验环节质量的好坏。加大实验室的开放力度，让优秀本科生能真正融入到实验室当中，亲自参与设计实验，参与实验室的管理等等，能有效提高学生的自主学习能力，解决学生课余时间不能及时亲自动手实验的问题，充分利用学生的学习时间。

在化工学院建立了学生实验助理员制度。学生参与制订学期实验计划及用品需求计划、准备与发放实验物品工作、设备技术更新、协助教师进行实验指导、环境监督和维护，使学生更直接的参与到实验室管理与建设，从而提高了学生的能力素质，提高了学生的职业能力[4]。

6 吸收学生进入实验室积极参与教师的科研活动

当代大学生活泼、精力充沛、动手能力强、思维敏捷、具有创新性，且智慧潜力和可塑性很高,这种可贵的智力资源恰是提高学生创新能力和培养过硬实践能力的基石。因此，在不断保持学生积极学习热情的同时、还要注重于他们的创新能力的培养，不但敢于给学生出点子、压担子，更要鼓励他们参与大型实验课题的研究与创新；但老师的研究课题一般是反映现代绿色化学的发展，趋向科研的前沿，不但是跨学科，更是跨领域的综合交叉的大型研究项目，这种项目一般要求严格、规范且高端，那么就会使用昂贵的材料，精密先进的仪器设备，让每一位学生参与有些不现实。因此，我院师生采取了先学后做，最后参与研究的辐射方法，即一个学生如果按我院新编实验教学大纲顺利积够实验学分，并独立完成3个以上综合性、设计性、探索性实验项目后可以优先参与自己感兴趣老师的课题研究。通过“学中做，做中学”这种导向学及研究方法，更凸显了辐射效应，诱发了学生自主学习的积极性、主动性和创新思维性。这样学生在参与大型项目研究后，不但将对他们创新能力和实践动手能力的强化训练和培养有了更进一步的提高；同时，这种互动的、双向的辐射效应，也为我院的科研队伍增添了新生力量[5]。由实践可以证明，采用的大胆、创新尝试使我院近3年来的毕业生，无论是考研率，还是就业率均居兄弟院校前列，取得了学校领导、社会、企业和家长的高度认可。这也说明了我院在培养富有开拓进取精神、创新思维能力、具有高水准竞争力的高素质人才发展战略上的重大突破。

7 结语

总而言之，化学课程创新对于高校化学化工实践课程至关重要，要通过化学化工实验课程的创新培养创新型人才必须不断探索最新的和符合学生需求的教学内容、形式和发展方向，才能切实提高学生的综合素养，有助于高校培养“新工科”人才，也有益于高校实验室不断深化改革，全面提升服务社会能力，适应社会的高速经济发展需要，才能更好的为国家培养更多高素质、高水平人才。