實(shí)驗(yàn)室開放模式對提升學(xué)生創(chuàng)新能力影響

孫萬虹，李海玲，曹忻，徐靜，李慧婧，烏蘭

(西北民族大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部，甘肅 蘭州 730030)

0 引言

現(xiàn)如今，創(chuàng)新性人才培養(yǎng)已成為高校人才培養(yǎng)的基本要求，也是高度切合社會需求，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)競爭力。因此，如何培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新性人才成為高校深思的問題。黨的十九大召開后，各行各業(yè)都期望引進(jìn)創(chuàng)新性人才，從單純的應(yīng)用型人才需求轉(zhuǎn)向應(yīng)用創(chuàng)新性人才需求。所以，應(yīng)用創(chuàng)新性人才將是今后各個(gè)企業(yè)重要的需求類型，也將是高校著重考慮的問題[1]。

高校實(shí)驗(yàn)室是相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的重要陣地，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，在高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系中占有重要地位[2]。因此，高校對實(shí)驗(yàn)室開放的力度、廣度、深度都越來越重視，實(shí)驗(yàn)室開放的程度和收獲成為各類評估和認(rèn)證的考核指標(biāo)。在評估實(shí)驗(yàn)室開放業(yè)績時(shí)，主要通過開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)、接待人次數(shù)、完成學(xué)時(shí)數(shù)、社會服務(wù)項(xiàng)目數(shù)等。但主要還是要看學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)到了什么、掌握了什么、培養(yǎng)了什么、激發(fā)了什么，評價(jià)和考核開放實(shí)驗(yàn)室績效時(shí)學(xué)生的收獲應(yīng)是最重要的指標(biāo)，更應(yīng)關(guān)注學(xué)生是否設(shè)計(jì)出新穎有趣的作品、取得可喜的成果、獲得有益的經(jīng)驗(yàn)，這才是實(shí)驗(yàn)室開放的初衷和使命。

1 開放實(shí)驗(yàn)室模式改革

鑒于實(shí)驗(yàn)室開放與學(xué)生創(chuàng)新性培養(yǎng)共融共生、相互促進(jìn)的密切關(guān)系，我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)部以改變實(shí)驗(yàn)室開放模式為抓手，不斷加強(qiáng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開放模式與管理[3]。通過不斷豐富開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、采用“虛實(shí)結(jié)合”模式、推廣多導(dǎo)師制、搭建實(shí)時(shí)互動平臺、培養(yǎng)學(xué)生工匠精神、積極調(diào)動師生積極性等舉措，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，促進(jìn)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提高。

1.1 豐富項(xiàng)目來源

開放實(shí)驗(yàn)的良好運(yùn)行以促進(jìn)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的合理選題、精心設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以難易適中、密切聯(lián)系生活生產(chǎn)、緊跟時(shí)代科學(xué)發(fā)展的實(shí)踐項(xiàng)目為支撐，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新意識為目標(biāo)。而以往開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目題目只有申請老師或?qū)W生自擬題目兩種模式，勢必影響開放實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容的廣度和深度，也限制了學(xué)生可選擇范圍。我們充分考慮不同層次、不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，主要從兩方面進(jìn)行改進(jìn)：

首先，考慮到學(xué)校絕大多數(shù)學(xué)生來源于少數(shù)民族地區(qū)，少數(shù)民族學(xué)生占50%左右，學(xué)生的基礎(chǔ)相對薄弱，實(shí)驗(yàn)動手能力更是層次不齊。因此，設(shè)計(jì)一部分開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容以培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作，提高實(shí)驗(yàn)操作技能，來滿足基礎(chǔ)相對薄弱同學(xué)的需求。大部分開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容以創(chuàng)新思維的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容上主要包括貼近生活的趣味性實(shí)驗(yàn)、以提高基本操作技能和理論知識的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、以激發(fā)創(chuàng)新精神的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，來滿足基礎(chǔ)相對較好同學(xué)的需求。同時(shí)，內(nèi)容上盡可能考慮不同專業(yè)、不同學(xué)科特點(diǎn)，設(shè)計(jì)貼近生活，又能理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。另外，根據(jù)不同年級設(shè)計(jì)不同層次的項(xiàng)目，保證學(xué)生都需一定的努力才能完成。

