高校化学实验室精细化管理的实践与探讨

高校化学实验室是具有一定规模和实验条件, 对学生有组织地、系统地开展实验教学的基地, 是培养学生的动手能力、综合能力和创新能力的重要场所, 为巩固、提高学生的相关基础或专业理论知识的认识能力, 启迪学生创新思维和实事求是的精神有不可替代的作用。对于实验室的管理, 以前人们讨论过许多, 也有较成熟的规章制度可参照执行, 然而关于实验室的精细化管理还是一个潜能巨大且关注较少的全新课题。虽然目前有部分老师在实验室的工作中已进行着尝试, 但仍停留在精细化管理的初级阶段, 尚未升至系统化、理论化, 距离现代高校高质量教学要求, 特别是全面的精细化管理实验室方面还有一定差距, 还需进行不断的实践和深入的探讨。

“精细化”作为现代企业的一种管理理念, 最早是日本在20世纪50年代提出的。“精细化”它以避免浪费为着眼点, 设法在一项工作的全过程中努力建立这样一种管理:消灭不能给产品或服务的最终用户带来好处的所有活动;同时, 要持续不断地寻找并贯彻改进的方法。我们将这一理念引入到学校的化学实验室管理, 并在实践工作中不断地总结和完善, 收效良好。

在科技发展社会进步的今天, 人们愈加重视自身赖以生存的地球环境保护问题;不少主流媒体就曾有过某些高校的实验室由于疏忽管理, 给国家、社会和人民带来无法弥补的损失的报道, 这些从不同侧面说明高校化学实验室精细化管理的必要性。我们要从思想上认识化学实验室工作的重要, 认识到通过我们的精细化管理, 可以在保证完成实验教学的前提下, 最大限度的节约资源, 减少有毒有害物质的排放, 这也是和谐环保型社会对高校化学实验室提出的基本要求。我们在四个方面就化学实验室精细化管理进行了一些有益尝试, 并积累了一定的实践经验, 下面结合自身的工作阐述我们的一些做法:

1 实验室药品库的精细化管理

化学试剂是以探测和验证物质的组成、性质及变化的一类化学物质。被认为是“科学的眼睛”“质量的标尺”。这些试剂或药品的选购、储藏、管理直接关系到学校科研和教学的质量, 是一项复杂而重要的技术工作。

化学药品库存放着上千种试剂及药品, 管理人员必须具备管理这些化学药品相关的专业知识以及强烈的责任心, 不但保证它存放安全, 还应当做到存放有数。要将库中的药品柜整齐排列、分别编号, 每一柜中又分别将药品按其种类、性质、购置时间先后摆放、造册。一学年分两个学期, 要在学期结束时, 对该期药品库的库存进行认真清点, 并将清点结果记录, 做好电子文档的备份, 对下期开学购置新药品提供可靠的缺货信息。这样做不但可以减少因库存时间过长, 部分药品失效而造成的浪费, 还能缓解实验经费的紧张, 使有限资金用在实验室建设更需要的地方。

药品库的整理相当繁重辛苦, 工作量很大, 但如果实行了精细化管理, 就为化学药品的存放和使用提供极大的方便, 同时也节约了开支。需用什么药品在电脑上一查就知库中有无, 存量是多少;所需药品存放在第几柜第几层, 开了库门就能很快取出, 减少了因管理人员在药品库取药逗留的时间过长所受到的伤害。

药品管理员负有审核化学药品采购计划的职责, 确保药品不重复购入。每学期新购置的药品要及时清点、建帐、入库。药品库由两名实验人员负责库房钥匙, 保证药品的安全进出。出库药品按准备实验课教师的名册领用, 任课教师搞科研需药品, 也要造册领用, 用后剩余药品及时归库。已使用完的化学药品及时消帐, 保证药品的安全使用。这种“精细化”管理化学药品库的模式在实践中将不断完善, 也愈来愈显示出其优势所在。

