新工科背景下地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理

肖芳偉 陳佳 張建偉

摘 要：本文以中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)為例，分析了新工科背景下地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室使用需求特點(diǎn)及運(yùn)行現(xiàn)狀，并從實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理兩個(gè)方面提出針對(duì)性的改革措施與優(yōu)化方案，其具體措施有：明確補(bǔ)充建設(shè)目標(biāo)，優(yōu)化建設(shè)方案;優(yōu)化、補(bǔ)充現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室配置，拓展其使用功能;優(yōu)化標(biāo)本存取與管理方式;推進(jìn)管理制度建設(shè)，力促規(guī)范化使用。實(shí)踐證明，這些措施有效解決了新工科背景下實(shí)驗(yàn)室的主要問(wèn)題，確保了實(shí)驗(yàn)室的有序高效運(yùn)行，切實(shí)保障了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)學(xué);實(shí)驗(yàn)室建設(shè);實(shí)驗(yàn)室管理

為適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢(shì)，緊緊圍繞國(guó)家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設(shè)發(fā)展新工科，探索形成中國(guó)特色、世界水平的工程教育體系，促進(jìn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)，教育部明確提出了深入開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的改革任務(wù)[1]。新工科的內(nèi)涵是以立德樹(shù)人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，具有戰(zhàn)略型、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開(kāi)放式的特征[2]。在新工科背景下，各高校都在積極探索教育教學(xué)模式的研究和改革，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面表現(xiàn)尤為活躍[3-5]。中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)（以下簡(jiǎn)稱校區(qū)）以建成國(guó)內(nèi)一流的高等工程教育示范基地為目標(biāo)，致力于高層次、應(yīng)用型、國(guó)際化人才培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)尤為關(guān)鍵。地質(zhì)學(xué)科是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)更是重中之重。

圍繞“培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才”這一目標(biāo)，地質(zhì)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室涉及的實(shí)驗(yàn)課程多、學(xué)時(shí)長(zhǎng)、學(xué)生人數(shù)多，這對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)質(zhì)量與運(yùn)行效率提出了更高要求。本文以校區(qū)為例，對(duì)新工科背景下地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的使用需求及現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理提出針對(duì)性的改革措施與優(yōu)化方案，以期為同類院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理的改革與創(chuàng)新提供借鑒。

1 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀分析

校區(qū)資源勘查工程專業(yè)2016年開(kāi)始招生，首屆學(xué)生人數(shù)為82人，自2017年開(kāi)始，每年招生人數(shù)維持在105人;石油工程專業(yè)招生情況相似;勘查技術(shù)與工程專業(yè)2020年開(kāi)始招生，每年招生人數(shù)維持在70人;四年在校生將常年維持在1100人左右。根據(jù)該類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，為滿足教學(xué)需求，通過(guò)近2年的時(shí)間，先后完成了普通地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室、結(jié)晶礦物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、巖礦實(shí)驗(yàn)室、沉積巖與沉積相實(shí)驗(yàn)室、構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室等共5項(xiàng)6間基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。所有實(shí)驗(yàn)室目前試運(yùn)行近2年，根據(jù)試運(yùn)行整體情況來(lái)看，存在以下問(wèn)題：

1.1 基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系尚需完善

目前，基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系尚無(wú)法全面滿足相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，部分實(shí)驗(yàn)課程尚無(wú)與之相匹配的實(shí)驗(yàn)室條件。實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要借助于其他單位的實(shí)驗(yàn)室條件，在借用以及使用的過(guò)程中困難重重。比如，《古生物地層與地史學(xué)》是資源勘查工程的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)必不可少，且其實(shí)驗(yàn)設(shè)備與其他專業(yè)課并不通用，但本校區(qū)缺乏配套的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，目前一直借用鄰近的某職業(yè)院校相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，由此造成一系列問(wèn)題。首先，在課程的時(shí)間安排上，自主性受到很大制約;其次，對(duì)于設(shè)備及標(biāo)本的使用和管理混亂，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備效率低;再次，借用的設(shè)備和標(biāo)本質(zhì)量較差，且標(biāo)本的門(mén)類并不能很好地滿足教學(xué)需求，授課效果大打折扣。

1.2 已建成實(shí)驗(yàn)室的容量無(wú)法滿足教學(xué)需求

目前已建成的巖礦實(shí)驗(yàn)室受場(chǎng)地和設(shè)備受限，造成所承擔(dān)的《造巖礦物學(xué)》《巖漿巖及變質(zhì)巖石學(xué)》《巖礦薄片鑒定》等課程時(shí)效性較差，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量保障有所欠缺。

