实验教学示范中心建设必须首先在实践教学改革上下工夫课件

1、实验教学示范中心建设首先要抓好实验教学改革和提高教学质量天津大学工科化学实验教学中心主任 田宜灵（教授、博导）一天津大学工科化学基础实验教学中心的建设 二如何提高实验教学质量实验教学示范中心建设首先要抓好实验教学改革和提高教学质量一天津大学工科化学基础实验教学中心的建设1坚持和发扬注重实践教学传统，注重理工结合 早在1912年天津大学的前身北洋大学就设立了化学学科，并建立了能容纳300名学生的化学讲堂。1917年建成了包括普通化学实验室（可容纳80人）和定量分析实验（可容纳120人）的理论实验楼，开设了定性化学分析与实验、定量化学分析与实践，成为我国早期化学化工高等教育注重实践教学的典型范例。

2、1945年，北洋大学设立化工系，基础化学实验进一步加强。一天津大学工科化学基础实验教学中心的建设1坚持和发扬注重 1952年，国家将南开大学、燕京大学、辅仁大学、北京大学、清华大学、唐山铁通学院和河北工学院等院校的化工系相继调整并入天津大学，组成了当时国内专业设置最齐全，师资力量最雄厚的化工系之一。系内设置了四大化学实验室和化工原理实验室。依托强化的化工学科势优势，各基础课实验室为培养新中国的化学化工高等技术人才发挥了重要作用。 1952年，国家将南开大学、燕京大学、辅仁 1996年以来，以国家级教改项目为指导，以国家工科化学基础课程教学基地建设为契机，结合“211工程”和“985项目”建设，

3、将原来分属为两个学院的化学实验中心和化工基础实验中心进行实质性的教育资源整合与重组，并以公共服务体系的同一项目(天津大学化学化工实验教学中心)进行投资建设。 1996年以来，以国家级教改项目为指导，以 在建设过程中，有计划地整合了分散于化学实验中心和化工基础实验中心的所有小实验室及所属的人员、仪器和设备，建成了统一的校管实验中心，统筹全校的化学化工基础实验的改革与实践，在课程体系和教学内容方面着力体现理工结合的特点。2001年被天津市评为达标实验室。2005年初，被天津市命名为“优秀教学实验室 ”。 在建设过程中，有计划地整合了分散于化学实验 在学校的领导和支持下，我们一直坚持结构优化，资源配

4、置合理，扬优保重，改革老实验扶持新实验和突出特色的原则。天津大学是一所以工科为主、理工结合的学校。同样现在各个大学，特别是高水平的大学，也都提出了理工结合的办学思路，以提高学校的整体水平。 在学校的领导和支持下，我们一直坚持结构优化， 我们认为“理工结合”不但体现在工科院校办理科专业，理科院校办工科专业，更为重要的是在所有的教学环节上真正体现理工结合。基础化学实验除了是验证已学过的理论、方法外，还必须把它们延伸到工业生产、日常生活和高科技等应用领域。使学生通过实践教学环节的训练和学习，自身的综合素质得到更进一步的提升。这方面，一点也不亚于理论课教学。 我们认为“理工结合”不但体现在工科院校办理

5、2建立科学的实验教学体系，培养高素质的理工兼备人才 中心提出了“两阶段、三层次、多模块”的实验教学模式，经过五年的实践，取得了良好的教学效果。2建立科学的实验教学体系，培养高素质的理工兼备人才 第一阶段：培养基本的实践能力 适用年级：一、二年级学习方式：自主学习与教师指导相结合模块一 基本能力培养模块第一阶段：培养基本的实践能力 模块一 层次1：基础实验（无机、有机制备、定性、定量分析、仪分实验、基本物理化学参数测定等）层次2：初级综合实验（含制备表征与测试应用实验）层次3：设计性试验（以开放的形势自我完成有关实验，自己写出报告）层次1：基础实验（无机、有机制备、定性、定量分析、仪分实验、第二