2 实验教学中药品用量的精细化管理

按照教育部教学大纲要求, 我所在的环境工程系各专业基础化学平均实验时数占教学总时数的百分之二十以上, 化学实验室每学年利用率达25000人时数以上。在实验教学中要用到许多微毒、中毒、高毒甚至剧毒的化学试剂或药品。在保证实验教学质量的前提下, 实行实验教学中药品用量的精细化管理, 可以将有害药剂使用量降低到最小。我们的做法是:实验前, 实验教师先在认真备课的基础上, 将每次实验所用药品或试剂列出清单, 算出每一种药品在该实验中的总用量:按参加实验的人数或组数x (用量/每一实验中) x实验次数 (试管类小实验为2) 、 (分析滴定实验为1.5) 、 (制备类大实验为1.2) , 精算出来, 同时考虑分装到合适的试剂瓶, 学生能够取用到的最小体积这个因素, 然后进行称量配制。通过多次实践证明:这样做既能保证实验准确完成所需药品的最小用量, 不会因配置过多造成药品浪费, 又把由于实验造成的水污染和大气污染降到了最低。例如:05级A班和05级B班共有学生95人, 做无机化学配位化合物实验, 要用0.1mol/L硝酸银溶液共计95*10d*0.05ml/d*2=95ml, 考虑到用最小的试剂瓶30ml, 滴管能够吸起的液体体积应在15ml左右, 又分在16个实验台上, 所以配制灌装最少溶液的体积v=15*16=240ml, 近似250 ml。故需称得硝酸银0.1mol/L*0.25L*171.8克/mol=4.295克。实验前认真核算的目的不仅是因为这种药品较贵, 配置过多的该溶液不能长期存放, 更重要的是实验后带来的污染严重, 反应后的废液需要处理才能排放。另外每次实验前, 实验教师都会向学生反复强调:在保证实验成功的前提下, 采用最小剂量的药品、试剂操作, 这样做既减小了对每个参加实验学生的危害, 同时减少了对环境的污染。通过多次反复的训练, 本系的学生在实验中逐渐地养成了从我作起保护环境的习惯。这种借助职业化的训练既改变了学生的行为, 也实现了通过调整行为来达到逐步调整思维——“精细化”教育的目的。

对于有挥发性同时有毒的药品和试剂均在实验的前一天下午分装。一次实验做完后, 将剩余在小试剂瓶中有挥发性、有毒有害的药品或试剂进行回收, 归在棕色有磨口的大试剂瓶或原装的旧试剂瓶中, 盖好双层盖子, 有些需要胶带或腊封口, 贴好标签放回实验准备室的专用药柜, 下次实验需要时再拿出使用, 如:饱和B r2溶液、5%Ag NO3的乙醇、N a I的丙酮、卢卡斯试剂等。精算节约了药品、试剂, 又减少了因挥发造成的损失和污染, 保证了实验室的空气质量和参加实验师生的身体健康。

实验完成后, 实验教师要认真填写实验项目表, 其中包括参加实验的班级和人数, 实验目的和要求, 实验用主要仪器和药品的品名及用量, 以此估算出每次实验的成本, 作为今后再次实验的参考。

