“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的高校實驗室開放研究

蔣曉菲

（天津科技大學(xué),天津 300222）

2015年3月5日，李克強總理在政府工作報告中提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃[1]，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，引導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”上升到國家戰(zhàn)略高度，推動著以工業(yè)4.0為代表的新工業(yè)革命。在這種大背景下，中國高等教育領(lǐng)域也發(fā)生著巨大的變化。高等教育的方式將從以傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)閭魇?、互動、交流相結(jié)合；高等教育的中心將從教育者為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐越邮苷邽橹?；高等教育的?nèi)容將從規(guī)范統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻舆x擇；高等教育的渠道將從來源的單一性轉(zhuǎn)變?yōu)閬碓吹亩嘣裕桓叩冉逃乃季S方式將從被動接受型轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃觿?chuàng)新型。因此，傳統(tǒng)的高等教育教學(xué)體系和教學(xué)方法將受到挑戰(zhàn)，那么怎樣做好“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的高校實驗室開放工作是擺在高校教育管理者面前的一個新課題。

一、“互聯(lián)網(wǎng)+”概述

“互聯(lián)網(wǎng)+”理念是全國人大代表、騰訊董事會主席兼CEO馬化騰提出的。“互聯(lián)網(wǎng)+”代表著一種新的經(jīng)濟形態(tài)，是利用互聯(lián)網(wǎng)再生產(chǎn)要素配置中的優(yōu)化和集成作用，把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果融入經(jīng)濟各領(lǐng)域，增強實體經(jīng)濟的生產(chǎn)力和創(chuàng)新力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟發(fā)展新形態(tài)。當李克強總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略時，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略層面。即利用互聯(lián)網(wǎng)平臺，利用信息通信技術(shù)，把互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)行業(yè)在內(nèi)的各行業(yè)結(jié)合起來，對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行升級換代，推動新的工業(yè)革命。這種由“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計算、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術(shù)為主要手段的互聯(lián)網(wǎng)思維方式，以平等協(xié)作、開放分享為出發(fā)點，對產(chǎn)業(yè)資源配置進行深層次的優(yōu)化，從而使經(jīng)濟效益能達到指數(shù)級的增長。而我國高校早在“互聯(lián)網(wǎng)+”概念提出之前就開始了以互聯(lián)網(wǎng)思維指導(dǎo)資源的優(yōu)化配置工作，主要體現(xiàn)在課程網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)化、宣傳推廣網(wǎng)絡(luò)化等方面。所以，高校教育管理者更應(yīng)該認真研究如何利用互聯(lián)網(wǎng)思維對實驗室資源進行優(yōu)化配置，通過互聯(lián)網(wǎng)與實驗室的跨界合作，整合高校實驗室資源和信息，為高校的教學(xué)、科研等方面的工作服務(wù)。

二、實驗室開放的指導(dǎo)思想

隨著高等教育改革的深入和社會對創(chuàng)新型、復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要，推行高校實驗室開放，對學(xué)生進行開放實驗的教學(xué)、科研工作已成為各高校教育改革的重要部分。實驗室開放是教學(xué)方法在功能定位上的拓展，由單純的傳授知識向保證學(xué)生學(xué)會這種思維方式轉(zhuǎn)變；在教學(xué)方法的指導(dǎo)思想上，由注入式向啟發(fā)式轉(zhuǎn)變。這樣有利于推動教學(xué)方法的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，由傳授為主向指導(dǎo)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)與研究為主轉(zhuǎn)變；有利于優(yōu)化實驗教學(xué)體系，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。實驗室開放改變了過去以實驗教師為主，學(xué)生被動接受的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變成在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生根據(jù)自己的實驗?zāi)康臄M定實驗方案，設(shè)計實驗步驟，完成實驗的過程。這樣使學(xué)生在一個相對開放和寬松的環(huán)境下，將所學(xué)的知識與實踐相結(jié)合，在實踐中思考，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，形成自我創(chuàng)新的氛圍，有利于創(chuàng)新思維和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。同時，也有利于實驗室建設(shè)，為實驗室建設(shè)創(chuàng)造一個再發(fā)展的平臺和機遇。隨著高等教育投入的增加，各高校實驗室軟件、硬件建設(shè)不斷完善，推行實驗室開放工作，能夠優(yōu)化實驗室資源配置，提高儀器設(shè)備使用率，鍛煉實驗教師隊伍以及提高其業(yè)務(wù)水平，凸顯實驗室在高校教學(xué)和科研中的重要作用，為學(xué)科基地建設(shè)創(chuàng)造一個新的發(fā)展機遇。

