高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理新模式探索

葛 鏡， 余澤太， 嚴(yán)建橋， 李 娜， 黃先莉

(華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢430079)

0 引言

人才培養(yǎng)是教育的核心問(wèn)題。不論什么樣的人才培養(yǎng)模式，最終目的都是為了培養(yǎng)國(guó)家、社會(huì)需要的人才［1-4］。當(dāng)前，較多學(xué)者和實(shí)驗(yàn)教師圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理進(jìn)行了一系列的改革探索，但一切都處于摸索之中［5］。針對(duì)國(guó)家培養(yǎng)高端工程創(chuàng)新人才的需求，省電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心根據(jù)電子、通信專業(yè)本科生的實(shí)際，積極探索實(shí)驗(yàn)室信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化、智能化管理新模式，利用武漢“光谷”高科技信息企業(yè)集聚的地域優(yōu)勢(shì)，全方位整合社會(huì)辦學(xué)資源，引入校企“協(xié)同育人”培養(yǎng)模式，使中心成為培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、優(yōu)異創(chuàng)新實(shí)踐能力，以及具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高端工程技術(shù)人才和研究型人才的搖籃［6-7］。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)被視為理論教學(xué)的輔助手段，常以加深對(duì)理論教學(xué)的理解為目的，而忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身的重要性［8-9］。近年來(lái)，許多高校都嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和體制，以及實(shí)驗(yàn)室管理模式。但由于觀念、條件、經(jīng)費(fèi)等限制，改善效果還有待提高［10-11］。

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)落后于生產(chǎn)實(shí)際。現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，使得大學(xué)教育往往落后于企業(yè)的發(fā)展。企業(yè)或用人單位在招聘時(shí)，一般會(huì)考察畢業(yè)生新技術(shù)掌握情況。但目前國(guó)內(nèi)高校培養(yǎng)的應(yīng)用型人才與用人單位的實(shí)際需求之間存在較大差異，導(dǎo)致畢業(yè)生在入職初期往往需要一段時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)工作中的新技術(shù)［12］。

(2)以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，不利于激發(fā)學(xué)生興趣。目前，大多數(shù)高校理工類實(shí)驗(yàn)課均以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，不利于激發(fā)學(xué)生興趣。中心實(shí)驗(yàn)室為電子、通信類學(xué)生開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)分為3類。①基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，主要訓(xùn)練學(xué)生基本操作能力和專業(yè)技能。②專業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)。③開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)中，選題由教師給出或?qū)W生自命題，學(xué)生通過(guò)查閱資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)方案后，自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間來(lái)獨(dú)立完成測(cè)試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這類實(shí)驗(yàn)雖好，但限于種種原因，實(shí)際開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)主要以基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)為主，專業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)為輔，開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)較少。

(3)實(shí)驗(yàn)室管理模式落后。大多數(shù)高校對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理工作不夠重視。實(shí)驗(yàn)室雖有專人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行、安全維護(hù)、儀器設(shè)備管理，但還停留在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的資產(chǎn)管理為主的階段，實(shí)驗(yàn)室的管理缺乏整體布局，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備也存在重復(fù)購(gòu)置或分配不合理的問(wèn)題，導(dǎo)致人、財(cái)、物的浪費(fèi)［13］。

(4)缺乏有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式。如何有效地考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平一直是實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要探索解決的問(wèn)題。雖然教學(xué)大綱中有關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核內(nèi)容，但一般都缺乏系統(tǒng)性，可操作性不強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)考核時(shí)，這些內(nèi)容經(jīng)常成為走過(guò)場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也變成了聽(tīng)指導(dǎo)老師講解實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，難以督促學(xué)生認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)，以及實(shí)驗(yàn)后的進(jìn)一步思考［14］。

2 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理新模式

鑒于以上問(wèn)題，需要轉(zhuǎn)變觀念，統(tǒng)籌規(guī)劃，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，積極探索人才培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)室管理新模式［15］。

