高校實(shí)驗(yàn)室向中學(xué)生開放的初探

許 瑾，劉佳霖

（上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，上海 200030）

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室作為重要教育資源，需要對(duì)社會(huì)教育體系的進(jìn)步以及培育中學(xué)拔尖人才貢獻(xiàn)力量。高校實(shí)驗(yàn)室與中學(xué)生創(chuàng)新型學(xué)習(xí)相結(jié)合，通過(guò)舉辦夏令營(yíng)活動(dòng)以激發(fā)中學(xué)生科研興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新精神，養(yǎng)成實(shí)踐能力為宗旨，通過(guò)沉浸式體驗(yàn)，把現(xiàn)代化的科學(xué)知識(shí)引入學(xué)生們的學(xué)習(xí)生活中，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索精神，從而培養(yǎng)和提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在參加活動(dòng)的同時(shí)讓學(xué)生感受高校學(xué)術(shù)氛圍，體驗(yàn)科學(xué)研究中的樂(lè)趣，并能夠與專業(yè)老師進(jìn)行面對(duì)面的交流，引導(dǎo)學(xué)生們用探索的眼光看待生活，用創(chuàng)新的想法面對(duì)挑戰(zhàn)，從而不斷認(rèn)識(shí)自己的潛能，明晰自己的志向。本文通過(guò)我校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院公共平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室連續(xù)3 年舉辦中學(xué)生夏令營(yíng)的意義、面臨問(wèn)題、有效解決途徑進(jìn)行探討，并通過(guò)對(duì)活動(dòng)效果的反思提出改進(jìn)建議和措施，為更好擴(kuò)大高校實(shí)驗(yàn)室功能，向社會(huì)開放實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源提供參考。

1 高校實(shí)驗(yàn)室向中學(xué)生開放的意義

（1）助力對(duì)高中生評(píng)價(jià)體系的改革。中學(xué)階段是一個(gè)人創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。這個(gè)階段的學(xué)生身心發(fā)展趨于成熟，自我意識(shí)逐漸強(qiáng)烈，個(gè)性逐步形成，是培養(yǎng)創(chuàng)新科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期［1］。高考改革試點(diǎn)的背景下，中學(xué)生科學(xué)創(chuàng)作學(xué)習(xí)成果及其評(píng)價(jià)作為“創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力“板塊的重要評(píng)價(jià)內(nèi)容被納入學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)的整體框架中，也是各中學(xué)及高校在招生錄取過(guò)程中十分重視的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)信息［2］。然而各中學(xué)在幫助學(xué)生申請(qǐng)科創(chuàng)項(xiàng)目時(shí)會(huì)碰到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)困難、實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后、師資力量薄弱等瓶頸，在這一困境下，他們往往會(huì)向各大科研院校尋求幫助。基于高中研究型課程實(shí)施的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，社會(huì)力量的加入支撐是提高學(xué)生研究型學(xué)習(xí)資源配置水平與過(guò)程指導(dǎo)質(zhì)量的必要補(bǔ)充［3］。

（2）助力高中教育質(zhì)量提升，拓展高校實(shí)驗(yàn)室資源為社會(huì)服務(wù)的功能。我校要成為世界一流大學(xué)，在繼續(xù)加強(qiáng)自身建設(shè)的同時(shí)，也要推動(dòng)整個(gè)教育體系的發(fā)展，肩負(fù)起服務(wù)社會(huì)的責(zé)任，真正實(shí)現(xiàn)教育強(qiáng)國(guó)目標(biāo)?！渡虾Ｊ兄虚L(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020 年）》中提出：“探索建立高中和大學(xué)的有效合作機(jī)制，鼓勵(lì)大學(xué)向高中開放課程、實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)資源，為部分學(xué)有余力的高中生開辟學(xué)習(xí)發(fā)展的新途徑。建設(shè)和發(fā)展課外創(chuàng)新教育機(jī)構(gòu)，拓展學(xué)生課余學(xué)習(xí)和研究的新空間”［4］。由此可見，中學(xué)與高校協(xié)同合作，助力高中教育質(zhì)量提升已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)教育突破的重點(diǎn)之一［5-7］。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院擁有學(xué)術(shù)造詣深厚、科研成果卓著的知名學(xué)者，學(xué)院實(shí)驗(yàn)室也擁有先進(jìn)的儀器設(shè)備和完善的配套設(shè)施，在此優(yōu)良的資源條件下，學(xué)院公共平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室與非學(xué)歷辦公室將“高中生科技夏令營(yíng)”與“實(shí)驗(yàn)室資源社會(huì)開放”相結(jié)合，不僅開闊了中學(xué)生科研思維與眼界，幫助他們更好地去申請(qǐng)規(guī)劃科學(xué)創(chuàng)新項(xiàng)目，更是拓寬了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室功能，提高實(shí)驗(yàn)室資源的使用率，真正起到高校服務(wù)社會(huì)的職能。

