滕 鑫, 杨晓玲, 庄启昕, 唐颂超, 钱 军, 顾金楼

(华东理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200237)

化学类实验室的文化氛围建设

滕 鑫, 杨晓玲, 庄启昕, 唐颂超, 钱 军, 顾金楼

(华东理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200237)

加强化学类实验室文化建设是提高实验教学质量、提升实验水平、服务高校人才培养的重要条件。在参观、分析和对比德国巴斯夫公司化学实验室以及德国柏林BBZ基础化学培训学校的文化氛围建设后,再结合华东理工大学化学实验室的特点以及基础,探讨了化学类实验室文化氛围建设,给出了实验室文化建设内涵意义、建设方向和建议。

文化氛围； 化学类实验室； 实验室文化； 文化建设

1 化学实验室文化氛围建设回顾

化学实验室作为培养化学类人才和科研成果的产出基地越来越受到重视,加强化学实验室文化建设势在必行,因为化学是人类用以认识和理解事物本源的重要方式,也是一门贴近生活本质的学科,化学的进步和人类社会发展关系非常密切[1],而化学实验是所有重要化学理论诞生的实践依据,对化学理论具有重要支撑作用。华东理工大学是教育部直属的一所具有化学化工特色的重点大学,化学类实验室对于相关专业的学生来说是最重要的学习场所,如何利用好这个最重要的场所、如何提高学生对实验室的利用以及兴趣,是目前学校研究的一个重要课题。

早期的化学实验室文化氛围主要是防止事故发生为主,兼以实验室管理和教学工作以及化学精神为依托而建立起来的主体价值观念、技术行为规范及其他元素的总和,其理论核心包括坚定的开拓精神、强烈的集体意识和人性化的管理程序[2],但随着时代的发展以及各类多媒体技术的开发,利用好现有的技术并且综合目前大学生的兴趣特点,建设好新的文化氛围是亟待解决的一个问题[3]。通过参观德国巴斯夫公司化学实验室以及德国柏林BBZ基础化学培训学校的化学实验室,发现了与国内高校的化学实验室有很大区别。首先是体现在提升学生兴趣方面的探索氛围和学术氛围；其次是保障学生安全、防止事故发生的安全氛围。如图1所示,学生通过在实验室走廊的墙壁上制作自己与实验相关的展示图片,可以很好地复习和预习所做的实验,也可以加强团队精神,享受实验的过程。而且学生会经常返回实验室来观看这类宣传栏,很好地提升了实验的兴趣。图2展示了为防止脱落造成安全隐患,在德国所有的化学实验室都要用铁链将烧杯进行固定,其他的配套设施也样样俱全。

图1 德国柏林BBZ基础化学培训学校实验室走廊部分宣传栏

图2 德国化学类实验室的安全细节图

通过与我校实验室的运行进行比较,双方的风格差距还是比较明显。为了提升华东理工大学的实验教学质量,需要对化学类实验室的文化氛围进行建设。

2 化学实验室文化氛围建设内涵

化学类实验室文化氛围大体上可分为狭义和广义2个层面[4]；狭义层面上化学实验室文化氛围建设侧重于一些制度规范以及安全条例等方面的建设；广义层面上则分为精神氛围建设。化学实验室文化氛围建设,无论是广义还是狭义,它们之间都是相互影响、相互作用的,并且共同构成了化学类实验室的文化体系。化学实验室文化氛围建设也主要凸显这几个方面的内容。

2.1 实验室精神文化

精神文化是化学实验室文化氛围建设的核心[5],是进行化学原理研究、化学实验教学的精神依托,也是化学实验室教学理念和目标。精神文化可以通过吸引学生进行实验室规范性行为操,让学生树立统一的价值观。化学实验室的精神文化建设以“实践第一、深度思考、追求真理”为基本理念。学生在实验室中开展知识创新是一种通过实验发现化学原理、推导化学原理、验证化学原理的过程,即探索科学真理的实验过程。因此化学实验室精神文化以建立此种追求真理的坚定理念为己任[6]。实验室精神文化建设应以育人为根,化学类实验室实践教学与理论教学是化学教学体系中2种相辅相成的教学模式,目标都是培养出符合校训的化学类科技人才。化学实验教学不同于化学理论教学,它更加注重学生严谨的科学态度和规范的实验操作行为,对学生打好坚实的科学训练基础是非常重要的。在强化基础的同时,通过实验现象结合理论就可以很好地吸收知识要点,再结合正确的引导,为今后工程能力的创新做好准备[7]。精神文化氛围建设实则是一种崇高的教研精神追求[8]。我校应当积极追求和提倡以化学兴趣小组为单位的学术科研活动及化学实验教学。充分利用2个校区的实验室资源,将学术思想结合学生自己的兴趣和爱好、将理论知识和理论研究融入到化学实验教学中,提升自己观察化学变化的能力、促进化学实验室文化建设体系化。

