強化開放式實驗教學 培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

王立云 王龍樟

摘 要 培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高等教育改革的根本任務。開放實驗室存在管理、師質(zhì)力量、學術交流以及儀器設備等方面的優(yōu)勢，可以彌補傳統(tǒng)教學在實驗教學方面的不足。利用開放實驗室開展開放式實驗教學，為學生搭建科技創(chuàng)新活動平臺、開展學術交流、培養(yǎng)動手能力、參與對外服務，為社會輸送創(chuàng)新型人才。開放式實驗教學鍛煉了學生的創(chuàng)新思維，提高了學生的動手能力，也因此提高了學生的就業(yè)率。

關鍵詞 開放式實驗室 開放式實驗教學 傳統(tǒng)教學 創(chuàng)新型人才

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.03.036

Abstract Training innovative talents is the fundamental task of higher education reform. Open laboratory has the advantages of management， teacher quality， academic exchanges and equipment， which could overcame the shortcomings of traditional teaching in experimental teaching. Experimental teaching are performed in open laboratories， to build a platform for scientific and technological innovation activities， to carry out academic exchanges for students， to cultivate students' hands-on ability， and to provide students external services， providing more innovative talents' for the community. Open experimental teaching exercises students' innovative thinking， improves students' practical ability， and thus increases students' employment rate.

Keywords open laboratory； open experimental teaching； traditional teaching； innovative talents

0 前言

隨著科技的快速發(fā)展以及社會競爭的日趨激烈，社會對創(chuàng)新型人才的需求越來越高。目前相當多的學生缺乏創(chuàng)新精神，社會適應能力不強，理論聯(lián)系實際的能力不足。積極推動研究型教育，提高學生的創(chuàng)新能力是時代賦予高校的新要求。當代大學生的教育已由過去的注重基礎理論轉(zhuǎn)向素質(zhì)能力全面發(fā)展的創(chuàng)新階段。高校的教育應以拓展學生的專業(yè)能力，培養(yǎng)他們的社會責任感和就業(yè)能力為中心。強化學生的主體地位，積極調(diào)動其主觀能動性、強化興趣和能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，不僅是高等教育深化教學改革的重要目標，也是高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要組成部分。[1]

實驗教學作為理論教學的繼續(xù)和延伸，在培養(yǎng)具有高素質(zhì)的創(chuàng)新型科研人才的過程中占有不可取代的地位。利用資源共享的大型儀器設備，為高校學生開展設計性、研究型實驗非常重要。高校開放式實驗室集教學、實驗、培訓、科研、對外服務于一體，如何使開放實驗室有效的運行，除了充分發(fā)揮其各種優(yōu)勢，積極開展教學實驗、培訓和科研活動外，不斷地改進開放實驗室的運行模式使它更好地為實驗教學服務、為社會服務十分必要。

1 傳統(tǒng)實驗教學方法的不足

大學生在課堂上學的理論知識很多，老師還應指導學生把所學知識運用于實踐工作，服務于社會。傳統(tǒng)實驗教學方法存在明顯的不足：傳統(tǒng)實驗室教學基本都是采用演示實驗教學，但是大型儀器實驗內(nèi)容抽象、復雜，學生預習困難，演示實驗內(nèi)容都由老師提前準備，這樣的實驗方式不能使學生學會主動思考，不能調(diào)動學生的積極性，學生的創(chuàng)新能力也不能得到發(fā)揮。大型儀器分析在靈敏度、準確性及精確度上要求很高，傳統(tǒng)的實驗教學只能指導學生了解實驗過程，不會對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理，這樣嚴重的影響了學生對待科學態(tài)度的嚴謹性。另一方面原有的運行體制由于儀器設備利用率不高，在儀器運行維護過程中，經(jīng)常出現(xiàn)經(jīng)費緊缺現(xiàn)象，因此不但要改變傳統(tǒng)的教學方法，同時還要改變傳統(tǒng)的實驗室運行模式。傳統(tǒng)的實驗室限制了實驗教學方法的提高，也使教學設備嚴重滯后，不利于學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 開放實驗室的優(yōu)勢