2 高校實(shí)驗(yàn)室向中學(xué)生開放須注意的問(wèn)題

（1）必須處理好實(shí)驗(yàn)室的正常工作與服務(wù)夏令營(yíng)的關(guān)系。高校實(shí)驗(yàn)室的主要日常工作內(nèi)容是開展各項(xiàng)科研教學(xué)活動(dòng)［8-10］，對(duì)于籌辦夏令營(yíng)等社會(huì)公益活動(dòng)缺乏經(jīng)驗(yàn)。如何在不影響正常工作的情況下，充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)室資源，有組織有條理地策劃好夏令營(yíng)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓參加活動(dòng)的同學(xué)受益的同時(shí)，擴(kuò)大學(xué)校學(xué)院影響力，提升實(shí)驗(yàn)室服務(wù)質(zhì)量是整個(gè)夏令營(yíng)活動(dòng)的核心問(wèn)題。

（2）必須針對(duì)中學(xué)生的基本情況，安排夏令營(yíng)的活動(dòng)內(nèi)容。高校實(shí)驗(yàn)室主要使用人員是科研工作人員、實(shí)驗(yàn)室?guī)Ы汤蠋?、本科生及研究生?1］。實(shí)驗(yàn)室相關(guān)課程也是根據(jù)學(xué)校要求進(jìn)行設(shè)置和考核［12］。對(duì)于中學(xué)生來(lái)講，他們的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是各學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)。如何通過(guò)夏令營(yíng)課程的編排，在中學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平的基礎(chǔ)上，用淺顯易懂的講解和實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)，讓他們?cè)趯W(xué)到生物醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域核心知識(shí)的同時(shí)，真正體會(huì)到學(xué)科價(jià)值所在，也是我們?cè)诨I辦夏令營(yíng)活動(dòng)時(shí)面臨的重要問(wèn)題。

（3）必須高度重視中學(xué)生夏令營(yíng)的安全教育與管理。高校本科生及研究生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前，都經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和安全培訓(xùn)，會(huì)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度［13］。而中學(xué)生缺乏相應(yīng)理論知識(shí)，不能深刻了解到各種不安全行為后面的真正原因，并且中學(xué)生自我約束能力相對(duì)較弱，如何在活動(dòng)中對(duì)他們進(jìn)行有效管理，在遵守實(shí)驗(yàn)室制度的同時(shí)，發(fā)揮其潛能盡可能在短時(shí)間內(nèi)獲取知識(shí)，是我們?cè)诨I辦夏令營(yíng)活動(dòng)時(shí)不斷平衡和解決的問(wèn)題。

（4）正確處理好工作績(jī)效與公益活動(dòng)的關(guān)系?，F(xiàn)階段，高校對(duì)科研老師的考評(píng)指標(biāo)主要包括發(fā)表文章的數(shù)量及質(zhì)量、申請(qǐng)到的科研項(xiàng)目數(shù)、本科生研究生授課量等［14-15］，對(duì)于夏令營(yíng)等公益活動(dòng)的參與全憑自身對(duì)本學(xué)科的熱愛(ài)以及社會(huì)科普的自身責(zé)任感，如何形成長(zhǎng)效機(jī)制增加學(xué)院老師的積極性，自覺(jué)自愿參加活動(dòng)的同時(shí)，還有工作成就感及滿足感，也是我們不斷探索和討論的問(wèn)題。

3 高校實(shí)驗(yàn)室向中學(xué)生開放有效途徑

針對(duì)以上問(wèn)題，學(xué)院公共平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)3 年夏令營(yíng)活動(dòng)的摸索與總結(jié)，形成了一套初見成效的工作方法，不僅保證了夏令營(yíng)活動(dòng)的順利開展，同時(shí)也搭建了中學(xué)與學(xué)院實(shí)驗(yàn)室協(xié)同培育創(chuàng)新人才的橋梁，讓參與活動(dòng)的同學(xué)和老師都能有所收獲。