三、實驗室開放項目類型

實驗室開放為培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)習(xí)的積極性與主動性提供了很好的平臺。實驗室開放以實驗項目為主要內(nèi)容，結(jié)合實驗教學(xué)改革，主要以下幾種類型。

1.基礎(chǔ)實驗課程和專業(yè)實驗課程

實驗課程包括基礎(chǔ)實驗課程和專業(yè)實驗課程。它是對課堂教學(xué)的有益補充，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的基礎(chǔ)，能夠幫助學(xué)生深入理解所學(xué)的理論知識，指導(dǎo)學(xué)生將理論知識用于實踐。教師可以設(shè)計一些與課程相關(guān)的實驗項目，讓學(xué)生在課余時間完成，培養(yǎng)學(xué)生運用知識和創(chuàng)新設(shè)計的能力。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，也可以根據(jù)自己的興趣，設(shè)計相關(guān)課題，到開放實驗室進行相關(guān)實驗。學(xué)校根據(jù)教師、學(xué)生的實驗設(shè)計情況，進行新的實驗課程開發(fā)，并對新實驗課程的開放情況、教學(xué)內(nèi)容和質(zhì)量等方面進行評估，使之成為教育教學(xué)改革的一部分。

2.研究型項目

實驗室開放項目中的研究型項目一般來源于教師在研的各類科研項目。通過網(wǎng)上申報，選拔高年級學(xué)生進入教師所在課題組，在教師的指導(dǎo)下參與科研實驗工作，掌握先進儀器設(shè)備的使用，學(xué)會查閱資料，設(shè)計實驗方案，記錄、分析數(shù)據(jù)，撰寫論文，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，敏捷的創(chuàng)新思維和豐富的實踐創(chuàng)新能力，為進一步深造做好準備。

學(xué)校也要鼓勵有興趣、有能力的學(xué)生自擬題目進行實驗工作。學(xué)生自擬的題目經(jīng)過教師的論證、審核之后，在教師的指導(dǎo)下完成。實驗室的開放為這些學(xué)生提供了實驗場地、設(shè)備、基金的保障，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

3.大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等競賽類項目

2015年5月4日，李克強總理在給清華學(xué)子的回信中說到，“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”，核心在于激發(fā)人的創(chuàng)造力，尤其在于激發(fā)青年的創(chuàng)造力。青年愿創(chuàng)業(yè)，社會才生機盎然；青年爭創(chuàng)新，國家就朝氣蓬勃。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練技術(shù)項目就是“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”重要載體之一。在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練技術(shù)項目中就明確要求，“參與計劃高校的示范性實驗教學(xué)中心、各類開放實驗室和各級重點實驗室要向參與項目的學(xué)生免費提供實驗場地和實驗儀器設(shè)備。參與計劃高校的大學(xué)科技園要積極承擔(dān)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練任務(wù)，為參與計劃的學(xué)生提供技術(shù)、場地、政策、管理等支持和創(chuàng)業(yè)孵化服務(wù)”。這與開放實驗室培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標不謀而合。各高校要積極參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等各種競賽類項目，通過各種競賽類項目來促進和推動實驗室建設(shè)和開放工作。

四、“互聯(lián)網(wǎng)+”下的實驗室開放策略

1.實驗室開放管理系統(tǒng)的“互聯(lián)網(wǎng)+”

