實(shí)驗(yàn)室開放的探索與實(shí)踐

徐銀梅++王國霞++王尚君

摘 要 研究高校實(shí)驗(yàn)室開放的相關(guān)問題，建立健全實(shí)驗(yàn)室開放規(guī)章制度，在實(shí)驗(yàn)室開放時間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理及開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，并確定今后實(shí)驗(yàn)室開放工作的方向。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)室教學(xué)；實(shí)驗(yàn)室開放；實(shí)驗(yàn)室管理

中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）06-0017-03

早在2005年，北京科技大學(xué)頒布的《北京科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作條例》中就對實(shí)驗(yàn)室開放做出明確規(guī)定，要求實(shí)驗(yàn)室要逐步向?qū)W生和社會開放，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的使用效益，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室技術(shù)優(yōu)勢。自動化學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心所屬實(shí)驗(yàn)室根據(jù)學(xué)校要求，已逐步實(shí)現(xiàn)對全校相關(guān)專業(yè)本科生及部分有需求的研究生和教師開放。在實(shí)驗(yàn)室開放的探索與實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室開放所涉及的問題已經(jīng)從單純實(shí)驗(yàn)室場地和時間上的開放，深入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)及管理的方方面面，比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容及教學(xué)方式的開放、開放實(shí)驗(yàn)資源及設(shè)備的管理、人員管理等[1-2]。

針對這些問題，自動化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心制定《自動化學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法》，對開放實(shí)驗(yàn)的流程及實(shí)驗(yàn)中心各實(shí)驗(yàn)室、指導(dǎo)教師、學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)中應(yīng)遵守的規(guī)定和所承擔(dān)的職責(zé)做了詳細(xì)的要求；同時在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室管理方面進(jìn)行研究與改革，初步取得一些成效，保證了實(shí)驗(yàn)室開放工作良好有序地進(jìn)行。

1 實(shí)驗(yàn)室開放工作流程

自動化實(shí)驗(yàn)中心下屬所有實(shí)驗(yàn)室均對全校的相關(guān)專業(yè)學(xué)生和教師開放。中心制定的實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法、各實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備及實(shí)驗(yàn)項目以及開放實(shí)驗(yàn)項目申請表都公布在實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上，教師和學(xué)生通過下載申請表，向中心提出申請，經(jīng)批準(zhǔn)后即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行工作。

實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法規(guī)定對學(xué)生申請的開放性實(shí)驗(yàn)項目，除專業(yè)知識要求較高的實(shí)驗(yàn)項目外，報名不限專業(yè)和年級。實(shí)驗(yàn)前學(xué)生需到指導(dǎo)教師處了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、知識儲備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等，通過預(yù)習(xí)測試后，才能確定具體實(shí)驗(yàn)時間。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，要填寫實(shí)驗(yàn)登記表，記錄當(dāng)次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備、開始實(shí)驗(yàn)時間等；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，簽字確認(rèn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀況和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時間，并協(xié)助實(shí)驗(yàn)教師做好實(shí)驗(yàn)善后工作。

實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法還規(guī)定開放實(shí)驗(yàn)項目原則上需要指導(dǎo)教師（如實(shí)驗(yàn)教師、任課教師、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師、SRTP指導(dǎo)教師、研究生指導(dǎo)教師等）的認(rèn)可；指導(dǎo)教師填寫開放實(shí)驗(yàn)申請表，說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑺鑼?shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備、預(yù)計實(shí)驗(yàn)時間和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果等；開放實(shí)驗(yàn)時，指導(dǎo)教師需全程指導(dǎo)學(xué)生有關(guān)技術(shù)方面的問題，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)登記表上確認(rèn)簽字[3]。實(shí)驗(yàn)室教師在開放實(shí)驗(yàn)前應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時做好實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)工作。

2 開放實(shí)驗(yàn)室管理

實(shí)驗(yàn)室課外時間開放管理 目前，自動化學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心課外時間開放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要包括：少部分課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的重做及補(bǔ)做；本科及研究生研究性實(shí)驗(yàn)項目；本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目及各類學(xué)科競賽；教師科研項目。

