利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)人才的探索與實(shí)踐

江楠

摘要：創(chuàng)新型人才是我國(guó)目前發(fā)展亟需的力量。在高校實(shí)驗(yàn)室改革過(guò)程中建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是必然趨勢(shì)，根據(jù)本校電工電子實(shí)驗(yàn)中心現(xiàn)狀，文章闡述建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的過(guò)程與步驟，經(jīng)過(guò)一年多的應(yīng)用，取得一定成績(jī)，應(yīng)用效果明顯，前景廣泛。

Abstract： The innovative talents in China is currently developing much-needed power. The establishment of open laboratory in the university laboratory reform is an inevitable trend. According to the present situation of the university of electrical and electronic experiment center， it Describes the process and steps of establishing open laboratory to cultivate innovative talents. Through a year of much application， it has achieved considerable success. The application effect is obvious and very wide.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室改革；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室；創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)人才

Key words： reform of laboratory；opening laboratory；creative talents for lab

中圖分類(lèi)號(hào)：G424.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）08-0221-03

0 引言

當(dāng)前，中國(guó)國(guó)力正在不斷增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)人才的要求越來(lái)越高，不僅需要有基礎(chǔ)技藝的工人，更需要具有一定創(chuàng)造力的高級(jí)工程師。這就要求大學(xué)工科實(shí)驗(yàn)室必須努力培養(yǎng)動(dòng)手操作能力強(qiáng)并且具有創(chuàng)新精神的學(xué)生。東北石油大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心是具有石油特色的電氣類(lèi)實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)著培養(yǎng)石油工業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行電氣操作的重任。近年來(lái)，電工電子實(shí)驗(yàn)中心不斷嘗試各項(xiàng)改革，以適應(yīng)國(guó)家的發(fā)展需要培養(yǎng)各類(lèi)創(chuàng)新型人才。

1 為培養(yǎng)創(chuàng)新人才建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

1.1 建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的必要性

原有的實(shí)驗(yàn)課程上課時(shí)間短，內(nèi)容陳舊，已經(jīng)跟不上時(shí)代變化。這樣的教學(xué)方式極大地束縛了大學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，提高他們的實(shí)踐動(dòng)手能力，也無(wú)法將學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源充分利用。創(chuàng)造一個(gè)寬松、便利、能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、充分發(fā)揮個(gè)人潛能的開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)于加強(qiáng)大學(xué)生的能力培養(yǎng)有著十分積極的作用[1]。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放要求各個(gè)實(shí)驗(yàn)室在完成計(jì)劃內(nèi)教學(xué)和科研任務(wù)的前提下，運(yùn)用現(xiàn)有師資、儀器設(shè)備設(shè)施等資源，對(duì)學(xué)生開(kāi)放，給學(xué)生提供實(shí)踐學(xué)習(xí)科學(xué)研究的條件。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，不僅能夠充分利用實(shí)驗(yàn)資源，同時(shí)還能為學(xué)生提供自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的空間，對(duì)于提高儀器設(shè)備利用率具有一定意義。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行交流、融洽、協(xié)作與創(chuàng)新；有利于及早發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型人才并幫助其快速成長(zhǎng)；有利于大學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，加強(qiáng)他們的自我管理意識(shí)，提高他們的組織管理才能；有利于降低儀器設(shè)備的無(wú)形損耗，提高其利用率，加快新技術(shù)、新設(shè)備的投入使用，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平[2]。因此，東北石油大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間選擇實(shí)驗(yàn)，自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最大程度上發(fā)揮他們的主觀(guān)能動(dòng)性。

1.2 建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的方案與措施

有效實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理，使其高效運(yùn)行，并進(jìn)行示范推廣，將有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)校的資源共享，提高實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)效益，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)方法和手段的革新。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放有很多類(lèi)型，我們根據(jù)自身特點(diǎn)選擇，使開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室有明確的目標(biāo)和寬泛靈活的創(chuàng)新機(jī)制?！伴_(kāi)放”對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)應(yīng)是課余的、課外的，因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該是人才培養(yǎng)計(jì)劃所規(guī)定的學(xué)時(shí)以外的，是對(duì)人才培養(yǎng)計(jì)劃內(nèi)必修實(shí)驗(yàn)的延續(xù)和提高，包括如綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和軟件開(kāi)發(fā)、課件制作、網(wǎng)站建設(shè)等。對(duì)于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的來(lái)源，本院學(xué)生可通過(guò)申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的方式獲得專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，也可以參加教師的科研項(xiàng)目來(lái)獲得實(shí)驗(yàn)資助。對(duì)于教師的配備，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室的指導(dǎo)教師要求具有較高的理論知識(shí)與實(shí)踐操作的技能，并能主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生，精心修改實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室其他技術(shù)人員需提供良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，保證實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器設(shè)備的完好率，提供實(shí)驗(yàn)教學(xué)必需的配套服務(wù)，營(yíng)造一個(gè)積極向上的教學(xué)環(huán)境。

