新加坡国立大学排名哈尔滨工业大学实验室规划

2020年11月24日发(作者：戈中颜)

哈尔滨工业大学

化学实验中心五年建设规划

负责人：韩喜江

李

欣

2004

年

6

月

26

日

化学实验中心五年建设规划

（

2004

年制定）

< br>化学实验中心于

1996

年在原普通化学、无机化学、分析化学、有机化学 、物

理化学和化工原理六个实验室的基础上建成。

2001

年将高分子材料等

4

个专业实

验室并入。中心建制相对 独立，实行校、院二级管理。是世界银行贷款“高等教

育发展”项目在哈尔滨工业大学重 点建设的四个实验中心之一，共投入资金

55

万

美元。< /p>

1999

年首批通过黑龙江省教委“双基实验教学评估”

，

2002

年末又顺利通

过了省教委“双基”实验室复评。在世界银 行贷款“高等教育发展”项目建设的

带动下，学校对化学实验中心先后进行了三次比较大 的资金注入：

2000

年世界银

行贷款配套费

< p>308

万元

、

2002

年二校区实验中心专向 建设费

227

万元

、

2004

年化

学实验中心仪器设备费

180

万元

。使化 学实验中心的实验教学质量、师资队伍建

设及环境配套设施等发生了较大的变化。

化学实验中心自成立以来教职员工由原来的

9

人，发展到目前的

18

人（博士

5

人，在 读博士

3

人，硕士

6

人）的规模，其中正高职

4

人（博导

2

人）

，副高级

< p>
职工

8

人，中级职称

4

人，其他

2

人，使师资队伍的梯队建设更趋合理。现面向

全校进行开放 式实验教学，周开放学时达

480

学时（中心现有

14

< p>个大实验室，平

均每个实验室每天开放

6

小时）

，为全校本科生开设工科大学化学实验、现代基础

化学实验、物理化学实验、 有机化学实验、仪器分析

6

门实验课，为化学系学生

开设 一门综合化工实验课；并为全校研究生开设“现代分析技术和综合实验专题”

等实验课程 ，年实验教学工作量

1998

年时只有

7

万人时， 目前近

20

万人时，年

实验人学时增加了近

3

倍；实验室总面积建设前仅为

1125m

2

，现已达到

3098m

2

（一区

1125m

2

，二区

975m< /p>

2

）

；实验中心

800

< p>元以上仪器设备已达

812

台套，其中

世行贷款购置 仪器

176

台套，

世行配套费购置仪器

83

台套；

固定资产总额为

1522

万元，是建设前 的

10

倍，其中世行贷款及配套费占

782

万元。 世行贷款购置仪器

设备的利用率接近

95%

。每年组织全 校学生进行一次化学实验竞赛，这对学生学

习工科大学化学课程有很大的促进作用。

利用世行贷款及配套费购置的仪器设备

新开实验

43

个（包括新开的

9

个演示实验）

，改进实验

40

个，总计为：

83

个实验

项目。

1.