3 实验室志愿者的精细化理念教育及管理

现在很多用人单位对于刚走出校门的大学生普遍感到动手能力差, 不能马上适应工作岗位而不乐于接受。从04年起, 我们抓住学校实践教学这一薄弱环节, 利用每周实验室的空隙时间, 向全体学生开放, 对于品德、行为良好, 勤奋学习, 勇于实践的学生增加开放的时间和次数, 学生们可以根据自己的情况选择来实验室工作的时间 (每周有三个下午任学生们自选) 。这些学生一般都从入学的第一学期进入实验室, 熟悉实验室的环境, 根据每学期实验室工作安排, 参与实验教学的准备工作。从玻璃仪器的洗涤、玻璃细工的制作到药品的领用, 从粗算一个化学实验中各种药品的总用量到配置不同溶液时所需药品的精确计算, 从一般仪器的安装、分析天平的调试到实验室各种仪器使用和预实验的试做, 最后达到基本能够独立完成基础课一个学生实验的完整准备。这个过程约需一年半左右时间的实验室实践, 这时学生对化学实验室已经有了一个整体的了解, 由原来的缩手缩脚到胆大心细, 由粗略配制溶液到准确无误的滴定操作, 动手能力显著提高, 同时也解决了实验室人手不够用的困难, 为实验室精细化管理工作做出了贡献。许多学生认为自己在该项活动中能够得到充分锻炼, 有利于自身能力的提高, 因而积极自愿地前来报名参加轮训, 加入到实验室志愿者的行列中。同时实验室吸引了众多志愿者也说明实验室的条件好, 实力强, 学术氛围浓, 以及实验室的老师有亲和力, 不仅有利于扩大该实验室的影响力, 也促进了高校内不同院系实验室的交流学习。实验教师还可以经常利用和同学们一起工作的时间, 将环境保护的理念贯穿到实践教学中去, 以自己严谨认真的工作态度影响教育学生。本人常常和学生们讲:做分析化学实验, 配置溶液若差之毫厘, 分析结果将谬之千里。例如:一次准备实验, 两个学生试做铅铋合金的连续滴定, 已经重复做了三次均未成功, 他们找到我希望能帮助查找为什么做不成。我首先肯定他们一丝不苟地科学态度, 又和他们一起分析实验失败的原因, 从头一步步做下来:仪器重新刷, 试剂重新配, 一点点查找, 终于发现他们所配指示剂的PH范围不准, 经酸度调试, 再操作, 实验终于成功。实验结束后学生在实验记录上写到:老师辅导耐心, 并亲自帮助学生分析失败的原因, 找出错误从而得到正确结果, 提高了学生的动手能力, 培养了严谨认真的科学态度, 收获甚多。

复杂的实验总是由许多步骤组成, 其中任何一步出了问题往往会导致整个实验的失败。因此要保证实验顺利成功就必须要求每一步骤都做的高度可靠。在实验研究方面, 衡量水平的高低, 其中一个重要方面就是看操作、观察、测试、处理等环节是不是精益求精。

以“精细化”的理念影响和贯彻实验教学, 培养学生养成良好的实验习惯这是我们开展实验室志愿者活动的目的所在。特别是对大一新生, 对一切充满好奇, 思想活跃, 专业知识不多但也没有陈规的束缚, 有时候稀奇古怪的思想恰好是问题的突破点。实验室的经历有利于增加他们对科学、研究的了解和兴趣, 有利于实验室学术气氛的活跃, 新思想的交流。通过近距离观察了解, 有的放矢地发现人才, 将思想活跃, 动手能力强, 勤奋刻苦, 人际关系好的志愿者给予重要的工作岗位锻炼。一年半实验室工作完成后, 许多实验室志愿者在自主动手能力、思维策化能力、吃苦耐劳团结协作能力、工作总结的能力等诸方面都有了很大提高, 实验室教师将结合学生综合素质拓展情况给每个志愿者写一份鉴定材料, 介绍此人曾在实验室工作的经历和评语。这将为学生毕业后谋取职业时提供有利的帮助。

4 实验室安全的精细化管理

化学实验室安全的精细化管理包含两方面的意义:一是师生的人身安全, 二是国家财产的安全。为此我们制定了实验室安全管理实施细则, 使得实验室工作更加有序规范。

保证师生在化学实验室学习工作安全责任重大。每年新生入校第一次进入实验室都是从最基础的安全教育开始。每次实验课前, 对实验中易出现的安全问题老师都要提出明确要求。为把安全管理落到实处, 我们还挖掘学生中的资源, 在实验室志愿者中先期进行安全教育, 当这些志愿者参与化学实验时就是一名很好的安全宣传员和监督员, 这样以点带面就可以将安全实验的理念落实在实验的每一个环节中。例如:一次实训实验, 要将酚酞溶解在乙醇中作指示剂用, 由于天冷溶解速度慢, 有的同学就提出放在酒精灯上加热可加速溶解, 这时学生志愿者马上站出来坚决制止, 并明确指出只能用水浴法而不能用明火直接加热。这看似很简单的问题, 如果一时疏忽, 就会给国家财产和师生人身安全造成无法挽回的损失。