為了讓學(xué)生有充分的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，東北石油大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心自行建立一套實(shí)驗(yàn)課選課系統(tǒng)。學(xué)期初，教師在實(shí)驗(yàn)選課系統(tǒng)上發(fā)布所有能夠進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)進(jìn)度在系統(tǒng)上選擇自己了解或者喜歡的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；在開(kāi)放時(shí)間內(nèi)，中心根據(jù)學(xué)生的預(yù)約情況準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并安排教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[3]。

該實(shí)驗(yàn)中心在過(guò)去的基礎(chǔ)上對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整和改革，共分三類(lèi)。第一類(lèi)是必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)注重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，如認(rèn)識(shí)儀器儀表、根據(jù)電路圖搭建某個(gè)電路、觀(guān)察實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，要求學(xué)生掌握最基本的操作技能；第二類(lèi)是選作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)在必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上要求學(xué)生可以系統(tǒng)地運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能，上課時(shí)由指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生提出具體實(shí)驗(yàn)要求，并提供實(shí)驗(yàn)所需材料，同時(shí)教師還負(fù)責(zé)指導(dǎo)和檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生自己則需查閱文獻(xiàn)資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)能力以及分析和解決問(wèn)題的能力；第三類(lèi)是創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是指在教師指導(dǎo)下學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行一個(gè)研究課題的實(shí)驗(yàn)，或者讓學(xué)生和老師一起進(jìn)行科學(xué)研發(fā)活動(dòng)，比如參加各種設(shè)計(jì)大賽，或者是參與到創(chuàng)新基金項(xiàng)目中等，這樣，學(xué)生在研發(fā)活動(dòng)中不斷使自己的創(chuàng)造能力、工程意識(shí)得到激發(fā)、引導(dǎo)和鞏固[4]。

1.3 建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的軟硬件基礎(chǔ)

該實(shí)驗(yàn)中心在2003年曾購(gòu)進(jìn)一批價(jià)值800多萬(wàn)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的操作。如今10余年過(guò)去了，舊的實(shí)驗(yàn)臺(tái)已不能滿(mǎn)足創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的需要，因此，在2014年又購(gòu)置一批新的硬件設(shè)施和儀器設(shè)備，如單片機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、6位半數(shù)字萬(wàn)用表、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器套件、學(xué)生實(shí)驗(yàn)多功能數(shù)據(jù)采集器、電能質(zhì)量分析儀、高精度多功能過(guò)程校準(zhǔn)器、數(shù)字直流電源、數(shù)字信號(hào)源。實(shí)驗(yàn)室組織中心教師經(jīng)過(guò)一年的努力自行研究開(kāi)發(fā)一套網(wǎng)上選課系統(tǒng)，現(xiàn)已投入應(yīng)用。

2 建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室需要先進(jìn)的管理模式和運(yùn)行機(jī)制

電工電子實(shí)驗(yàn)中心由學(xué)校、院二級(jí)管理。學(xué)校配有教學(xué)校長(zhǎng)和教務(wù)處負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)；二級(jí)院配有院長(zhǎng)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作，實(shí)驗(yàn)中心設(shè)主任、副主任、專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)教師和兼職實(shí)驗(yàn)教師，實(shí)驗(yàn)室下設(shè)項(xiàng)目小組，各小組負(fù)責(zé)人對(duì)實(shí)驗(yàn)室主任負(fù)責(zé)。中心有專(zhuān)兼職實(shí)驗(yàn)教師18名，成立4個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)4～5人，負(fù)責(zé)不同研究方向的項(xiàng)目。每個(gè)團(tuán)隊(duì)的教師可單獨(dú)也可共同指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新研究。指導(dǎo)教師和參與實(shí)驗(yàn)的人員需對(duì)選題的科學(xué)性、難易程度及可操作性提前進(jìn)行論證，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有可能發(fā)生的安全問(wèn)題制定應(yīng)急預(yù)案，并提示操作人員進(jìn)行梳理防范。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開(kāi)放時(shí)，必須有指導(dǎo)教師或?qū)嶒?yàn)室人員在場(chǎng)，除提供實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備外，還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的監(jiān)控和實(shí)驗(yàn)室安全保障等管理工作，并認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放記錄。另外，我們挑選一些比較優(yōu)秀的研究生和本科生，讓他們作為實(shí)驗(yàn)室助手，參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)室的日常管理、儀器維修維護(hù)和科研等活動(dòng)中來(lái)。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)素質(zhì)、提高他們的綜合能力都是大有裨益的。此外，該中心制定了一整套行之有效的安全管理制度。實(shí)驗(yàn)室安全管理體系涉及防火、防毒、防盜等諸多方面的問(wèn)題，每一個(gè)方面都有一套完善的管理措施。同時(shí)，構(gòu)建了學(xué)校、職能處室、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、實(shí)驗(yàn)者的安全管理體系，使實(shí)驗(yàn)室安全管理層層相促，環(huán)環(huán)相扣，并逐級(jí)簽訂安全責(zé)任書(shū)，落實(shí)各級(jí)人員的安全責(zé)任，責(zé)任到人。