實(shí)驗(yàn)室課外時間開放，這給學(xué)生參加開放實(shí)驗(yàn)提供了更大的自由度，但教師就需要業(yè)余時間加班，還會涉及工作量及報酬如何計算的問題。學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心通過對兄弟院校的調(diào)研并結(jié)合本中心的實(shí)際情況，針對不同的實(shí)驗(yàn)方式制定不同的開放管理辦法。對于少部分課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的重做及補(bǔ)做和本科及研究生研究性實(shí)驗(yàn)項目，實(shí)驗(yàn)時間由實(shí)驗(yàn)教師與實(shí)驗(yàn)學(xué)生協(xié)商決定，不強(qiáng)行要求全天候開放；根據(jù)每次實(shí)驗(yàn)的時間和內(nèi)容給實(shí)驗(yàn)教師核算工作量，由學(xué)院統(tǒng)一發(fā)放實(shí)驗(yàn)課酬。對于本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室全天候開放，采用實(shí)驗(yàn)教師與參加項目學(xué)生共同管理的方式，實(shí)驗(yàn)中心會留存一部分創(chuàng)新項目經(jīng)費(fèi)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)與維修。對于教師科研項目，開放時間由實(shí)驗(yàn)室與教師協(xié)商解決，可酌情收取一定費(fèi)用，用于設(shè)備維護(hù)及實(shí)驗(yàn)人員工作報酬[4]。

通過這種管理模式，很好地解決了實(shí)驗(yàn)教師加班及工作報酬的問題，提高了實(shí)驗(yàn)教師的工作積極性，保證了實(shí)驗(yàn)室開放工作的順利開展。

設(shè)備管理 實(shí)驗(yàn)室的開放必然會帶來設(shè)備管理的諸多問題。實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放后，由于學(xué)生能力水平參差不齊，且都有一個從生疏到熟練的過程，這樣就難免會不同程度地造成設(shè)備損壞，增加設(shè)備維護(hù)的費(fèi)用、難度和工作量?；诖?，實(shí)驗(yàn)中心規(guī)定實(shí)驗(yàn)教師要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保證設(shè)備運(yùn)行正常；要在開放實(shí)驗(yàn)前對學(xué)生做好設(shè)備使用培訓(xùn)，保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備的正確使用，避免設(shè)備的損壞；在每次實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，都要與參加開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生和教師詳細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)并做記錄，作為設(shè)備出現(xiàn)損壞問題后檢查和維修的憑證。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后必須將實(shí)驗(yàn)中使用的儀器設(shè)備恢復(fù)到原始狀態(tài)。設(shè)備出現(xiàn)問題后根據(jù)設(shè)備記錄及實(shí)際情況分清責(zé)任，按實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法規(guī)定進(jìn)行處理。這一系列的措施保證了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的良好運(yùn)行，并為實(shí)驗(yàn)室開放提供了有力的保障。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理 近年來，本科生參與科技創(chuàng)新實(shí)踐活動的熱情高漲，學(xué)校和國家也都建立了專門的基金支持本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。自動化學(xué)院每年學(xué)生申請創(chuàng)新項目近50項，很多項目都有實(shí)驗(yàn)室場地和設(shè)備需求，雖然專業(yè)實(shí)驗(yàn)室在滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)要求的前提下向研究型實(shí)驗(yàn)和科技創(chuàng)新活動開放，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求；同時本科生踴躍參加各類專業(yè)競賽項目，也有場地需求。因此，實(shí)驗(yàn)中心專門成立兩個面向全院開放的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，購置必要的研究設(shè)備和相關(guān)圖書，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動提供了基本的軟硬件條件。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室制定了相關(guān)的管理辦法，實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生及實(shí)驗(yàn)教師共同管理，實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)管理實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備及圖書，實(shí)驗(yàn)室的日常管理（衛(wèi)生、安全等）由參加創(chuàng)新項目的學(xué)生自行管理，實(shí)驗(yàn)教師要對實(shí)驗(yàn)室的日常管理進(jìn)行監(jiān)督和抽查，保證實(shí)驗(yàn)室的良好運(yùn)行。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室全天候開放，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前需先提出申請，對創(chuàng)新項目作簡要說明，提出需要借用的設(shè)備和圖書，申請批準(zhǔn)后由實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)籌安排進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生每次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室和離開實(shí)驗(yàn)室都要填寫實(shí)驗(yàn)室工作日志，對設(shè)備及實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行詳細(xì)記錄[5]。

