開放實(shí)驗室建設(shè)現(xiàn)狀與改革策略研究

劉 博 林 楓 劉劍虹 蘇海龍

(齊齊哈爾工程學(xué)院 黑龍江齊齊哈爾 161005)

隨著高校教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的要求不斷提高，實(shí)驗室開放成為新的教學(xué)模式受到高校的關(guān)注，全面推行素質(zhì)教育，注重傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，著力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。要建設(shè)創(chuàng)新型國家，必須培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，面對創(chuàng)新型社會發(fā)展的需求，工科院校面臨著更大的期望與挑戰(zhàn)。面對新的發(fā)展要求，傳統(tǒng)教育教學(xué)模式已不適合現(xiàn)階段新的要求和發(fā)展，傳統(tǒng)的封閉式實(shí)驗室已不能適應(yīng)高校人才培養(yǎng)的需求，開放實(shí)驗室是大勢所趨。這種模式可培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和技能水平，為其將來的工作和學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

一、開放實(shí)驗室概述

實(shí)驗室是高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)本科學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的重要基地?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)模式日趨陳舊，實(shí)驗教學(xué)與理論教學(xué)比例失調(diào)的情況越來越突出。由于實(shí)驗教學(xué)受到實(shí)驗內(nèi)容、時間、人員、學(xué)時、教學(xué)設(shè)備等方面的制約，學(xué)生在實(shí)驗過程中往往是機(jī)械地執(zhí)行操作指令，直接體驗的時間短，學(xué)習(xí)積極性不高，變成了被動學(xué)習(xí)的過程。長期形成的實(shí)驗教學(xué)生態(tài)約束了人才的培養(yǎng)。

（一）教學(xué)實(shí)驗室開放的基本形式

1.實(shí)驗室對學(xué)生開放、為學(xué)生提供實(shí)踐學(xué)習(xí)條件。

2.在完成正常教學(xué)、科研任務(wù)的前提下，利用實(shí)驗室資源，為學(xué)生提供自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的空間，提高儀器設(shè)備利用率。

3.實(shí)驗室開放采用以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實(shí)驗教學(xué)模式，具體形式分為自選實(shí)驗項目型、學(xué)生參與科研型、學(xué)生科技活動型等。

4.自選實(shí)驗項目開放實(shí)驗：實(shí)驗室擬定開放實(shí)驗項目，此類開放項目包括面向全校學(xué)生開設(shè)的具有一定科普性、創(chuàng)新性實(shí)驗項目和針對本學(xué)院或本專業(yè)學(xué)生開設(shè)的教學(xué)計劃以外的綜合性、設(shè)計性實(shí)驗項目。項目經(jīng)學(xué)校審核后網(wǎng)上發(fā)布供學(xué)生選擇。學(xué)生在實(shí)驗中必須獨(dú)立完成項目的方案設(shè)計、實(shí)驗裝置安裝與調(diào)試，完成實(shí)驗并撰寫實(shí)驗報告。

5.學(xué)生參與科研型開放實(shí)驗主要是面向本專業(yè)高年級學(xué)生。實(shí)驗室定期發(fā)布科研項目中開放研究項目，吸收部分優(yōu)秀學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗室參與教師的科學(xué)研究活動。

6.學(xué)生科技活動型開放實(shí)驗由學(xué)生自行擬定科技活動課題，結(jié)合實(shí)驗室的條件，聯(lián)系相應(yīng)的指導(dǎo)教師開展小發(fā)明、小制作、小論文等實(shí)驗活動。

（二）實(shí)驗室開放的特點(diǎn)

時間的業(yè)余性：鼓勵學(xué)生利用課余時間參加實(shí)驗室開放活動，把課內(nèi)實(shí)驗內(nèi)容移到業(yè)余時間去作，不列入實(shí)驗室開放范圍。

內(nèi)容的課外性：開放實(shí)驗項目的內(nèi)容屬教學(xué)計劃外，是對教學(xué)計劃內(nèi)必做實(shí)驗的延續(xù)，或是對全校學(xué)生的科普知識訓(xùn)練和能力培養(yǎng)。

實(shí)驗室開放工作應(yīng)貫徹“面向全校、因材施教、形式多樣、講究實(shí)效”的原則，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。

二、開放實(shí)驗室建立的意義

傳統(tǒng)的教學(xué)觀認(rèn)為：師者，傳道、授業(yè)、解惑也。教師最終成為一個具有獨(dú)立研究能力、能夠“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”的創(chuàng)造性人才。傳統(tǒng)實(shí)驗給出詳細(xì)的實(shí)驗步驟，讓學(xué)生跟著步驟，得到最后的固定結(jié)果。這就限制了學(xué)生的思維空間，讓他們幾乎沒有自主學(xué)習(xí)的機(jī)會。而在開放式實(shí)驗教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗，教會他們?nèi)绾为?dú)立思維。