其次，對實(shí)驗(yàn)技能較好、研究興趣濃厚、創(chuàng)新意識強(qiáng)烈的學(xué)生，可以鼓勵(lì)參與到感興趣指導(dǎo)老師的各類研究課題中或鼓勵(lì)積極參與到實(shí)驗(yàn)室高年級同學(xué)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)中，也可自行設(shè)計(jì)感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與指導(dǎo)老師討論后在實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)施。在實(shí)驗(yàn)研究過程中，遇到的問題可以隨時(shí)跟課題組的老師和研究生同學(xué)進(jìn)行分析、探討。在此過程中，學(xué)生接觸到的研究內(nèi)容或參與的課題都是目前研究或進(jìn)行的新興課題，學(xué)生不僅可以了解當(dāng)前研究動態(tài)、方向、發(fā)展前景，學(xué)習(xí)到新技術(shù)、新方法、新思路，還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，為解決問題積極主動去探尋新思路、新方法，培養(yǎng)了學(xué)生的主動性和能動性。

1.2 采用“虛實(shí)結(jié)合”

所謂“虛實(shí)結(jié)合”是將虛擬仿真技術(shù)引入開放實(shí)驗(yàn)研究中，也是充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室資源，對于一些實(shí)驗(yàn)操作不夠自信、或在實(shí)驗(yàn)室無法開展、或存在安全隱患的研究內(nèi)容，學(xué)生可通過虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)，而不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。在開放實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生借助虛擬實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)過程，掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，避免在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)過失或?qū)嶒?yàn)事故，又可以滿足部分同學(xué)對實(shí)驗(yàn)室不能完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需求。虛擬仿真技術(shù)作為實(shí)體教學(xué)資源的有效補(bǔ)充，不僅可拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的范圍、內(nèi)容、深度，也讓學(xué)生學(xué)習(xí)更方便、安全、靈活[4]，滿足不同興趣學(xué)生的需求。開放實(shí)驗(yàn)的目的就是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，而虛擬實(shí)驗(yàn)器材的添加、實(shí)驗(yàn)條件和藥品的選擇不受現(xiàn)實(shí)條件的限制，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行多種可能探索，大大提升了學(xué)生的研究興趣，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新性。因此，虛擬實(shí)驗(yàn)在一定程度上也起到學(xué)習(xí)引導(dǎo)作用，成為真實(shí)實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充。

1.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)

通過開放實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生掌握本學(xué)科或相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論知識和研究方法的有效途徑之一，也是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，把讀書、思考和研究緊密結(jié)合應(yīng)用起來，不斷提高自己的研究能力。因此，穩(wěn)定多學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍是實(shí)驗(yàn)室全面開放的堅(jiān)強(qiáng)后盾，也是實(shí)驗(yàn)室開放能夠取得顯著成效的有力保障。相對而言，一般高校只保障能夠正常開展教學(xué)科研的實(shí)驗(yàn)室管理隊(duì)伍，實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍相對薄弱[5]。而建設(shè)一支穩(wěn)定的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍，對每位教師的要求并不低，必須了解本學(xué)科國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，能夠掌握本研究領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢，能夠根據(jù)不同學(xué)生的需求設(shè)計(jì)不同的研究內(nèi)容，具有指導(dǎo)和組織課題組進(jìn)行研究工作的能力和經(jīng)歷。同時(shí)，指導(dǎo)老師的積極性、責(zé)任感、業(yè)務(wù)能力是學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)收效的重要保證，最基本也是最重要的一點(diǎn)，要對學(xué)生有耐心、有愛心，能夠積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生，讓學(xué)生對于本學(xué)科充滿探索熱情，在此基礎(chǔ)上才能談培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性。