學(xué)院創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室及各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室每年支撐“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性項目”20余項，各類學(xué)科專業(yè)競賽10余項，已成為培養(yǎng)具有較高理論水平和實(shí)際動手能力的創(chuàng)新型人才的重要平臺[6]。

3 開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與探索

由于新興技術(shù)的發(fā)展，專業(yè)課程逐年增多，同時學(xué)生規(guī)模擴(kuò)大，而實(shí)驗(yàn)室面積維持不變，實(shí)驗(yàn)教師人數(shù)減少，所以實(shí)現(xiàn)所有實(shí)驗(yàn)室的全天候開放存在一些問題，但實(shí)驗(yàn)室開放不僅是時間上的開放，還應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式的開放。基于此，進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與改革，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，重新設(shè)計調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、更新實(shí)驗(yàn)手段、采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，形成開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和研究創(chuàng)新能力[7-8]。

比如控制工程基礎(chǔ)和自動控制理論兩門實(shí)驗(yàn)課程，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)形式都進(jìn)行改革，研發(fā)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更豐富，實(shí)驗(yàn)形式更靈活。研制出小巧便攜的智能性控制實(shí)驗(yàn)裝置，利用硬件電子電路模擬實(shí)際生活和生產(chǎn)中的一階、二階以及高階被控系統(tǒng)，使學(xué)生能夠?qū)Ρ豢叵到y(tǒng)的控制過程以及相關(guān)的一些控制算法更加深入地了解。它還可以發(fā)給學(xué)生帶回宿舍去完成實(shí)驗(yàn)，很好地解決實(shí)驗(yàn)室場地的緊張問題[9]。教師自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)軟件將組態(tài)軟件與Matlab結(jié)合在一起，在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生從工程實(shí)際到數(shù)學(xué)模型，再從數(shù)學(xué)模型到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)換能力，提升學(xué)生對工程控制問題的理解能力。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站下載實(shí)驗(yàn)軟件后，在學(xué)習(xí)自動控制的基本理論和基本方法時可隨時用該軟件進(jìn)行控制算法仿真和控制參數(shù)的分析。

現(xiàn)在這兩門課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三部分：第一部分是可在課余時間通過實(shí)驗(yàn)軟件完成的一些簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；第二部分為必做的借助實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)；第三部分為利用智能性控制實(shí)驗(yàn)裝置完成的一些綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放可選、實(shí)驗(yàn)方式的靈活便利、軟硬件的不斷完善，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大幅增強(qiáng)，同時促進(jìn)課堂的理論教學(xué)，受到學(xué)生的好評。

圖像處理實(shí)驗(yàn)也采取開放的教學(xué)方式，在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前給學(xué)生布置好實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生要在實(shí)驗(yàn)之前查閱實(shí)驗(yàn)資料，了解實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識。實(shí)驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)室會對學(xué)生開放兩周，學(xué)生要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)界面的建立、采集卡的接入及功能實(shí)現(xiàn)、云臺及攝像頭的控制，完成這些工作后，學(xué)生就能搭建出一個完整的圖像采集系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)過程中只給學(xué)生提供一個開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生通過綜合運(yùn)用各門課程知識完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，從中鍛煉培養(yǎng)綜合分析能力和工程實(shí)踐能力[10]。

4 進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室開放范圍

雖然自動化實(shí)驗(yàn)中心的所有實(shí)驗(yàn)室對全校的教師、學(xué)生開放，并將所有實(shí)驗(yàn)資源公布在中心網(wǎng)站上，但從目前的開放情況來看，創(chuàng)新項目和學(xué)科競賽占很大比例，設(shè)備使用率仍有待提高。針對此問題，中心將采取多種措施提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，如加大宣傳力度，使教師和學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室開放的相關(guān)細(xì)節(jié)；對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)教育和有效引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情等。

此外，在京部屬高校實(shí)驗(yàn)室將要面向市屬高校學(xué)生開放。中心積極配合上級要求，做好開放準(zhǔn)備，現(xiàn)已完成可開放經(jīng)典和特色實(shí)驗(yàn)項目的選擇及成本初步核算工作，希望通過這種更大范圍的開放來進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室的共享力度。

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