開放實驗室有嚴格的科學管理體系。實驗室實行對外有償服務，儀器測試收入的部分作為儀器的維護經(jīng)費，部分作為申購新儀器的經(jīng)費，既保障了儀器的運作經(jīng)費，也促進了實驗室的發(fā)展和不斷壯大，使得實驗室的設備處在良好的進行狀態(tài)，而且還保障了運行設備的更新。由專業(yè)維修人員承擔日常保養(yǎng)，設立了大型儀器運行和維修的專項基金，確保大型儀器的正常運行?？茖W的管理措施促進了開放實驗室的良性循環(huán)。國家重點實驗室成立以來，建立健全了一整套完整、實用的大型儀器設備管理規(guī)章制度、操作規(guī)程，實驗室作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地，為了確保開放式實驗室的高效運行，各大型儀器設備的使用、管理、維護和保養(yǎng)等方面都有實驗技術人員專職負責管理。[2]

開放式實驗室不但設備先進，運行穩(wěn)定，而且還擁有一支高水平的教師隊伍，高級職稱占比94%，高職人員中院士、杰青和長江學者占比1/3。這支高水平的教師隊伍有助于指導學生進行科研訓練，能使學生了解和掌握科研方法，提高學生的專業(yè)素質(zhì)，將科研進展和實驗教學融合在一起，拉近了抽象理論和實際的距離，培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際的能力，提高了學生的學習興趣，從而提高了學生的綜合素質(zhì)和科研能力。

通過實驗室人員隊伍建設促進開放式實驗室的高效運行。定期參加國內(nèi)外學術交流活動已經(jīng)成為實驗技術人員崗位的要求，這樣可以保證儀器管理人員了解本專業(yè)檢測技術和檢測儀器的現(xiàn)狀，掌握本領域國內(nèi)外檢測技術、檢測儀器的發(fā)展前沿。不斷開發(fā)和擴展現(xiàn)有儀器設備平臺的功能和應用領域，適應現(xiàn)代科學研究不斷更新的要求，更加有利于大型儀器的開放共享。[3]

開放實驗室擁有大型儀器的平臺體系。實驗室主要有地質(zhì)學和地質(zhì)資源與地質(zhì)工程兩大學科支撐，地質(zhì)學包含深部地球物質(zhì)研究和微區(qū)地球化學兩大平臺，地質(zhì)資源與地質(zhì)工程學科由成礦系統(tǒng)和成礦預測與評價兩大平臺構(gòu)成。在四個平臺體系中，大于40萬元的儀器有48臺，這些儀器支撐起地質(zhì)科學前沿的研究平臺。

3 利用開放實驗室開展開放式實驗教學

搭建大學生科技創(chuàng)新活動平臺。該平臺不僅為學生提供了培養(yǎng)科研素質(zhì)和展示自我的機會，同時也把教師的教學科研工作與學生的科技創(chuàng)新有機的結(jié)合起來。開放實驗室不僅持續(xù)組織對本校學生、外單位實驗人員的上機培訓和數(shù)據(jù)處理方法培訓，同時還承擔學生實驗教學任務以及畢業(yè)生畢業(yè)論文的實驗測試部分。[4]實驗室建立了網(wǎng)上預約平臺，學生可以根據(jù)儀器設備開放時間和本人時間自主預約實驗項目，讓學生課余時間能多一些上儀器的機會，使學生更加熟練的掌握儀器，這樣有助于提高學生的綜合素質(zhì)，提高學生的社會競爭力。[5]

大學生科技創(chuàng)新活動平臺在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要的作用。學生的創(chuàng)新思維不可能憑空產(chǎn)生，從多方面提供給學生實踐機會，在不斷的實踐中發(fā)現(xiàn)問題，才能萌發(fā)創(chuàng)新思想。大學生實踐創(chuàng)新計劃項目是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的全新途徑。學生可以通過申請學校的大學生創(chuàng)新項目，根據(jù)項目需求進行實驗測試，也可以采用和老師合作，參加老師的科研項目，還可以申請實驗室設立的助管、助研崗位，從多種渠道獲取實踐機會。[6]實驗室各平臺團隊的學生活動踴躍，SEDI地球深部研究團隊、ODM公開討論會、IAMG-SCC國際數(shù)學地球科學協(xié)會學生分會每周一次討論會，在討論會上學生相互交流自己實驗成果，共同解決遇到的問題，在解決問題的過程中，每個參與的學生都得到了鍛煉，讓學生在相互交流中提高創(chuàng)新能力。討論會由優(yōu)秀學生負責組織，團隊老師參加并給予指導。這樣的實驗教學形式變被動為主動，為培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件。