建设方案

化 学实验教学建设方案：以学生为中心，以教师为主导，以培养创新型人才

为目标；以实验 教学观念的转变为先导，以化学实验课程体系改革为主线，以现

代化实验条件和教学手段 的建设为基础，结合国防和航天特色，探索化学实验教

学在培养人才创新能力、实践能力 和开拓意识等方面的作用，全面推进素质教育。

化学已经渗透到各个学 科领域，为航天等其他学科和新技术成就的发展提供

1

必要的物质条件，而化学实验教学是整个化学教学的重要组成部分，是化学教学

的核心任务之一，提高学生的综合素质，尤其是创新能力的培养是化学实验的主

要教学目标。面对新知识、新技术的不断涌现，化学实验教学必须从培养学生获

取知识 能力出发，根据认知规律，加强基础理论的学习，重视素质和技能的培养，

拓宽多学科知 识领域，形成一个科学的、优化的实验课程体系和合理的知识结构。

中 心结合学校

“创建世界一流高水平大学”的建设目标，对

化学实验教学内

容和体系进行改革。大学化学与大学物理的联合改革，将中心的实验课程划分为

< br>两大部分、三个层次，有针对性地选择了一些与工程项目相结合的综合实验和设

计 实验，加大高新科技成果转化为实验内容的力度，使学生在实验中接触到前沿

学科知识。 同时，以绿色化学实验的概念和微型化学实验技术，以及计算机辅助

实验教学为切入点， 提倡开设串联实验，为化学实验教学提供可持续的发展空间。

引入现代化学实验教学手段 ，尝试双语实验教学，鼓励教学水平高、能力强的教

授指导本科生实验教学，实行开放式 实验教学管理，通过学科知识竞赛，培养学

生的积极进取精神和创新能力，为创新型人才 的培养创造良好的实验氛围。实验

教学建设方案紧紧围绕

21

< p>世纪教学改革，可归纳为以下几点：

a

．加强基础 训练，提高教育质量。面向全校

1

、

2

年级的工科 大学化学实验，

及面向部分院系的化学实验是化学学科基本实验知识及实验技能培养的入 门课

程，是培养学生各种基本实验操作能力的重要实验环节之一。但实验课不是对理

论教学内容的简单验证，其与理论教学相辅相成、互为补充自成体系的实验过程。

< p>
通过将基础理论知识贯穿于各个实验内容之中，使大学化学实验完成对学生的基

本理论、基本知识、基本技能的训练。同时，在实验内容的选择上加强了对近代

化学 基础理论的介绍，加强了近代大型仪器设备的使用，包括计算机能力的训练，

加强对操作 技巧、观察能力、科学研究能力等的培养。

b

．适应学 科发展动向，建设体现近代化学特点的实验室。近代化学发展的特

点是化学的各学科（无 机、有机、物化、分析等）在继续发展的同时逐步趋向综

合，使学科的界限逐渐淡化，互 相融合。而化学研究成果与各种科学技术的广泛

渗透直接促进了新兴和交叉学科的产生与 发展。化学实验中心作为面向全校提供

化学基础实验的场所，根据各学科发展的需要，在 实验教学中引入了不同的实验

内容，将先进的科研成果引入学生实验。建成了热分析、结 构分析、化学分析等

近代大型仪器实验室，学生做出的实验样品可直接在各种仪器上进行 分析测试，

对学生的实验样品给出准确地分析结果，用以评价实验的优劣，这不仅可以有 效

的评价学生的实验结果，同时可以加强学生实验技能、科学素养及认真的实验态

度的培养，也使实验成绩更能准确地反映出学生真实的操作能力。对操作能力较

差的学生进行单独的操作训练。

c

．跟踪前沿 科学，不断更新实验内容。化学领域中新理论、新技术和新的分

2

析手段不断涌现并迅速进入实际应用，这就要求学生了解最 新的科技知识和较强

的学习能力。随着学科的发展，科技的进步需要不断的删减那些纯验 证性的和陈

旧简陋的实验内容，改进和增强与工程实际密切联系的实验，注重工程意识的 培

养；增加一些体现化学领域的新进展和与其它学科，如航天、材料等相关性较强

的实验内容，将一些先进的科研成果及时的引入实验教学，保持实验教学的先进

性。

将人们最关心的航天、材料、生命、环境、能源等领域的 化学新进展引入实

验，使学生在掌握基础理论与实践的同时，了解化学对社会发展的作用 以及与本

学科的关系，这不仅提高了学生主动学习的积极性，同时也提高了学生如何使用

新学理论解决实际问题的能力。

d

< p>．组织新的教学体系，更新教学思想。目前国内外教学改革无一例外的将基

础实验教 学从基础课教学中独立出来，并将其系统化。化学实验课决不是单纯验

证书本理论的简单 过程，而是培养学生各种能力的必要手段。这些能力包括有关

知识、操作技能和使用现代 化仪器设备的能力、观察能力、科学研究与创新能力、

独立处理突发事件的能力等。

e

．更新教学手段，建设第二课堂。实验课程按深浅程度可 以分为基础知识实

验、综合性实验、设计研究型实验三部分，在教学方法上分别对待。在 全面开放

式教学的前提下，完善“设计实验”

，提高“研究型创新型实验 ”的建设。提出必

修实验与创新实验相结合的教学方法，满足不同层次学生的需求，为学 生自我深

造提供条件。

创新实验还为业余时间 有志对化学实验作较深层次研究的同学提供“第二课

堂”

，学生可以根据 与本学科的联系程度来选择实验内容，或自己提出实验课题。

在实验室面积允许的前提下 ，中心将建立结构合理、受益面大的本科生科技创新

实验室。实验室在实验时间、实验内 容、仪器设备等方面全方位开放，实验步骤

以学生自我设计为主，在教师的指导下独立完 成实验。这些实验可以是科技小制

作，甚至是小型科学研究。倡导学生利用所学的专业及 计算机知识对现有实验仪

器进行改进，如《物理化学实验》中的二元体系的“铅锡相图”

、反应速率测定的

“乙酸乙酯皂化”二个实验都是学生创新实验研究出来 的实验仪器，现在已经应

用到《物理化学实验》的教学之中。

2.