2.2 化学实验室环境文化

化学实验室环境文化氛围建设的重点在于化学实验仪器的更新以及实验知识展板的内容和版式,与化学实验室精神文化和周围环境融为一体、相得益彰,更好地体现化学实验室的文化氛围[9]。化学实验室环境文化是一种实验室仪器、实验教学内容为主的文化氛围,也是化学实验室教学能力评定标准[10]。在此基础上,通过调研发现能够体现实验室文化和激发探索热情和创造性的实验场所是学生所欢迎的。再结合德国实验室宣传栏内容的思考,在规范化的同时,也要发挥学生的兴趣爱好。在规范的基础上,结合实验教学的特点,引导学生创造出自己感兴趣的实验步骤以及实验报告的格式,充分调动学生的积极性。具体内容包括实验室研究成果的自行展示、学生进行科学实验的技术和器具物品的专属化、学生自行制作体现物质形态的展板宣传、门牌标志及宣传橱窗,甚至可以把自己的实验过程拍成视频上传到可以进行实验室文化理念宣传的多媒体设备上。

2.3 化学实验室制度文化

化学实验室的制度化主要针对学生实验操作规范化进行管理的文化建设[11],但是各高校,甚至是在中学，这些安全制度以及注意事项基本上是大同小异,使学生在一定的程度上产生审美疲劳，无法引起重视。化学实验室制度文化是很多实验室安全事故的一个总结,是实验室安全管控的重要行为约束,其中包括约定俗成的规章制度等。

化学实验室制度文化主要包含柔性机制和刚性机制[12]。刚性机制包含实验操作规范化管理或明确的规章制度,是必须遵守的实验室制度。一旦有所偏差,会造成实验失败,甚至引起实验室安全事故的发生。因此,通过一些实际的例子来诠释实验室的刚性制度来提升学生的重视程度显得尤为重要。可以通过目前的多媒体手段进行播放,这样对比文字的规章制度显得生动,容易引起学生的共鸣。目前,我校材料科学与工程学院的实验教学中心走廊以及入口处安装了多媒体设备用以播放这类视频资料。将这类设备安装在最显著的位置,结合生动的内容会很好地达到教育目的。柔性制度包括道德规范和礼仪、安全意识以及在制度范围内实行人性化、个体化管理。它和刚性制度不同,应该说是一种良好的化学实验的习惯,进而促进实验室正规化管理发展。柔性制度应该体现2种思想：一是体现“人性化”管理,即“以人为本”的管理理念,尊重教师、团队内学生的同时,积极开展健康、全面的制度化建设管理机制；二是体现信息化管理制度的特点,我校材料学院搭设好的实验管理预约平台,就很好地解决了这一问题；对所有的特殊仪器在学生入学后集中进行培训,考核合格后就可以通过预约平台结合自己的时间随时对实验室进行预约,提高了实验室利用率的同时也培养了学生良好的实验习惯，提升了他们的实验兴趣。结合前期的培训考核,也可以把实验室的安全意识结合在里面,并通过实验室管理平台的监控系统随时对学生在实验室内的行为进行随机抽查,对不合格的学生予以警告或者是取消预约资格,从侧面帮助学生提高柔性制度的履行情况。

3 实验室文化氛围建设措施

3.1 实验室精神文化建设

除了上述的一些规章制度外,目前实验室的精神文化建设还通过把握实验室精神思想内涵和基本教学思路,充分发挥科学家的权威效应,张贴化学家海报及经典语录,尤其是成功校友的当年实验照片,更可以引起学生的共鸣。开设专门的宣传栏放置学生自己制作的一些实验报告、与实验相关的一些奇思妙想、实验花絮照片等,这样就可以使学生更好的投入到实验过程之中,甚至是享受实验过程。

通过设计诸如此类的宣传栏,会将学生思维带入活跃阶段,对学生化学思想磨炼、探究兴趣提升和研究坚韧度提高均具有重要意义。在化学实验室文化氛围建设中,实验室楼层也是衬托文化氛围的重要体现,在进入主楼中间正门两侧和走廊上,目前我校材料学院实验教学中心用6～8块大幅灯箱展示实验室发展历程,并从课程建设、实验课程体系和科研成果等方面展示实验室特有文化,走廊处摆设了学生化学实验室取得的成果。

3.2 化学实验室环境文化建设

在进入实验室内部时,每间化学实验室可依据现实情况和现场摆设,悬挂最新的与本专业相关的高水平的科技论文和一些经典实验的实验步骤操作等。将理论知识多媒体化,有助于学生图形化思维的创建,并且可以悬挂最新的本校科研进展,让学生了解本校化学实验室产生的科研成果,让他们身临其境,加深对专业知识的了解、激发探索的欲望。结合化学的发展趋势,由本专业的教授开展化学未来发展的专题讲座,为培养学生化学实验积极性做好文化氛围的准备。