在教與學(xué)的過程中，教師與學(xué)生應(yīng)不斷反思，監(jiān)控整個教學(xué)過程，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這樣才能取得教學(xué)的進(jìn)步。實(shí)驗開始，學(xué)生根據(jù)具體實(shí)驗情況，制定實(shí)驗計劃，教師可進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)，即時維持或修正學(xué)生的實(shí)驗行為。開放實(shí)驗進(jìn)行中，學(xué)生會提出有關(guān)實(shí)驗的一些問題，教師應(yīng)以啟發(fā)學(xué)生思考的方式回答，使開放實(shí)驗成為學(xué)生自我反省、自我調(diào)節(jié)的過程。

開放實(shí)驗室是把主動權(quán)交給了學(xué)生，創(chuàng)造了一種獨(dú)立學(xué)習(xí)和實(shí)踐的環(huán)境，實(shí)驗的難度和實(shí)驗的結(jié)果存在不確定性因素。因此，對學(xué)生有較大的選擇性和挑戰(zhàn)性，更能激發(fā)他們的潛能，使他們的意志得到磨練。實(shí)驗結(jié)束后，學(xué)生需總結(jié)性地評價實(shí)驗效果及實(shí)驗方法。通過自我調(diào)節(jié)和不斷總結(jié)，在驗證理論知識的基礎(chǔ)上，提出自己的觀點(diǎn)，從而達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐動手能力的目的[1]。

三、開發(fā)實(shí)驗室存在的主要問題

（一）缺乏健全的管理體制

高校教育中，課堂教學(xué)還是教育的主要形式，重視以學(xué)生為主體，鼓勵學(xué)生積極探索自主學(xué)習(xí)的路徑，教師也重視培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。大部分高校受教學(xué)風(fēng)氣和教學(xué)目標(biāo)的影響，對實(shí)驗教學(xué)開展不夠重視，開放式實(shí)驗室建設(shè)工作處于停滯狀態(tài)，沒有建立科學(xué)、健全的開放實(shí)驗室管理體制，一些需要做實(shí)驗的專業(yè)，如機(jī)械、材料、化工等相關(guān)專業(yè)實(shí)驗教學(xué)開展質(zhì)量有待提高。從開放實(shí)驗室建設(shè)角度而言，部分高校盡管建立了實(shí)驗室，但管理不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致規(guī)模較少，且應(yīng)用不足，且對學(xué)生的開放性不足，實(shí)驗室管理人員身兼數(shù)職，缺乏專門的管理部門和人員，資金投入不足，設(shè)備器材不能滿足實(shí)驗使用，導(dǎo)致開放實(shí)驗室存在形式化的問題。

（二）開放性有待提高

高校開放式實(shí)驗室建設(shè)的重點(diǎn)在于開放，要為學(xué)生提供一些做實(shí)驗、驗證真理的場所，但部分學(xué)校開放實(shí)驗室一般只針對教師開放，學(xué)生要根據(jù)專業(yè)進(jìn)行審批才能進(jìn)入實(shí)驗室，很多實(shí)驗室是部分開放或完全不開放，開放式實(shí)驗室的建設(shè)失去了原本的意義和價值，高校實(shí)驗室的作用難以發(fā)揮。部分高校開放實(shí)驗室盡管開放了，但由于開放時間有限，設(shè)備材料不足，根據(jù)課程實(shí)際需要開放實(shí)驗室，使學(xué)生沒有辦法全面開展實(shí)驗活動，學(xué)生很多想要探究的問題不能深入進(jìn)行，學(xué)生沒有足夠的準(zhǔn)備時間，影響了實(shí)際學(xué)習(xí)效果。

（三）開放性實(shí)驗受限制

開放實(shí)驗不納入實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生缺少自主開放實(shí)驗?zāi)芰?，參加開放實(shí)驗的成績考核沒有明確的評價標(biāo)準(zhǔn)，作為實(shí)踐性課程取得學(xué)分比較隨意，有可能流于形式。開放實(shí)驗工作量的認(rèn)定背離價值規(guī)律，從選擇性的角度分析，不是學(xué)生和教師的優(yōu)先選項，逐漸變成雞肋現(xiàn)象。開放實(shí)驗應(yīng)根據(jù)學(xué)生人數(shù)和實(shí)驗內(nèi)容進(jìn)行分組，一般情況下，每組實(shí)驗人數(shù)不應(yīng)超過15人，而正常授課班級人數(shù)在30人以上，這將大大增加指導(dǎo)教師的教學(xué)工作量。開放實(shí)驗資源最大的問題其實(shí)是人力成本太高，學(xué)生和教師都有相似的認(rèn)知傾向，就是認(rèn)為不值得去做。但現(xiàn)實(shí)中又不可能給學(xué)生更多的學(xué)分或給教師更高的課時報酬[2]。