实验课程改革体系

为了能 更好地适应国防工业建设的需求和

21

世纪的化学创新人才培养，化学

< p>
实验中心将实验教学分成两个部分、三个层次：第一部分是面向全校一、二年级

本科生的工科大学化学实验；第二部分是面向应用化学系的化学实验，分为基本

型实 验、提高型实验、研究创新型实验三个层次。

第一部分

工科大学化学实验

工科大学化学实验课是配合面向全校 非化学专业本科生的工科大学化学理论

3

< br>课开设的基础实验课，分

30

学时和

18

学 时两种类型，共开出

18

个实验（每个实

验

3

学时）

，

30

学时实验的学生从中选做

10

个实验（多选不限）

，

18

学时的学 生

从中选做

6

个实验（多选不限）

。年实 验人时数达

9.75

万，覆盖全校近

30

个专业。

高峰时选做该实验课的学生曾达到

4500

名。该实验课 实现了实验空间、实验时间

和实验内容全方位的开放。建成了化学实验中心局域网和实验 预约网络管理系统，

学生可以通过校园网访问化学实验中心的网页，

进入

“

实验预约网络管理系统

”

浏览

< br>实验内容、预约实验时间，并利用留言系统与教师对话，进行网上答疑，这种教

学 体系的改革，提高了学生对化学实验的兴趣，保证了实验教学效果。

对 实验内容也进行了大幅度的改革，改革后综合性实验和设计性实验占到

57%

< p>。

还将本系教师最新的科研成果引入工科大学化学实验，

如金属表面渗稀土< /p>

（该

科研成果曾获得国家发明二等奖）

，纳米材料制备（氢 氧化镍纳米材料、钛酸钡纳

米材料）等具有科学前沿性实验内容。上述实验教学改革成果 在

1999

年获得了黑

龙江省高等学校教学成果一等奖， 纳米材料制备实验还被其他学校的实验教材所

采用

。

< /p>

另外化学实验中心还为工科大学化学的理论课开出了

17

个 演示实验。演示实

验的开设增加了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性，同时还起 到了帮助

学生理解相关理论内容的作用，受到学生高度评价。

第二部分

化学实验

< br>化学实验教学以哈工大应用化学系各专业学生为主，同时也面向材料学院、

市政环 境工程学院、实验学院、生命科学系的本科生。化学实验教学在实施过程

中分为三个层次 。

第一层次

基本型实验

设立了现代化学基础实验、有机化学实验、 物理化学实验、现代仪器分析实

验、综合化工实验

5

门实 验课，总实验学时为

365

学时，每门课的实验学时数不

超过

100

学时，保证每门实验课都能在

1

个学期 内完成，便于实验教学管理。这

一层次的实验大多是基本实验，只有部分提高实验。课程 体系的建立，在体现工

科特色的同时，加强理工结合，增加理科实验内容的比重，如在物 理化学实验中

新引入了测定分子极性和配合物中心离子外层电子结构的

2

个理科特点比较突出

的实验。增加了综合性设计性实验比例，使学生独立 操作和综合能力有较大提高。

在教学手段上亦做了一定的改革，引入了双语实验教学，设 置串联实验，开设微

量、半微量及减量化学实验。

现代仪器分析实验的内容主要结合世行贷款购置的大型仪器开设了

15

个实< /p>

验，通过本课程的学习，使学生了解气

-

质联用仪、

DSC

示差扫描量热仪、快速比

表面测定仪等十几种大型先进仪 器设备的使用，掌握这些仪器设备的操作方法及

应用领域，为培养适应

2 1

世纪科技发展的高技能人才打下坚实的基础。为了提高

学生的操作能力 ，该实验课采取分组实验，即将每个班级的学生分成

5-6

个小组，

4

实验时可以保证

2-3

人使用一台大型仪器。

这种实验教学方式，

虽然使教师的工作

< p>
量增大了

5-6

倍，

但学生独立的操作机会增多，< /p>

实验教学效果和教学质量明显提高。

为了提高仪器设备的利用率，发挥化学 实验中心面向全校的辐射作用，我们还打

破了专业的限制，面向全校开设大型仪器的选修 课，如能源学院、市政学院、材

料学院的本科生，甚至研究生亦可以选修《现代仪器分析 实验课》

，使大型仪器设

备的利用率和学生的受益面大大提高。

物理化学实验实现了一人一组，这在全国的工科院校是首次尝试。因物理化

学实验所用的仪器设备不仅价格较高、种类繁多，而且实验准备比较繁琐、工作

量大，故目前各校均为两人一组进行实验。实行这种一人一组的实验教学方式对

于提高学生的动手能力、培养学生独立解决问题的能力等显然是十分有利的。