6、阶段：培养研究能力与工程实验能力适用年级：二下、三上学习方式：合作学习与研究学习相结合以开放形式，独立完成综合型（带有研究性质）实验，包括文献查阅、制定方案、总结（报告式论文或演讲报告等）模块二 研究能力培养模块第二阶段：培养研究能力与工程实验能力适用年级：二下、三上模块适用年级：三年级学习方式：合作学习与研究学习相结合模块三 工程实践能力培养模块适用年级：三年级模块三 突出实验方案设计方法，设计思路，先进实验手段和仪器的合理运用，因材施教，培养学生的科学研究能力，团队精神，管理能力和可持续发展意识，引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代控制原理、环境等理论知识，分析和设计化工单元操

7、作并独立完成。在实验过程中充分体现了系统工程、技术经济等知识。 突出实验方案设计方法，设计思路，先进实验手段层次1：化工过程基本实验：理解物理化学知识在单元操作中的运用层次2：化工设计型、研究型实验及化工新技术实验，包括反应蒸馏技术、超临界萃取技术、膜分离技术、变压吸附技术等层次3：单元操作组合及流程型实验层次1：化工过程基本实验：理解物理化学知识在单元操作中的运用适用年级：贯穿于一、二、三年级中学习方式：自主学习、合作学习与研究学习相结合模块四 计算机仿真实习模块适用年级：贯穿于一、二、三年级中模块四 作为对常规实验教学的补充，采用计算机模拟、仿真技术，在仪器分析、化工传统课程的改造等方面发

8、挥了重要作用。对于培养学生利用现代信息技术，解决生产实际问题起到了十分显著的效果。 作为对常规实验教学的补充，采用计算机模拟、仿3加强实验师资队伍建设，保证实验教学的高水平 在学校的支持下，实验中心制定了队伍建设规划，采取引进和培养相结合，老教师的传、帮、带以及竞争上岗等有效措施，使一大批高学历的青年教师以极强的事业心和责任感投入了实验教学中去，使实验教学水平明显提高。3加强实验师资队伍建设，保证实验教学的高水平 许多博士生导师和教授，都亲自指导实验教学，有的还把自己的科研成果转化和改造成本科生的实验教学内容，并以自己的科研经历，从查阅文献、项目申请、探索性实验（失败的和成功的）以及最后完成并

9、获奖的全过程讲给学生听，使学在实验过程中感受科学研究的艰辛和乐趣，使学生体会到，任何一项创新，都要有一定的理论基础和最基本的实验技术作为保证，任何一项科研成果的获得，都是探索与创新的结合。 许多博士生导师和教授，都亲自指导实验 中心近年来，引进7位具有博士学位的青年教师，有的还是实验中心的专职教师。在学校重视实验教学的良好政策氛围下，他们积极投入实验教学改革，积极性和创造性得到充分发挥，他们的业绩也得到广大师生、学院乃至学校的认可。 中心近年来，引进7位具有博士学位的青年教师，4保持自身特色，提高辐射作用 （1） 以培养具有创新精神和较强实践能力为宗 旨，构造了“两阶段、三层次、多模块”的实验

10、教学新模式，具有教学理念先进、理工结合的鲜明特色，可操作性强，教学效果突出（获4项国家级、8项省部级教学成果奖）。4保持自身特色，提高辐射作用 （1） 以培养具有创新精（2）自主开发的实验教学设备居国内先进水平，已推广到122所高等学校，这些设备具有结构紧凑、造型新颖、功能齐备，操作性能稳定，控制技术先进等特点，尤其适合于学生自实践。 （2）自主开发的实验教学设备居国内先进水平，已推广到122所（3）坚持基础实践教育与工程教育紧密结合的理念，开发的新实验具有很强的工程实践背景，体现了实验教学与科研的有机结合及学以致用的教育观念。 （3）坚持基础实践教育与工程教育紧密结合的理念，开发的新实验 天