建立科學(xué)、規(guī)范、健全的開放實驗室管理制度是做好實驗室開放工作的首要保障。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，可以充分利用“實驗室開放網(wǎng)上管理系統(tǒng)”公布開放實驗室選課系統(tǒng)的管理員、教師、學(xué)生的使用說明書以及實驗室管理方法，讓師生在雙選過程中清楚明了，有的放矢。在管理系統(tǒng)的選課模塊下，學(xué)校每個學(xué)期末會公開下一學(xué)期開放實驗指導(dǎo)教師的名字、實驗內(nèi)容以及開放時間等。學(xué)生在網(wǎng)上申請加入實驗室開放課題，由指導(dǎo)教師從申請學(xué)生中進行篩選，經(jīng)實驗室管理部門審核后確定。在實驗結(jié)束之后，由學(xué)生撰寫開放實驗總結(jié)報告，然后教師打分，撰寫評語。將學(xué)生成績輸入系統(tǒng)，學(xué)生可以自己查閱。實驗室管理人員根據(jù)實驗室開放情況填寫相關(guān)表格，對實驗指導(dǎo)教師給予評價。開放實驗指導(dǎo)教師也要就本學(xué)期開放實驗情況存在的不足，查找原因，及時反饋，為下一階段的工作做好準備。同時，有一定科研熱情和科研能力的高年級本科生也可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣愛好，獨立申請開設(shè)實驗室開放課題，經(jīng)專家論證通過后，進入實驗室開放管理系統(tǒng)，由教師選擇課題，對學(xué)生給予指導(dǎo)，形成師生雙選系統(tǒng)。學(xué)校、學(xué)院對實驗室開放設(shè)立開放基金。一方面用于儀器設(shè)備的維護費用，耗材費用以及水電等能源的損耗為開放實驗室提供物質(zhì)保證。另一方面，對指導(dǎo)教師以及實驗室工作人員給予一定的獎勵或政策上的傾斜，形成一套完整的激勵機制，調(diào)動了實驗相關(guān)人員的積極性，也激發(fā)了實驗室的運行活力。實驗室開放基金應(yīng)采取實驗設(shè)立者申請，院校統(tǒng)籌審批的原則。當實驗結(jié)束時，實驗設(shè)立者在“實驗室開放網(wǎng)上管理系統(tǒng)”的基金管理模塊下，及時公布基金使用情況，做到公開、透明。

2.實驗室開放預(yù)約共享平臺的“互聯(lián)網(wǎng)+”

建立基于互聯(lián)網(wǎng)的實驗室開放預(yù)約共享平臺是實現(xiàn)實驗室開放“互聯(lián)網(wǎng)+”的主要手段之一[2]。把實驗室開放預(yù)約共享平臺作為一個模塊納入到 “實驗室開放網(wǎng)上管理系統(tǒng)”，真正把實驗室開放落到實處。在這個共享平臺上，能讓師生及時了解到開放實驗室的整體情況、設(shè)備信息、使用情況和開放時間等，從而滿足師生的教學(xué)、科研需求。

實驗室開放預(yù)約共享平臺應(yīng)該是一個高效、實用、安全、穩(wěn)定和易于維護的信息共享與管理平臺。一方面要包含著所有開放實驗室和儀器的數(shù)據(jù)。這就要求實驗工作人員提前做好開放實驗室及相關(guān)儀器的數(shù)據(jù)采集工作，及時更新相關(guān)數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)與實際不符的“虛假信息”。另一方面，該平臺還應(yīng)該包含著完善的預(yù)約管理機制。師生可以很方便查到某開放實驗室或某一個儀器的開放時間、使用狀況。通過網(wǎng)上預(yù)約，合理安排工作進程。同時，也方便實驗工作人員查看預(yù)約情況，提前做好實驗室開放的相關(guān)工作。隨著信息技術(shù)的更新，可以把這一平臺做成手機APP，使師生可以隨時隨地查閱實驗室開放情況，做到在手機上不只是搶紅包，還可以“搶”實驗室，“搶”儀器設(shè)備，刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，形成互比互學(xué)的良好學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