實(shí)驗(yàn)室文化體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室人員共有的核心價(jià)值觀(guān)念，作為一種軟管理手段具有無(wú)形的力量，起到了凝聚團(tuán)隊(duì)、激發(fā)潛能的重要作用。世界上成功的實(shí)驗(yàn)室文化最突出的特點(diǎn)是：自由民主、團(tuán)結(jié)協(xié)作、相互激勵(lì)的合作氛圍；積極探索、鼓勵(lì)創(chuàng)新、允許失敗的科學(xué)精神。因此，東北石油大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心將努力營(yíng)造這種和諧的文化氛圍。

3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的效果

經(jīng)過(guò)一年多的建設(shè)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)投入使用，并初見(jiàn)成效。

首先，在學(xué)期初我們面向全校各個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)選修課，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上選課系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇。見(jiàn)圖1。

我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置為三個(gè)層次：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，提高性實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，即上述所說(shuō)的必做、選作和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。初次上課的學(xué)生必須要完成一定的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，以熟練掌握儀器的使用，一般需要半個(gè)學(xué)期的時(shí)間。下半學(xué)期進(jìn)行提高性實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的預(yù)熱，學(xué)生已初步具備實(shí)驗(yàn)操作和解決問(wèn)題的能力。在第二學(xué)期，學(xué)生直接選擇創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，前半個(gè)學(xué)期主要是教師給出實(shí)驗(yàn)要求，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行仿真；后半學(xué)期由項(xiàng)目小組的教師帶領(lǐng)學(xué)生參與設(shè)計(jì)大賽活動(dòng)，或進(jìn)入創(chuàng)新基金項(xiàng)目。見(jiàn)圖2。

兩個(gè)學(xué)期過(guò)去，選課學(xué)生中有石油、機(jī)械、電氣、化工各專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，他們的動(dòng)手操作能力、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力都有所提高。有些學(xué)生還在競(jìng)賽中獲得獎(jiǎng)項(xiàng)。因此，我們?cè)谖磥?lái)的一年中將根據(jù)專(zhuān)業(yè)特色加入適合各個(gè)專(zhuān)業(yè)操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并依靠各專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科和優(yōu)秀的師資隊(duì)伍，及時(shí)將學(xué)科前沿的成果加工改造納入本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

4 總結(jié)

實(shí)驗(yàn)中心致力于利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室舉辦各類(lèi)競(jìng)賽、講座、論壇和模擬實(shí)踐等活動(dòng)，旨在將創(chuàng)新教育滲透到校園文化活動(dòng)中。通過(guò)各項(xiàng)努力，我校學(xué)生大部分已經(jīng)積極參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，每年約有7000人次參與到各類(lèi)型開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)中并取得了豐碩成果，極大的活躍了校園學(xué)術(shù)氛圍。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中，中心組織開(kāi)展了一些與課外科技競(jìng)賽相關(guān)課題的研究，對(duì)參賽學(xué)生代表進(jìn)行賽前輔導(dǎo)與訓(xùn)練，為我校本科生參加全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)大賽和全國(guó)廣告設(shè)計(jì)大賽等諸多大型賽事奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，我們使更多的本科生有機(jī)會(huì)通過(guò)各類(lèi)競(jìng)賽得到科學(xué)思維、科學(xué)方法的系統(tǒng)訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和實(shí)戰(zhàn)能力。經(jīng)過(guò)一年多的應(yīng)用，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的學(xué)生取得了一定成績(jī)，在學(xué)生中反映良好，見(jiàn)表1。

實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和個(gè)性發(fā)展引導(dǎo)方面一直發(fā)揮著舉足輕重的作用。東北石油大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心通過(guò)建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，建設(shè)創(chuàng)新平臺(tái)，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，綜合能力得到提高，在全校反應(yīng)良好。基于以往改革經(jīng)驗(yàn)，中心在未來(lái)需要進(jìn)行更加全面的建設(shè)，為國(guó)家輸送更多創(chuàng)新型人才。

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