11、津大学工科化学实验教学中心经过几年的建设，取得了一定的成绩，但我们也看到与其他兄弟院校的差距，通过这次研修班，大家共商建设大计，相互学习，共同提高，使中国高等学校的实验教学水平更上一层楼，使实验教学在高层次人才培养中发挥更大作用。 天津大学工科化学实验教学中心经过几年的建设，二如何提高实验教学质量 高教司2004年25号文件指出：“高等学校应着眼于国家发展和人的全面发展需要，坚持知识、能力、素质协调发展，注意能力培养，着力培养大学生的学习能力、实践能力和创新能力，要坚持社会需求为导向，深化教学改革，构建主动适应经济社会发展需要的人才培养模式。”理论课教学要坚持这个指导思想，实验教学更应坚持这个

12、指导思想。 二如何提高实验教学质量 高教司2004年2 大学时代，是人的精力最充沛，记忆力最强，思维最活跃，学习时间最集中的黄金时期，提高大学的教学质量可以达到事半功倍的效果，各层次的高等院校都必须主动适应全球化的国家发展战略，同时也要和学校的定位和办学目标相适应。必须充分意识到一流的本科教育是一流大学的建设战略选择，而在本科教育中，课程实验，教学实习，科研训练以及社会实践是不可替代的重要一环。特别是课程实验，在人才培养有更重要的意义。 大学时代1必须重视实验教学 现在大多数的学校都已成立了实验中心，而且实验课列为单列课。不再隶属于理论课了。但这并不代表大家都重视实验了。我国已故著名化学家戴安

13、邦院士曾说过：“化学是一门以实验为基础的科学，怎么强调加强实验都不会过分。” 1必须重视实验教学 现在大多数的学校都已成立 除了国家和学校要对实验教学在政策和资金投入等方面给予支持外，作为教师，必须重视实验教学，必须充分意识到这一教学环节对学生的综合素质的培养的重要作用，从而投入更大的热情和更多的精力。 除了国家和学校要对实验教学在政策和资金投入等 我们的经验表明，只有教师重视了，学生才能重视起来。教师指导实验，和学生“零距离”接触，教师的言传身教作用更为显著，更能体现以情传教，以智传教，师生互动。古人云“知之者不如好知者，好知者不如乐知者”，如果我们重视实验教学，学生也在实验教学中获取更大的

14、知识、技能和创新意识，才能形成学生爱做实验和争做实验的局面。 我们的经验表明，只有教师重视了，学生才能重视 我们必须看到，各个学校的化学专业录取的平均分数线普遍偏低，而且有相当一部分是调剂生，而毕业后从事化学方面工作的比例也较低（天津大学最近五年平均28左右），这要求我们既要保证“有教无类”，又要“因材施教”，在保证基础实验高水平开出之外，针对那些对化学感兴趣，成绩优秀的学生开出多种设计型、研究型实验，出现了学生踊跃报名的局面。 我们必须看到，各个学校的化学专业录取的平均分 在实验过程中，学生既体会到教师勇于进取、善于创新的精神，又在师生互动中实现实验方法的革新，实验流程的新颖设计和新产品的获

15、得，学生有了自豪感，加强了自信，就会不知不觉在学生中播下创造的种子，这种收获，不论他将来从事何职业，都将终身受益。对于验证性的基础实验，也应达到强化印象，加强理解的同时，在实验过程中培养学生的实事求是、严谨认真和团结互助的精神，这对大学生的素质提高也至关重要。 在实验过程中，学生既体会到教师勇于进取、善2传统的实验教学模式必须突破 以往的实验教学模式基本上是“课前预习课上实验完成报告教师批阅”的过程，其本质还是应试教育，这与今天的以人为本，以知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理论不相适应。 2传统的实验教学模式必须突破 以往的实验教学 这就要求我们必须重新规划课程安排，细化课程要求，引