3.開放實驗室日常管理的“互聯(lián)網(wǎng)+”

實驗室開放是高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才，實現(xiàn)素質(zhì)教育目標的客觀要求，有利于師生教學(xué)、科研能力的提高，也有利于實驗室資源的合理優(yōu)化及充分利用。但同時也會帶來不利的影響，如實驗室開放必然加大實驗材料的損耗，設(shè)備的損壞，增加教師和實驗工作人員的工作量，加大實驗室的管理難度。如何克服這些不利影響呢？利用互聯(lián)網(wǎng)思維，把開放實驗室管理工作也納入到“互聯(lián)網(wǎng)+”中去，實現(xiàn)實驗室管理互聯(lián)網(wǎng)化。當學(xué)生按照網(wǎng)上預(yù)約的實驗項目、試驗時間、預(yù)約人數(shù)進入實驗室時，實驗室的門禁系統(tǒng)自動識別身份信息，準其進入，并自動打開實驗室的照明系統(tǒng)、水電系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)。在實驗室里，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)查詢儀器設(shè)備的操作規(guī)程、實驗材料的存放地點和存放數(shù)量、實驗的注意事項等問題。學(xué)生在實驗室做實驗的全過程由監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控。儀器監(jiān)測系統(tǒng)讀取儀器狀態(tài)參數(shù)，一旦儀器參數(shù)超出設(shè)定范圍，儀器監(jiān)測系統(tǒng)就會發(fā)出警報，實驗工作人員馬上趕到參與處理。實驗結(jié)束以后，學(xué)生識別身份，離開實驗室，門禁系統(tǒng)自動關(guān)門，實驗室的照明系統(tǒng)、水電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)自動關(guān)閉[3]。這樣一個“互聯(lián)網(wǎng)+”的管理系統(tǒng)，可以讓實驗工作人員實行遠程管理或者讓一個實驗工作人員管理多個開放實驗室項目，為高校管理節(jié)約了人力成本。

4.實驗室課程與實驗指導(dǎo)的“互聯(lián)網(wǎng)+”

對于基礎(chǔ)實驗課程和專業(yè)實驗課程，因為其教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容相對固定，教師可以把教學(xué)中的難點、重點制成小視頻，放在“實驗室開放網(wǎng)上管理系統(tǒng)”中去，方便學(xué)生通過計算機網(wǎng)絡(luò)或者手機來進行學(xué)習(xí)。隨著教學(xué)視頻的不斷積累，就會形成一個互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)資源庫，不斷引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)[4]。對于開放性實驗設(shè)計，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)實施遠程指導(dǎo)，解疑答惑，增加了教師與學(xué)生的互動學(xué)習(xí)。同時，學(xué)生可以在互聯(lián)網(wǎng)上撰寫、提交實驗報告，教師可以對其進行瀏覽、批閱，指導(dǎo)下一階段的工作，滿足了學(xué)生個性化和創(chuàng)新教育的需求。

“互聯(lián)網(wǎng)+”下的高校實驗室開放是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要實驗工作人員、教師不斷深入研究和探索實踐，也需要高校管理者不斷改進和完善相關(guān)政策和機制。隨著實驗教學(xué)改革的發(fā)展，實驗室開放一定會在高校培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才中發(fā)揮越來越重要的作用。

[1]何云亮.“互聯(lián)網(wǎng)+”對高校的沖擊和重塑[J].曲靖師范學(xué)院學(xué)報，2015（3）.

[2]王帆，劉雁紅，原鳳英，等.關(guān)于構(gòu)建高校實驗室開放共享平臺體系的研究[J].中國輕工教育，2010（3）.

[3]陳孔亮，馬廣智，鄭啟明，等.全天候?qū)嶒炇议_放技術(shù)平臺的構(gòu)建[J].實驗室技術(shù)與管理，2004（4）.

[4]彭繼順.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代計算機基礎(chǔ)微課教學(xué)應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2015（1）.