（1）制定工作推進(jìn)表，確保所有工作內(nèi)容在時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成。中學(xué)生夏令營(yíng)活動(dòng)從前期準(zhǔn)備、活動(dòng)執(zhí)行直到后期總結(jié)，工作內(nèi)容繁多，各事項(xiàng)之間環(huán)環(huán)相扣。如何能抓住主線，同時(shí)兼顧細(xì)節(jié)，制定詳細(xì)可行的推進(jìn)表可以有效提高活動(dòng)的組織效率。①夏令營(yíng)活動(dòng)早期策劃階段，在推進(jìn)表中羅列出主要工作目標(biāo)及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，使整個(gè)活動(dòng)概貌立體凸顯，在千頭萬(wàn)緒的工作中理出工作重點(diǎn)主線，這樣在籌備工作中不會(huì)有影響大局的遺漏或失誤出現(xiàn)；②在活動(dòng)準(zhǔn)備階段，對(duì)照推進(jìn)表根據(jù)實(shí)際需求添加工作細(xì)節(jié)，逐步完善活動(dòng)流程，做到活動(dòng)執(zhí)行時(shí)有條不紊，在不偏離主題的前提下，盡量滿足學(xué)生們個(gè)性化的需要求，讓活動(dòng)更加精彩豐富；③在活動(dòng)總結(jié)階段，根據(jù)活動(dòng)實(shí)際效果對(duì)推進(jìn)表內(nèi)容進(jìn)行修改補(bǔ)充，為下一年度的活動(dòng)的改進(jìn)提供參考，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，還能對(duì)每一個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)有所思考和完善，真正做到每一年的夏令營(yíng)活動(dòng)都有創(chuàng)新和亮點(diǎn)。

（2）結(jié)合中學(xué)生自身特點(diǎn)及學(xué)院學(xué)科特色，為學(xué)生們量身定做一系列的科研講座和實(shí)驗(yàn)觀摩及實(shí)踐。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是應(yīng)用現(xiàn)代工程技術(shù)方法，探索研究對(duì)疾病的“早期診治”和“精確化、個(gè)性化、微創(chuàng)化”治療和康復(fù)手段的綜合性交叉學(xué)科，具有跨越數(shù)、理、化、機(jī)、電、醫(yī)等多學(xué)科、廣范圍、高層次交叉融合特征。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合中學(xué)生自身能力和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，與授課老師一同探討如何量身定做系列科普講座及實(shí)踐，讓學(xué)生們由淺入深逐漸了解各學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，使他們真正感受到生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科不但可以直接為解決臨床一線問(wèn)題提供技術(shù)和解決方案，更可以前瞻性地引領(lǐng)新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)和新型診療方法的產(chǎn)生與落實(shí)［16］。

（3）與參加夏令營(yíng)的中學(xué)以及授課老師保持及時(shí)高效的溝通是貫穿整個(gè)活動(dòng)始終的核心內(nèi)容。①在活動(dòng)籌備階段，活動(dòng)主題、參加人數(shù)、時(shí)間、地點(diǎn)、課程內(nèi)容的設(shè)置是一個(gè)系統(tǒng)而又繁瑣的工作環(huán)節(jié)，需要在和相關(guān)中學(xué)及授課老師反復(fù)的協(xié)商后才能逐漸確認(rèn)，在這個(gè)過(guò)程中需要建立高效的溝通機(jī)制達(dá)到信息快速準(zhǔn)確地獲取，并通過(guò)信息整合迅速做出相應(yīng)的決策，高效率的完成活動(dòng)方案的制定和確認(rèn)；②在活動(dòng)執(zhí)行過(guò)程中，隨著對(duì)課程內(nèi)容的深入了解，學(xué)生的興趣點(diǎn)有可能會(huì)發(fā)生改變，甚至對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)希望老師能給予有更加專業(yè)前沿的講解。在這種情況下，在執(zhí)行既定課程表的同時(shí)，也會(huì)隨時(shí)收集學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的反饋，并與相關(guān)授課老師進(jìn)行溝通，進(jìn)一步優(yōu)化課程內(nèi)容或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，真正起到夏令營(yíng)活動(dòng)在學(xué)生中的引領(lǐng)作用。此外，建立高效的溝通機(jī)制可以應(yīng)對(duì)活動(dòng)過(guò)程中的各種突發(fā)狀況，在第一時(shí)間內(nèi)把信息準(zhǔn)確快速地傳達(dá)給學(xué)生和老師，避免由于信息不對(duì)稱影響活動(dòng)效果；③夏令營(yíng)活動(dòng)結(jié)束后，需要和學(xué)生保持長(zhǎng)期的溝通，收集他們對(duì)活動(dòng)效果的反饋，為來(lái)年夏令營(yíng)活動(dòng)的準(zhǔn)備提供參考。同時(shí)有些學(xué)生希望能與相關(guān)授課老師保持長(zhǎng)期的合作交流，通過(guò)夏令營(yíng)的后續(xù)效應(yīng)，極大地?cái)U(kuò)展了夏令營(yíng)活動(dòng)在中學(xué)生中的影響力，幫助學(xué)生在科創(chuàng)實(shí)踐中能得到高質(zhì)量的專業(yè)指導(dǎo)，進(jìn)一步開放高校實(shí)驗(yàn)室優(yōu)越的師資力量及大型先進(jìn)儀器資源，為社會(huì)科普工作推進(jìn)發(fā)揮重要的社會(huì)職能。