16、进先进教材，传授实验中新知识、新技术，强化科学、全面的考核标准。实验室应给学生营造一种主动地、探索性的实验环境，改变照方抓药、按图索骥、完成实验了事的旧模式。 这就要求我们必须重新规划课程安排，细化课程要 通过精心安排的有系统、有计划的实验教学，达到由知识到技能，再由技能到素质的不断由量变到质变的转变。在实验教学中，同样必须遵循学生为主体、教师为主导的原则。实验是学生的自实践过程，要引导学生发现问题、解决问题，把对问题的认识逐渐引向更高层次。 通过精心安排的有系统、有计划的实验教学，达到 对某一实验，在明白其实验原理的基础上，可以引导学生思考：这种仪器还有什么用途？这类数据的测定还有几种方法？

17、分别可能用到哪些仪器？做到举一反三，激发学生探索知识的浓厚兴趣和学习热情。 对某一实验，在明白其实验原理的基础上，可以引 如物理化学的气液平衡数据测定，在实验过程中，除了介绍各种类型的平衡釜以及高压相平衡和含超临界流体系统的相平衡测定方法外，我们还引导学生这些思考：现在用衡压法测定二元气液平衡相图，如果恒温下测气液平衡相图应如何操作？除用折光率测组成外，还有哪些方法？这些方法受到哪些限制？一个完整的x-p-T三维图应该是什么样子？工业上如何实现精馏分离？ 如物理化学的气液平衡数据测定，在实验过程中， 在讨论的基础上，我们把学生带到透明的精馏塔模型前，亲自观察一下进料、出料和塔内流体的走向。这样

18、一个完整的实践教学，学生充分体会到所学知识的应用和它的延伸及深化。 在讨论的基础上，我们把学生带到透明的精馏塔模 过去的实验，经常是大家做同一实验，用同一方法。现在我们设计不同路线，对结果进行比较。如乙酸正丁酯的合成，有的采用硫酸作催化剂，有的采用固体酸作催化剂，在对工艺比较过程中，学生得出：固体酸作催化剂工艺简单，不像硫酸作催化剂会造成设备腐蚀和后处理困难；但固体酸作催化剂是非均相反应，反应时间相对较长，而且它的活性也会逐渐降低。虽然它是一个绿色的工艺，但还有许多问题有待化学工作者去攻克，才能使之真正工业化。 过去的实验，经常是大家做同一实验，用同一方 再例如，无机离子的分析，由于我们把无机

19、化学和分析化学合并，我们就安排学生对同一离子分别采用化学滴定法和离子选择性电极分析法。通过对比，同学们知道了离子选择电极方法更快更省，对于单一电解质优越性特别突出，但对于实际，存在许多干扰离子的场合，问题将变得困难。 再例如，无机离子的分析，由于我们把无机化学和 让学生明白，研究出高灵敏、宽浓度范围、抗干扰能力强的离子选择电极，仍是分析学家们的任务。这样的例子还有许多。总之，实验教学模式的改变，破除了为实验而实验的现象。 让学生明白，研究出高灵敏、宽浓度范围、抗干扰 另外实验教学也应破除课堂教学的唯一模式，充分利用多种形式。目前，实验教学同时受到学时、实验室面积、设备条件及经费等多种因素的制约。但是有限的教学条件可以通过统筹安排、资源重组、加大开放力度等措施来增效。 另外实验教学也应破除课堂教学的唯一模式，充分 上面的课堂教学内容的扩充或深化，甚至也可以引入第二课堂或课外活动。同时减少一些单纯验证性实验，适当增加综合实验和设计性实验。我们把无机化学的20多个单纯验证性实验改为课堂演示，腾出时间安排更高层次实验，收到了良好的效果，实现了由追求实验个数到提高实验水平的转变。 上面的课堂教学内容的扩充或深化，甚至也可以引3科学的实验