具體而言，巖礦實(shí)驗(yàn)室共32套學(xué)生設(shè)備（主要包括32套三目偏光顯微鏡、32套巖礦薄片及手標(biāo)本），每次最多只能容納32人，而實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)每年級(jí)3個(gè)自然班，約95～105人，這就需要分3～4組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，時(shí)間上必須錯(cuò)開(kāi)。而相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)課都是穿插在理論課中間進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課與理論課環(huán)環(huán)相扣、緊湊銜接，兩節(jié)理論課之間的實(shí)驗(yàn)課必須在較短時(shí)間內(nèi)完成。同時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程安排正好是在該專業(yè)各類課程最飽滿的階段，學(xué)生的課表非常滿;再者，實(shí)驗(yàn)課程自身學(xué)時(shí)較多。因此，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程的分組安排在避免與課表沖突的情況下，往往與理論課的銜接受到影響，教學(xué)質(zhì)量無(wú)法得到保障。同理，類似的沉積巖與沉積相實(shí)驗(yàn)室也存在同樣的問(wèn)題。

1.3 實(shí)驗(yàn)課程多、學(xué)時(shí)長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作量大

秉承校區(qū)應(yīng)用型教學(xué)理念，資源勘查工程專業(yè)的專業(yè)課程全部包含實(shí)驗(yàn)部分，且占比接近一半。同時(shí)，相較同類高校同類專業(yè)，增設(shè)了大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)。以目前的資源勘查工程、石油工程2個(gè)本科專業(yè)計(jì)算，每學(xué)年的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作量近70000總?cè)藭r(shí)，而目前地質(zhì)系實(shí)驗(yàn)員僅為2名，平均每人的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了同類學(xué)校同類崗位。

1.4 學(xué)生人數(shù)多，儀器設(shè)備管理難度大

如前文所述，參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生總?cè)藬?shù)多。同時(shí)，各類實(shí)驗(yàn)設(shè)備精密性高，需經(jīng)常校正，如三目偏光顯微鏡、生物顯微鏡等;各類器材小巧易隨意挪動(dòng)，歸納整理難度較大，如各類礦物巖石手標(biāo)本及薄片標(biāo)本、晶體光學(xué)模型、古生物標(biāo)本以及各類輔助工具等;以上各類設(shè)備、器材如使用不當(dāng)，極易損壞，各類標(biāo)本、輔助工具易被夾帶丟失，監(jiān)管難度大。

2 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理優(yōu)化辦法

針對(duì)以上情況，有必要根據(jù)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理進(jìn)行優(yōu)化，建立起一套完善的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系，制定一套合理高效的管理方案，進(jìn)一步提高地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理水平，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的順利開(kāi)展，全面滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。

2.1 明確補(bǔ)充建設(shè)目標(biāo)，優(yōu)化建設(shè)方案

首先，通過(guò)對(duì)照相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案中的課程體系，結(jié)合在校生規(guī)模實(shí)際，審視現(xiàn)有的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室條件，明確急需補(bǔ)充建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室。截至目前，校區(qū)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本齊全，但非常缺乏《古生物地層與地史學(xué)》實(shí)驗(yàn)條件。在明確目標(biāo)之后，深入調(diào)研其他高?；騿挝坏念愃茖?shí)驗(yàn)室條件及運(yùn)行情況，認(rèn)真總結(jié)其優(yōu)點(diǎn)與不足，同時(shí)借鑒本校區(qū)其他實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)古生物實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。古生物實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備包括兩個(gè)方面：多類型生物顯微鏡和各門(mén)類古生物標(biāo)本，其方案優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何在有限的經(jīng)費(fèi)內(nèi)采購(gòu)最合適的設(shè)備種類和數(shù)量，以期達(dá)到最好的教學(xué)效果。例如，通過(guò)分析其他單位的古生物標(biāo)本，結(jié)合本校區(qū)的教學(xué)實(shí)際進(jìn)行古生物標(biāo)本門(mén)類的精選，既保證門(mén)類齊全，又避免類似門(mén)類的重復(fù);在生物顯微鏡的選擇上，同時(shí)需要透視鏡和體視鏡兩種類型，但其中體視鏡使用的頻次較低，為此，我們采用互動(dòng)方案，將所有學(xué)生機(jī)與教師機(jī)組成交互教學(xué)系統(tǒng)，一方面可以降低體視鏡的采購(gòu)數(shù)量而節(jié)約成本，另一方面變革了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，使教學(xué)效果得到顯著提升。