大學生科技創(chuàng)新活動平臺推動了學生動手能力的培養(yǎng)。實驗室采取與國際接軌的方式，要求學生親自上機操作，自己處理樣品和整理數(shù)據(jù)。不僅大大提升了學生的動手能力，而且大大促進了學生的科研創(chuàng)新思維。作為實驗室機組成員的碩士研究生和博士研究生，都要參加長期的嚴格培訓，必須具備獨立運行管理儀器和獨立開展分析測試服務的能力，深刻掌握儀器的基礎理論知識和原理以及儀器發(fā)展的最新情況，而且可以解決儀器的一般軟硬件故障問題，擁有儀器測試功能開發(fā)和研究的能力。

學生參與對外服務。實驗室對所有儀器設備全部實行統(tǒng)一管理，分級負責，聘任在儀器設備使用、維護和保養(yǎng)等方面有技術專長的實驗技術人員專職管理儀器，負責儀器的日常記錄，儀器的日常維護以及儀器報修、安全等。為了確保大型儀器的正常運行，制定了管理及使用人員崗位職責，儀器設備使用者采取先預約登記，然后使用的原則。任何使用者必須掌握儀器設備的性能與操作程序后方可上機操作，每臺儀器聘用了1-2名助管，學生助管經(jīng)過嚴格培訓，要求能熟練掌握儀器操作，與儀器管理人員共同管理儀器，這樣可延長儀器的工作時間，提高儀器的利用率（表1）。由于對外服務工作出色，激光機組連續(xù)7年在華中地區(qū)大型科學儀器共用網(wǎng)評中榮獲一等獎，由國際地球化學分析家聯(lián)合會組織的GeoPT盲樣檢測中也連續(xù)7年名列分析測試水平世界前列。這種學生參與的對外服務，不僅是對開放實驗室的肯定，更是對學生實驗教學水平的肯定。

開放式實驗教學成果豐碩。通過開放實驗教學，學生對大型儀器有了深入的了解，動手能力增強，學生的整體素質(zhì)得到提高，這種培養(yǎng)模式與社會發(fā)展相適應，培養(yǎng)出了具有創(chuàng)造性思維和獨立工作能力的人才。畢業(yè)生反饋意見統(tǒng)計顯示，實行開放式實驗教學模式培養(yǎng)出的學生在實習或就業(yè)崗位上能夠熟練應用所學知識和技能，得到社會的好評。開放實驗室不僅提高大型儀器的開放程度，而且測試成果也非常顯著，所用測試數(shù)據(jù)在論著論文中無論是數(shù)量還是質(zhì)量都有了大幅提高（表1）。

總之，開放實驗室提高了大型儀器的開放程度，測試數(shù)據(jù)大幅提高論著論文的數(shù)量和質(zhì)量。在全國高校中，開放實驗室的大型儀器開放程度和機時率以及對外服務等方面名列前茅，分析方法的創(chuàng)新和高質(zhì)量的分析數(shù)據(jù)為科研創(chuàng)新提供了強大技術支撐。開放式實驗教學使學生的創(chuàng)新思維得到了鍛煉，提高了學生的動手能力，其所培養(yǎng)的學生得到了社會的廣泛認可。開放實驗教學不僅提高了學生的創(chuàng)新能力，也因此提高了學生的就業(yè)率。

4 結(jié)論

開放實驗室利用嚴格的科學管理體系、高水平的老師隊伍、國內(nèi)外的學術交流和大型儀器的平臺體系，為學生搭建科技創(chuàng)新活動平臺、培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維，為學生提供對外服務的訓練和對外學術交流的機會，克服傳統(tǒng)實驗教學中接觸先進設備和優(yōu)秀科研團隊難的問題，為社會提供創(chuàng)新型科技人才，增加了學生的就業(yè)率。

參考文獻

[1] 劉志軍.實驗改革和實施開放實驗模式的創(chuàng)新實踐[J].實驗技術與管理，2006.23（1）.

[2] 盧艷軍.開放式實驗教學模式的探討[J].實驗室科學，2009（1）.

[3] 徐志君，隋成華，魏高堯.實驗教學示范中心的共建與共享[J].實驗室研究與探索，2012.31（2）.

[4] 張偉，郭順京.開放式實驗教學網(wǎng)絡建設的研究[J].實驗室科學，2011（1）.

[5] 鄒龍江，高路斯，史淑艷.大型貴重儀器開放式實驗教學研究與實踐.實驗室科學，2013.16（3）.

[6] 倪海兒，李和生.大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系構(gòu)建.寧波大學學報（教育科學報），2013.35（4）.