為鼓勵(lì)和滿足不同專業(yè)和學(xué)科學(xué)生都能積極參與，并充分保證不同學(xué)科的學(xué)生能得到良好的學(xué)習(xí)效果，推廣多導(dǎo)師制非常有必要，即不同專業(yè)、學(xué)科的老師組建團(tuán)隊(duì)，每位同學(xué)可以選擇多位指導(dǎo)老師，力爭為學(xué)生提供最全面、最專業(yè)的指導(dǎo)，為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才保駕護(hù)航。

1.4 嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神

工匠精神更趨近于一種職業(yè)精神，是近年來國家提倡的對從業(yè)者在職業(yè)道德、職業(yè)能力、職業(yè)品質(zhì)上的一種衡量方式[6]。因此，在實(shí)驗(yàn)室開放過程中，不僅要考慮實(shí)驗(yàn)室安全管理、設(shè)備保障、師資力量，還要對開放實(shí)驗(yàn)的主體提出嚴(yán)格的要求。因在開放實(shí)驗(yàn)過程中，從資料搜集、設(shè)計(jì)科學(xué)合理實(shí)驗(yàn)方案，再到實(shí)驗(yàn)操作，解決出現(xiàn)的問題，都要求學(xué)生自己動手，積極主動思考，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，精益求精，還需提升自己的專業(yè)知識和對專業(yè)的深刻認(rèn)識，提高實(shí)驗(yàn)技能，強(qiáng)化獨(dú)立完成工作的意識，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與能力，為以后打造良好的職業(yè)品質(zhì)和職業(yè)技能。所以，在開放實(shí)驗(yàn)室是過程中，要嚴(yán)格要求學(xué)生規(guī)范操作，能夠認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)事求是，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行科學(xué)合理的分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并能寫出研究總結(jié)報(bào)告，學(xué)習(xí)研究論文的書寫。總之，就是最大限度地挖掘?qū)W生各方面的技能，使學(xué)生在實(shí)踐過程中提升自己的學(xué)習(xí)品質(zhì)和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。

1.5 搭建實(shí)時(shí)互動平臺

搭建高效的開放實(shí)驗(yàn)信息化管理平臺是當(dāng)今信息化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代需求，也是為了滿足方便師生互動、節(jié)約時(shí)間、提高效率的需求[7-8]。開放實(shí)驗(yàn)信息化平臺應(yīng)設(shè)有系統(tǒng)管理員、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)老師、學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室管理員等主要模塊。目前，我校隨還沒有開放實(shí)驗(yàn)信息化平臺，但是，開放實(shí)驗(yàn)信息化平臺的建設(shè)也是迫在眉睫的事。我們也可通過借助微信公眾號實(shí)現(xiàn)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的公布、學(xué)生選擇申報(bào)、實(shí)驗(yàn)安全常識測試、實(shí)驗(yàn)過程問題討論等一系列操作，既節(jié)約師生時(shí)間，又方便提問與討論，提高效率。

2 開放實(shí)驗(yàn)室保障管理

2.1 實(shí)驗(yàn)室安全管理

實(shí)驗(yàn)室安全是實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行的最基本也是最重要的保障[9]。為了保障實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行，我校加強(qiáng)完善實(shí)驗(yàn)室安全制度和管理制度，注重培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理人員的安全防范意識，配齊實(shí)驗(yàn)室的安全防護(hù)器材。對師生定期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急事故演練，提高師生的消防安全意識，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全防護(hù)和實(shí)驗(yàn)室突發(fā)事故處理能力。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，對大一新生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全網(wǎng)上考試，確保學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)室基本安全常識。