2.1 改進(jìn)課程設(shè)置，引入?yún)f(xié)同育人培養(yǎng)模式

中心參照電子、通信類學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，以培養(yǎng)高端創(chuàng)新人才為目的，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置進(jìn)行了一系列的改革。

(1)對(duì)于基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，中心增加網(wǎng)絡(luò)虛擬與仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)操作前，讓學(xué)生通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)了解基本操作和基本技能，然后再通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)鞏固虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。這種做法改變了以往基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，難以激發(fā)學(xué)生興趣的問(wèn)題。

(2)對(duì)于專業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)，中心引入教師最新科研成果來(lái)更新和充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的深度，使學(xué)生深入了解本專業(yè)的前沿發(fā)展和研究熱點(diǎn)，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

(3)對(duì)于開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，中心利用光谷高新企業(yè)云集優(yōu)勢(shì)，建立專業(yè)實(shí)踐基地，引入校企協(xié)同育人新模式。學(xué)校和專業(yè)實(shí)踐基地根據(jù)市場(chǎng)需求、專業(yè)發(fā)展以及學(xué)生特點(diǎn)，共同修訂人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，企業(yè)和學(xué)校為學(xué)生配備雙導(dǎo)師，企業(yè)導(dǎo)師必須是高級(jí)職稱以上的技術(shù)人員和高級(jí)管理人員。當(dāng)實(shí)踐基地提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)思路后，學(xué)生則根據(jù)自身專業(yè)技能選擇申報(bào)合適的項(xiàng)目，然后實(shí)踐基地和校內(nèi)導(dǎo)師共同指導(dǎo)學(xué)生完成專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。而實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目最后取得的成果，學(xué)生可運(yùn)用到自己實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。這樣，不僅讓學(xué)生所學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合，提升了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，而且更激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探求知識(shí)的欲望和能力。另外，校企協(xié)同育人的模式，一方面讓企業(yè)更實(shí)時(shí)地掌控項(xiàng)目進(jìn)展及預(yù)期效果，另一方面也為企業(yè)提前發(fā)掘、培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)員工，為學(xué)生的就業(yè)提供了較好的渠道。

2.2 校企共建實(shí)驗(yàn)室，建立實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理新模式

高校與專業(yè)實(shí)踐基地共建實(shí)驗(yàn)室，對(duì)校企可以起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源互用的作用［16］。企業(yè)擁有資金、生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，高校有教育資源和智力優(yōu)勢(shì)，能為企業(yè)提供良好的科研平臺(tái)，并為企業(yè)節(jié)省一定的儀器購(gòu)買(mǎi)、存放和管理資金，實(shí)現(xiàn)資源共享［17］。為更好地共建實(shí)驗(yàn)室管理和協(xié)同育人的培養(yǎng)模式，中心遵循“以生為本，自主開(kāi)放”的管理理念，建立了實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備開(kāi)放管理模式:對(duì)常規(guī)儀器設(shè)備采取集中開(kāi)架式管理，即有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生、教師、企業(yè)開(kāi)放，以滿足多方需要;而對(duì)于大型儀器設(shè)備則還是采用集中管理，提前預(yù)約的管理方式。

2.3 實(shí)施實(shí)驗(yàn)室信息化管理

近幾年，學(xué)校先后投入大量的資金和人力，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化、智能化，建成了華中師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)。該平臺(tái)集設(shè)備共享與管理、儀器預(yù)約、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約等功能一體。不僅實(shí)現(xiàn)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)考勤、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告等一系列的實(shí)驗(yàn)管理，還實(shí)現(xiàn)一系列信息資源和其他優(yōu)質(zhì)資源的有效利用，滿足了各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的自主要求。該平臺(tái)提供的便捷的管理方式與開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，目前已成為學(xué)生開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)管理的重要支持。該平臺(tái)的主要功能如下:①選課與派位管理是學(xué)生自主選擇要求提供技術(shù)支持的信息化平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等功能。②平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)實(shí)驗(yàn)室的門(mén)禁、實(shí)驗(yàn)桌位電源、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等方面進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室24 h無(wú)人化管理。③在實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，師生可以通過(guò)E-mail、QQ群、微信群、通知平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生之間實(shí)時(shí)溝通和交流，包括答疑、討論、指導(dǎo)等。