（4）根據(jù)中學(xué)生自身特點(diǎn)，設(shè)置與之相適應(yīng)的管理體系和方法。在保證夏令營(yíng)活動(dòng)安全進(jìn)行的前提下，讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)充分發(fā)掘潛能，汲取更多的知識(shí)儲(chǔ)備，有利于培育他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新人格，為今后校內(nèi)外科技創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。中學(xué)生和大學(xué)生、研究生相比，他們沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全認(rèn)識(shí)不深刻，但是對(duì)新鮮的環(huán)境、設(shè)備、試劑等充滿好奇，為了保證夏令營(yíng)活動(dòng)安全有序進(jìn)行，在活動(dòng)安排及課程設(shè)置上要充分考慮到中學(xué)生這一特點(diǎn)制定有效的管理體系，譬如在活動(dòng)報(bào)名時(shí)就要以簽訂安全承諾書的形式讓參與學(xué)校及學(xué)生意識(shí)到安全重要性，開營(yíng)第一課內(nèi)容重點(diǎn)用各種生動(dòng)的案例給學(xué)生敲響安全警鐘，在動(dòng)手操作環(huán)節(jié)中盡可能避免讓學(xué)生接觸銳器、有毒有害試劑等有安全隱患的物品?？傊?，通過(guò)不同環(huán)節(jié)設(shè)置，讓“安全”及“規(guī)則”時(shí)刻烙印在學(xué)生腦海，為今后養(yǎng)成良好的科研思維及習(xí)慣打下基礎(chǔ)。

（5）通過(guò)各種途徑調(diào)動(dòng)授課老師的積極性。除了向?qū)W院申請(qǐng)各種獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制外，要及時(shí)表達(dá)學(xué)生對(duì)活動(dòng)效果的正面反饋，積極推動(dòng)學(xué)生與授課老師后續(xù)的深入合作交流，讓參與的老師有工作成就感并能體會(huì)到夏令營(yíng)活動(dòng)帶來(lái)的附加效應(yīng)，譬如在與學(xué)生的溝通交流過(guò)程中，他們也會(huì)不斷拓寬專業(yè)知識(shí)及社會(huì)認(rèn)知領(lǐng)域，甚至在學(xué)生各種奇思妙想的碰撞下，迸發(fā)出新的學(xué)術(shù)火花。此外，夏令營(yíng)活動(dòng)也會(huì)讓高校老師對(duì)新時(shí)代的中學(xué)生有全新的認(rèn)識(shí)，如何與他們進(jìn)行溝通、傾聽他們的見解、快速準(zhǔn)確抓住他們的興趣點(diǎn)并加以引導(dǎo)，也會(huì)幫助他們?cè)谌粘１究粕芯可芾硖峁┬碌乃悸泛头椒ā?/p>

4 高校實(shí)驗(yàn)室向中學(xué)生開放的效果及改進(jìn)