为了加强化学实验室安全知识的教育普及我们还组织了一些活动, 例如:利用志愿者参加实践活动时间, 将药品库药品登记练习册让同学们分部分查找, 看有那些不符合化学试剂安全储存的规定, 找出正确的存储方法。 (因为化学试剂在使用前一般都要在库房中储存, 且储存时间比使用时间长的多, 所以认识化学试剂的安全储存具有非常重要的意义。) 然后在实验室开放的时间同学们坐在一起交流每个人修改的存储方案, 讲出其中的道理, 达到共同学习, 提高安全知识的目的。另外我们还将实验中危险化学品的使用知识和注意事项编成问答试题, 在课前、课间或实验实训时根据教学情况经常提问学生, 使安全教育知识似涓涓细雨, 润物无声。如:实验室内化学试剂的保管, 应注意那些安全问题? (分类, 限量存放, 注意保护试剂瓶外贴标签) 。化学实验室少量试剂余品及废弃物处理要注意那些问题才能保证安全和防止污染? (要有足够的有明显标志的收集容器, 分类收集、处理, 容器要放在适当的位置充分通风处, 严密封闭防止跑气) 实验中出现危险时的处理和自我保护方法有那些等等。化学实验教师在教学过程要善于发挥学科特点, 利用实验教学的全过程培养学生的安全意识, 将实验室安全教育精细化。

随着教育事业的发展, 学校加大对化学实验室的投入, 更新和添置了许多新设备, 有气相色谱仪、液相色谱仪、红外光谱仪、原子吸收分光光度计、大气综合检测仪、碳元素分析仪、氮磷检测仪等一批贵重仪器设备, 怎样保证这些设备在教学科研中发挥作用, 安全使用是一个不容忽视的问题。

我们除按照学院的《实验室仪器设备使用管理办法》执行外, 实验室内部还制定了一套《大型贵重设备安全使用实施细则》及维护保养规程, 并将其挂在设备旁边醒目的地方。由于贵重仪器设备功能多, 智能化程度高, 结构复杂, 开关繁多, 任意拨动, 设备必将受损。所以实验中心对各种大型贵重仪器设备配备有专职操作管理人员, 负责这些设备的保管、维护保养、标定、计量等工作, 并对仪器设备建立固定资产卡片及设备技术档案。实验指导教师在启用这些设备前必须经过培训, 认真学习设备使用手册, 对设备的功能特点, 技术参数, 基本操作时的注意事项一定要熟知, 对常见的问题一定要有解决办法, 并严格遵守操作规程, 按说明书所列条文逐一执行, 绝对禁止违章操作。我们在工作中深切感到:仪器设备的安全, 使用非常重要, 操作人员要有对国家财产负责的强烈地事业心, 同时具有使用这些设备的精湛技术, 方能保证这些设备安全, 使其很好地为教学科研服务。

5 结语

通过研究和实践寻求实验室管理创新和可持续发展的解决之道。化学实验室管理要致力于“精细化”, 从粗放管理走向精细化管理。以“精细化”理念影响和切实提高化学实验教学的质量。树立精心、精细、精品的工作理念, 是大到一个学校小至一个系部发展的必经之路, 不管是学校的教学管理还是专业建设, 要想在日趋激烈的竞争中立于不败之地, 都离不开“精细化”的管理。化学实验室精细化管理还有许多工作要做, 我们非常希望与同行们一起来研究、探讨, 使高校化学实验室的“精细化”管理在实践中不断改进、完善。

摘要：通过研究和实践寻求实验室管理创新和可持续发展的解决之道。将精细化管理理念引入到高校化学实验室的管理, 可以切实提高化学实验教学质量, 并且能够最大限度的节约资源, 减少有毒有害物质的排放。本文介绍了我们化学实验室在药品库管理、实验教学中药品用量控制、实验室志愿者教育以及实验室安全防范等方面进行精细化管理的实践和经验。

关键词：化学实验室,精细化管理