為配合該平臺(tái)做好實(shí)驗(yàn)室信息化管理，中心進(jìn)行了針對(duì)性改革:① 將具有一定通用性、為多學(xué)科教學(xué)科研服務(wù)的精密貴重大型儀器組織起來(lái)，構(gòu)建資源共享服務(wù)中心。②打破院系間實(shí)驗(yàn)室的界限，樹(shù)立全校意識(shí)，使各學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室除為本學(xué)院服務(wù)外還能為全校服務(wù)，提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率。③ 打破校際、校企之間的界限，實(shí)現(xiàn)校際、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)共享資源設(shè)備的開(kāi)放管理模式。

2.4 實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理新模式

實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)為休息和節(jié)假日開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室提供了技術(shù)上的支持，保證實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生、教師及企業(yè)導(dǎo)師的全天候開(kāi)放。不同年級(jí)的學(xué)生也可根據(jù)自身不同情況和需要，自由組合團(tuán)隊(duì)進(jìn)行感興趣的實(shí)驗(yàn)研究，自由進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室。實(shí)行全天候，人性化的管理模式，有效保證了學(xué)生整個(gè)大學(xué)期間從事科研活動(dòng)的連續(xù)性。同時(shí)，中心還根據(jù)學(xué)生的不同水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，進(jìn)行了分層開(kāi)放管理模式。①對(duì)能力稍弱、需要強(qiáng)化基礎(chǔ)的學(xué)生，中心在周末對(duì)他們開(kāi)放，并按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)度分段列出實(shí)驗(yàn)要求。② 對(duì)能力較強(qiáng)、學(xué)有余力學(xué)生，中心除周末外，節(jié)假日、寒暑假也向他們開(kāi)放，并為他們制定開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，以及國(guó)家、省級(jí)、校級(jí)各類比賽或創(chuàng)新項(xiàng)目。通過(guò)以上兩種分層開(kāi)放管理模式，供不同需要的學(xué)生選擇，提高了實(shí)驗(yàn)動(dòng)手和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2.5 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式

學(xué)生選定一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)后，均需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)探索才能取得一定的研究成果。為保證對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程考核，并有效利用實(shí)驗(yàn)的研究成果，中心將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)與參與實(shí)踐基地的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、成功申報(bào)學(xué)生科研立項(xiàng)、各類學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、發(fā)表論文、獲得專利、畢業(yè)論文選題等成果掛鉤，同時(shí)輔以參考學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、學(xué)習(xí)總結(jié)等文字材料，對(duì)學(xué)生給出一個(gè)客觀、綜合的成績(jī)?cè)u(píng)定。這種考核方式廣泛調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，樹(shù)立了優(yōu)秀學(xué)生的典型代表，也大大提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

3 結(jié)語(yǔ)

近幾年，中心通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手與創(chuàng)新能力方面取得了一些成績(jī)，培養(yǎng)了一批專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)習(xí)研究興趣濃厚、實(shí)踐創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生。近年來(lái)，學(xué)生參加各類國(guó)家級(jí)科技或創(chuàng)新競(jìng)賽均獲得獎(jiǎng)勵(lì)，發(fā)表論文數(shù)量逐年遞增，質(zhì)量逐年提升。學(xué)生就業(yè)情況良好，大批學(xué)生進(jìn)入知名科技企業(yè)工作，學(xué)生就業(yè)滿意度，用人單位滿意度測(cè)評(píng)也均在90%以上。取得這些成績(jī)，與學(xué)生的基礎(chǔ)、努力程度有關(guān)，也與中心近年來(lái)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理和協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式分不開(kāi)。探索人才培養(yǎng)之路任重而道遠(yuǎn)，但只要堅(jiān)持不懈，一定能越做越好。