首先，開放實(shí)驗(yàn)室保管藥品種類繁多，特別有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室，絕大多數(shù)藥品具有腐蝕性、易燃、有毒等特點(diǎn)，使用過程中稍有疏忽就有可能引起燒傷、火災(zāi)、中毒等事故的發(fā)生。對于開放實(shí)驗(yàn)室藥品的管理雖實(shí)行雙人雙鎖，但還未做到精細(xì)化管理。因很多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)安全的重要性和危害性認(rèn)識不足，在實(shí)驗(yàn)過程中不夠重視實(shí)驗(yàn)安全防護(hù)，對化學(xué)品的危害只是停留在書本層面。如在無機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)過程中，對藥品用量、試劑的加入順序都有明確要求，但仍有學(xué)生總覺試劑用量越多越好，加入順序隨意更改；也存在實(shí)驗(yàn)操作過程中，藥品濺到皮膚隱瞞不說或錯(cuò)誤處理的情況，都反應(yīng)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室藥品規(guī)范使用和危害不夠重視。所以，在實(shí)驗(yàn)室藥品管理過程中，不僅要做到精細(xì)化管理，還應(yīng)通過視頻、現(xiàn)場演示等提高學(xué)生的安全意識，增強(qiáng)應(yīng)急處理能力。

其次，開放實(shí)驗(yàn)室所用儀器絕大部分是玻璃制品，雖玻璃儀器屬于常規(guī)儀器，但玻璃儀器易破易碎，存在劃傷割傷的危險(xiǎn)。因此，開放實(shí)驗(yàn)室玻璃儀器擺放應(yīng)按由高到低、先里后外的次序擺放；柜中儀器還應(yīng)遵循沉重鐵器放下柜，玻璃儀器放上柜的原則。而目前在實(shí)驗(yàn)室儀器管理方面我們還不夠精細(xì)化，開放實(shí)驗(yàn)室儀器存放柜并未針對不同性質(zhì)開放實(shí)驗(yàn)室所用儀器特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)。

2.2 建立優(yōu)質(zhì)資源庫

建立微視頻資源庫。利用微視頻受現(xiàn)代年輕群體關(guān)注高和網(wǎng)絡(luò)傳播速度快的特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)室安全知識、儀器設(shè)備規(guī)范操作、以往開放項(xiàng)目和各個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室情況介紹等拍攝為微視頻，可以是：常規(guī)玻璃儀器規(guī)范操作演示、錯(cuò)誤操作示范、錯(cuò)誤危害演示；常用設(shè)備的操作流程演示、關(guān)鍵操作講解；以往開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、相關(guān)進(jìn)展情況等介紹。在學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室之前在公眾號發(fā)布，讓學(xué)生通過觀看視頻，對實(shí)驗(yàn)室涉及到實(shí)驗(yàn)操作、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室情況都有一個(gè)詳細(xì)的了解，提高學(xué)生對即將進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)全面的了解，這將成為學(xué)生順利開展實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充[10]。

建立往屆開放項(xiàng)目成果庫。篩選往屆已完成的優(yōu)秀開放項(xiàng)目，將其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程原始材料、實(shí)驗(yàn)成果整理成電子文檔，按其學(xué)科分類，掛在實(shí)驗(yàn)教學(xué)部開放實(shí)驗(yàn)專欄下或分享到公眾平臺，讓學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前可以充分學(xué)習(xí)，對開放實(shí)驗(yàn)的過程、學(xué)習(xí)方法、預(yù)期目標(biāo)有一個(gè)更清晰的了解，也促使學(xué)生對自己提出更高的要求。

3 結(jié)語

在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教育背景下，以創(chuàng)新性卓越人才培養(yǎng)為目標(biāo)，改變開放實(shí)驗(yàn)的開放模式，加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)室的保障建設(shè)，是開放實(shí)驗(yàn)成效的有力保障。通過豐富開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來源、采用“虛實(shí)結(jié)合”、加強(qiáng)實(shí)踐教師隊(duì)伍建設(shè)、創(chuàng)建實(shí)時(shí)互動平臺、建立優(yōu)質(zhì)資源庫等一系列舉措，激發(fā)學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的熱情，搭建資源共享、互動平臺，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維，從而提高學(xué)生解決問題的能力，為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)添磚加瓦。