第二层次

提高型实验

通过基本实验的训练，学生已掌握了基本的实验操作方法，学会使用仪器及

准确 获取实验数据，尤其是对实验数据的处理及实验结果的表达已有了正确的认

识。在此基础 上对应用化学系大三学生开设提高型实验，这一层次的实验包括高

分子物理实验、高分子 化学实验、高分子材料专业实验、电化学综合实验、电化

学工程实验、物质结构分析实验 、应用化学综合实验

7

门实验课，包含

62

个实验

项目，应用化学系的

4

个专业（材料化学专业是新专业， 目前还未开设此层次的

实验）每个专业的提高型实验学时为

100

学时，总学时为

300

学时，分别做不同

的实验 项目，在这一部分内容中除提高型实验外也包括少量的基本型实验内容，

以保证实验由易 到难，循序渐进。

第三层次

研究创新型实验

本层次的实验面向热爱化学、研究能力 强、成绩较好的本科生。每年共开设

30

个左右的实验，供学生选择。每 个研究项目组由

1

名教师指导

2-4

名学生共同< /p>

完成，每个实验项目学时在

150

学时左右。学生亦可自拟 题目，再经过指导教师

审核，并在允许的情况下进行实验研究。

研究创新实验的开设目的在于培养学生文献获取能力、独立思维能力、独立

解决问题的能力和积极探索创新的能力。经过设计创新实验课的摸索总结，将好

的研 究项目，申报校本科生科技创新课题做进一步的研究。

3.

教学手段与教学方法

（< /p>

1

）更新实验教学理念，采取三层次实验梯度教学体系，适应不同教学要求。

基本实验、提高型实验和研究创新型实验在三个层次上形成梯度，要求逐步< /p>

提高，以培养学生自主学习的能力，最后达到自我训练目的。新的教学理念重在

< p>
引导学生综合应用所学的知识，进行实验研究工作的训练，促进素质教育和能力

培养。

鼓励教师将高水平的科研成果，引入实验教学。近年已引入 金属表面渗稀土

5

（该科研成果曾 获得国家发明二等奖）

、氢氧化镍纳米材料的制备、钛酸钡纳米陶

瓷的制 备等前沿性的实验。不但调动了学生的学习热情，而且培养了学生热爱化

学的专业思想。

（

2

）改进实验技术手段

各门实验课中，既有基本型实验，也有提高型实验。如在有机实验课中相应

地 开设了一些串联实验，并将其实验产品直接运用气

-

质联用仪、高效液相色谱、< /p>

红外光谱及紫外光谱等大型仪器进行结构表征，通过表征使学生了解其实验结果

< p>
的优劣，提高学生的实验兴趣。实验内容以基础训练为主，但又向提高阶段训练

引导。通过建设绿色化实验室、开设串联实验、微型实验提高学生的环保意识。

（

3

）开放实验室，实现网络管理

从

1990

年开始，

工科大学化学实验进行了 开放式教学，

2000

年又实施了网络

化管理，学生可以 在网上选择实验内容和实验时间。为了开放实验教学，化学实

验中心建设了实验中心网站 和网上辅助教学系统，开发了实验预习管理软件，学

生通过网上预习实验内容和基本操作 ，检测题回答合格后可直接进入实验室做实

验。实现了从选课

—

预习

—

自测

—

成绩登录的网络化管理，有效 的保证了实验室

和实验内容的全面开放效果。

（

4

）引入计算机辅助教学手段

在实验教学中使用了多种

CAI

课件，并实现了视、听结合，图 文并茂，把实

验教学内容生动、形象、逼真地展现在学生面前。

CAI< /p>

实验课件教学，既大大提

高了实验课的效率，减少了实验过程中的错误操作 和实验材料的消耗，又提高了

实验的成功率，调动了学生的学习兴趣。

（

5

）远程实验教学

< br>化学实验中心建设了实验中心网站和网上辅助教学系统。其基本内容为：化

学实验 中心的介绍，近年来的教研成果和教学改革概况。在实验课的网页上设有

全部实验课程介 绍，

实验教学大纲，

实验基本操作技术录像

（动画）

，

留言系统

（即

答疑系统）等栏目。

实验考核

:

实验中心经过近

10

年的探索，摸索出一套切实可行的实验考核方法。并在校

内

20

个专业的

29

个班级 中应用，取得了良好的教学效果。为全面反映学生的学

习情况和实验技能，各门化学实验 考核分为平时考核、期末考核（部分实验又分

为书面考核和操作技能考核）

，综合评定学生成绩。整个实验由学生独立完成，指

导教师只在关键性问题进行提示， 充分发挥学生主观能动性，培养学生独立解决

问题和动手能力。在实验过程中允许学生失 败，鼓励学生分析失败的原因，总结

经验。

平 时考核：平时实验考核成绩占本门实验课总成绩的

60%

（实验的预习成绩

6