四、開放實(shí)驗室建設(shè)的改革策略

（一）建立健全實(shí)驗室管理體制

高校要結(jié)合開放實(shí)驗室管理實(shí)際建立完善的管理體制和制度，管理人員要認(rèn)識到實(shí)驗室管理的意義，以學(xué)生為本，改進(jìn)實(shí)驗室管理方法。高校要建立開放實(shí)驗室管理辦公室，分配專人管理實(shí)驗室，包括實(shí)驗設(shè)備、器材、材料等，聘請專業(yè)的實(shí)驗室管理人員從事工作，創(chuàng)新管理方法和管理措施。要結(jié)合實(shí)驗資源建立共享平臺，擴(kuò)大實(shí)驗資源共享的范圍，保證實(shí)驗資源得到高效的利用，為高校教育服務(wù)。要定期組織管理人員參加培訓(xùn)，定期檢查實(shí)驗室環(huán)境和設(shè)備，保證實(shí)驗室處于正常使用狀態(tài)。

（二）強(qiáng)化對實(shí)驗設(shè)備和儀器的管理

開放實(shí)驗室中最重要的就是實(shí)驗使用的設(shè)備、儀器和材料等，要定期對相關(guān)設(shè)備儀器進(jìn)行檢查，定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，保證實(shí)驗效果，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備儀器存在故障，要第一時間進(jìn)行報備，及時采取措施進(jìn)行維修，提高設(shè)備儀器的使用效率，保證實(shí)驗的安全性與準(zhǔn)確性。學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗使用過程中也要注意觀察設(shè)備儀器的各項示數(shù)和指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問題及時向老師或管理人員匯報，保證設(shè)備儀器不要帶病作業(yè)。實(shí)驗室的儀器設(shè)備要開展分類管理，根據(jù)功能用途結(jié)合專業(yè)教學(xué)進(jìn)行分類，常用的設(shè)備，實(shí)驗室可自行管理，建立臺賬，做好使用、維護(hù)記錄，設(shè)備儀器損壞和丟失時有章可循。大型儀器設(shè)備要由實(shí)驗室管理辦公室統(tǒng)一管理，專人負(fù)責(zé)，審批后開放使用，實(shí)行預(yù)約登記制，由專人進(jìn)行使用前培訓(xùn)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)使用，提高儀器設(shè)備的使用率，合理協(xié)調(diào)利用資源[3]。

（三）重視實(shí)驗室日常管理工作

實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，進(jìn)入開放實(shí)驗室的學(xué)生必須根據(jù)自己的興趣愛好及科研能力由一名導(dǎo)師指導(dǎo)，首先擬定題目及實(shí)驗方案，由導(dǎo)師審核，審核通過后方可進(jìn)入實(shí)驗室，開始前期準(zhǔn)備工作。實(shí)行預(yù)約制，實(shí)驗方案和前期準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備就緒，就可以實(shí)行網(wǎng)上預(yù)約登記，預(yù)約登記審核成功后方可進(jìn)入實(shí)驗室開展實(shí)驗。實(shí)行儀器設(shè)備，藥品試劑登記制，進(jìn)入實(shí)驗室開展實(shí)驗的同學(xué)，必須嚴(yán)格實(shí)行儀器設(shè)備、藥品試劑登記制度，做到誰使用誰登記，使用完畢立即歸還原處，確保開放實(shí)驗室整齊有序、舒適安全。實(shí)行輪流值日制，對于進(jìn)入開放實(shí)驗室做實(shí)驗的同學(xué)，制定安全衛(wèi)生值班制，責(zé)任到人，確保實(shí)驗室干凈整潔。

（四）強(qiáng)化實(shí)驗室開放管理

目前，開放實(shí)驗工作量的評估不符合價值規(guī)律，因此只能突破教學(xué)大綱的束縛，從等價變換角度對課程進(jìn)行重組，將理論教學(xué)內(nèi)容以適當(dāng)?shù)男问睫D(zhuǎn)化成實(shí)驗內(nèi)容。首先要將教學(xué)實(shí)驗室改造成多媒體實(shí)驗室，面向課程開放，將理論教學(xué)轉(zhuǎn)移到實(shí)驗室中進(jìn)行。教師授課過程中可實(shí)時進(jìn)行演示實(shí)驗，或組織學(xué)生分組進(jìn)行認(rèn)知性實(shí)驗。將開放實(shí)驗納入教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生參加開放實(shí)驗的成績考核按課程作業(yè)評價，作為實(shí)踐性課程取得分值，在授課計劃中予以明確體現(xiàn)。因分組增多引起的資源投入增加可通過時空轉(zhuǎn)換的方式實(shí)現(xiàn)平衡，即在授課學(xué)時固定，時間成本不變的情況下，將部分課堂教學(xué)章節(jié)變成自學(xué)內(nèi)容，留出學(xué)時安排分組實(shí)驗。簡化開放實(shí)驗的申報、審查和管理過程，組織與實(shí)施由任課教師自行安排，保證學(xué)生全員參與，擴(kuò)大受益面，體現(xiàn)普惠性的初衷[4]。

五、結(jié)束語

實(shí)驗室開放與創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個有機(jī)的整體，前者為后者提供自主實(shí)踐學(xué)習(xí)的平臺，后者為前者明確開放的任務(wù)和要求。高校對大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)任重而道遠(yuǎn)，只有突破傳統(tǒng)教育理念，把實(shí)驗體系完善納入人才培養(yǎng)的整體格局中去考慮，才能為社會培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型人才。