3.3 实验室教学文化建设

化学实验知识传授均以章节为基础,引导学生完善化学知识体系构建,所以在进行实验教学过程中,针对学生单元知识体系的构建显得至关重要[13]。传统的实验化学教学主要是由学生对照着讲义机械式地做实验,实验结束后有些学生不太清楚实验需要达到的目的,往往未能达到预期的教学效果。目前我校对部分实验进行了改革,给每个学生提供不同的实验目标；结合理论教学,自己去尝试实验原理和实验方法。由于化学实验耗时耗资,材料学院将这类实验通过虚拟仿真的技术来实现。通过典型材料学科产品生产过程虚拟仿真软件的开发与应用,满足材料类专业学生实习的需要；结合材料加工模拟及流程模拟等虚拟仿真软件的应用,使学生的实践能力和创新能力提升一个新的台阶。由于是自己设计整个实验的步骤,所以学生对实验的原理了如指掌,可以熟练应用到将来的其他环节中,再者由于虚拟仿真技术是比较新型的技术,可以很好地区别传统的实验讲义形式,学生的实验积极性也特别高；通过几个关键实验体系环节的虚拟仿真,可以使学生的整个知识体系较好地构建完善,最终在不耗时耗资的情况下取得良好的教学效果。

3.4 化学实验室制度文化建设

高等学校的化学实验室的刚性制度受到很多方面的制约,所以显得比较宽泛和笼统[14],这也和一些传统观念密不可分。但是不同高校要根据自身的特点以及文化背景来制定自己的安全保障体系和行为规章制度。我校材料学院的实验室安全保障已纳入院、系、实验室3级管理,材料学院成立领导小组,由院长牵头,实验室负责人担任组长,贯彻落实教育部、学校的各项实验规定。此外成立了以学院教授和学院管理人员组成的“安全工作委员会”,具体到实验室安全细则，由实验室主任制定相关准则,包括安全管理制度、安全设施及器具管理,以及应急措施预案措施等。每周不定期地进行整个学院实验室的安全抽查工作,切实作为一个学院的重头工作来完成；再结合现有管理平台的监控系统,可以在不打扰学生实验的情况下进行全方位的实时观察,对出现的安全隐患进行随时制止。与此同时,也应注重学生的个性化发展。在实际的教学科研活动中,注重学生个性化差异,根据学生未来发展方向和个性化发展趋势,制订不同的培养方案。如将情况不同的学生进行分组结合,形成一个小的团队,在实验操作过程中,让不同程度、不同侧重点的学生相互讨论、集思广益,这对教学起到良好的促进作用。必须修改以往随机划分小组的方法,发挥每个学生的特点,让每一位学生都积极地参与实验过程。

4 结语

我校化学实验室担负着为国家培养实践创新型人才的重要使命。随着人才培养要求的转变,实验室管理运行、仪器设备使用、实验室技术队伍建设等日益呈现出跨学科复合型趋势[15]。同时也出现空间紧张、安全隐患多、仪器利用时间分布窄等诸多问题。化学实验室文化也不断表现出各种新的特点,以往简单地张贴实验室守则等需要加以改进。因此,正确了解和把握实验室文化建设的功能和内涵、加强其建设,必将成为推动实验室有效运转,发挥实验室在人才培养、创新、发展、科学研究和技术转化等方面的内在优势的重要保障。由全文分析可见 ,重视实验室文化才能继承和创新校园文化、增强实验室发展的动力，才能为素质教育的全面实施和高素质综合型人才的培养提供环境支撑 ,从而起到良好的化学教学效果。

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Construction of cultural atmosphere in laboratories for chemical specialities

Teng Xin, Yang Xiaoling, Zhuang Qixin, Tang Songchao, Qian Jun, Gu Jinlou

(School of Materials Science and Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)

Strengthening the cultural construction of the laboratories for chemical specialities is an important condition to improve the quality of experimental teaching,raise the level of the experiment and serve the talent cultivation in colleges and universities. After visiting,analyzing and comparing the construction of the cultural atmosphere in the chemical laboratory of German BASF Company and German BBZ Basic Chemistry Training School in Berlin,and combining the characteristics and conditions of the chemical laboratory at East China University of Science and Technology,this paper probes into the cultural construction of the laboratories for chemical specialities and proposes the connotation of the laboratory cultural construction,the direction and suggestions of the construction.

cultural atmosphere; chemical laboratory; laboratory culture; cultural construction

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.061

2016-11-12 修改日期：2016-12-15

滕鑫(1980—),男,上海,博士，实验师,现主要从事高分子材料以及应用化学方面的研究

E-mail：tengxin@ecust.edu.cn

顾金楼(1974—),男,上海,博士，教授,现主要从事材料化学、分析测试的研究.

E-mail：jinlougu@ecust.edu.cn

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1002-4956(2017)4-0238-04