4.1 活動(dòng)效果

在連續(xù)3 年的中學(xué)生夏令營(yíng)活動(dòng)中，來(lái)自8 所重點(diǎn)高中的學(xué)生和老師通過(guò)豐富多彩的課程全方位多角度與生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)學(xué)科進(jìn)行了親密接觸，參加了XCT顯微鏡原理講座課程，并采集身邊細(xì)小生物利用超高分辨的實(shí)驗(yàn)CT 設(shè)備觀察其內(nèi)部精微的三維結(jié)構(gòu)；聆聽了小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相關(guān)倫理知識(shí)講座，觀摩并動(dòng)手實(shí)踐了實(shí)驗(yàn)小白鼠的灌胃、尾靜脈注射、腦血管病動(dòng)物模型的制備等實(shí)驗(yàn)操作；親手制備與臨床檢驗(yàn)相關(guān)的熒光磁性微球；學(xué)習(xí)超聲成像設(shè)備的檢測(cè)和治療疾病的工作原理，并親自用超聲設(shè)備尋找自己的血管并檢測(cè)血流速度；接觸到組織工程與生物材料相關(guān)前沿學(xué)科，制備水凝膠顆粒，并且領(lǐng)略了生物3D 打印機(jī)是如何參與構(gòu)建人體組織的先進(jìn)技術(shù)；通過(guò)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)嵌入式技術(shù)，了解到心電圖，血氧指數(shù)等醫(yī)學(xué)常見指標(biāo)是如何形成及其含義，并親手操作了血氧儀、心電圖設(shè)備等。

最后閉營(yíng)總結(jié)時(shí)，學(xué)生們熱情洋溢的匯報(bào)了他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，通過(guò)PPT 向評(píng)委專家們?cè)敿?xì)闡述了學(xué)習(xí)中收獲的知識(shí)和感想，更是有學(xué)生針對(duì)當(dāng)前的醫(yī)療診療技術(shù)大膽提出了自己見解和改進(jìn)措施，贏得了專家的贊許。同時(shí)通過(guò)此次夏令營(yíng)，使學(xué)生們有機(jī)會(huì)感受到高校教育的學(xué)習(xí)氛圍和科研工作者的嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度，這對(duì)他們今后良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成以及挖掘自身潛能樹立奮斗目標(biāo)提供了幫助。

4.2 活動(dòng)改進(jìn)

通過(guò)近3 年中學(xué)生夏令營(yíng)的開展，激發(fā)了中學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的興趣，拓寬了他們對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的認(rèn)知，推動(dòng)了神經(jīng)生物、納米材料、醫(yī)療儀器等學(xué)科的普及，為今后的升學(xué)志愿報(bào)考以及職業(yè)規(guī)劃提供指導(dǎo)參考和幫助。同時(shí)，在夏令營(yíng)活動(dòng)后期總結(jié)中發(fā)現(xiàn)還有以下3 點(diǎn)需要改進(jìn)和完善：

（1）在活動(dòng)早期籌辦中，要加大夏令營(yíng)活動(dòng)的宣傳力度，通過(guò)不同形式讓學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科有初步概念，避免因?yàn)槊つ侩S眾報(bào)名降低活動(dòng)效果，真正讓對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域有興趣的學(xué)生參與到活動(dòng)中。

（2）高校實(shí)驗(yàn)室因?yàn)樵O(shè)備種類繁多且體積較大，操作空間比較狹小，所以在開展夏令營(yíng)活動(dòng)前，對(duì)實(shí)驗(yàn)室擺設(shè)要有所規(guī)劃，在不影響日常教學(xué)科研的前提下，把利用率低且易搬動(dòng)的儀器設(shè)備暫時(shí)收納起來(lái)，騰出空間可容納更多學(xué)生觀摩和動(dòng)手操作。

（3）有些學(xué)生在參加夏令營(yíng)活動(dòng)時(shí)，同時(shí)還安排有其他諸如補(bǔ)習(xí)班、競(jìng)賽、旅游等活動(dòng)，這就會(huì)影響夏令營(yíng)活動(dòng)的整體效果。為此，早期報(bào)名時(shí)就要做好提醒，要求參與者妥善做好安排，不要無(wú)故缺席活動(dòng)。

5 結(jié)語(yǔ)

高校實(shí)驗(yàn)室除了在承擔(dān)教學(xué)與科研任務(wù)同時(shí)，還要依托自身優(yōu)質(zhì)的師資及技術(shù)資源，更加積極主動(dòng)參與到社會(huì)科普服務(wù)中去，通過(guò)不同形式的講座或夏令營(yíng)活動(dòng)，讓科學(xué)知識(shí)走進(jìn)小學(xué)、中學(xué)，激發(fā)他們從小學(xué)科學(xué)、懂科學(xué)、用科學(xué)、愛(ài)科學(xué)的精神，為提高我國(guó)國(guó)民科學(xué)素養(yǎng)助力，真正起到高校反哺社會(huì)的職能。