創新性開放實驗室教學體系的研究與探索

以實驗為基礎的教學、科研環境已成為當前國際研究的熱點和前沿領域，引起了廣泛的重視。實驗教學在高校教育中占有極其重要的地位，是教育教學改革的重要組成部分。然而，近年來，人們一直在探求如何提高計算機實驗室和儀器設備利用率，而學生在開放實驗室中學習、研究、探索的受益面和畢業生與就業崗位對接、適應狀況等卻沒有得到應有的重視。以教師、實驗室和演示為中心的傳統實驗教學模式已不能適應高速發展的信息化時代，現在需要培養大量適應社會發展的創新型人才，合理有效地運用信息技術、計算機網絡技術等現代教育技術為教學服務其本身就是一種創新能力的表現。通過改革教學內容和教學手段，在已有的條件下最大限度地實施開放式教學，已成為人們的共識。為此，對創新性開放實驗室的教學體系進行研究，保持計算機實驗室開放持續發展是一個重要的課題。

一、開放式實驗教學

高校計算機實驗室應是一個具有開放性質的、為學生的探索研究活動提供服務的實驗場所。要培養學生的創新精神，培養他們的創造才能，就必須把實驗室開放，讓學生能更自由的使用實驗室以利于對他們的培養。其開放形式可以是：一，在教學使用時間內對實驗室實行暫時“封閉”，這個方法保證了教學任務順利完成。但是，這種方法的實施，影響到實驗室的利用率。二，教學使用與開放使用相結合。把教學任務計劃下達到學生手中，開放實驗室，要求學生在某一規定時間內完成，并將任務執行結果上報。三，開學初，將本學期正常開設的實驗課程時間段，在校園網上向學生公布，以便學生選擇合適的實驗時間，這種方法體現學生自主自覺的能力培養。

計算機相關課程的教學與其他經濟管理類課程教學一個明顯的區別就是精講多練，要給學生提供充分的實踐機會，這樣才能把基礎理論和知識變為一種熟練的技能。所以計算機類課程相應的實驗教學改革就顯得尤為重要，特別是開放實驗室的建立。建立開放式實驗室，創建一個讓學生自由申請、親自動手的操作實踐環境，這樣更能提高學生的應用能力，更能培養出適應現代社會的高素質的人才。

開放式實驗教學可體現為改變實驗成績評定中強調一次性獲得準確結果的觀念，允許學生從失敗中學習，通過重復實驗達到實驗教學的要求。允許學生在完成基本實驗內容的基礎上自選實驗。開放式實驗教學也體現在實驗教學內容方面，如增加設計型綜合實驗、小型研究性實驗。這類實驗將重點放在培養學生設計、制造、在實踐中發現問題、分析問題及解決問題的綜合能力與素質方面。開放實驗，有利于對學生因材施教，有利于學生個性發展，也有利于培養學生對實驗的興趣。實驗教學內容開放：

1.基本技能訓練型的開放實驗：學生自己準備工具和材料，熟悉和掌握實驗室設備的正確使用，獨立完成實驗指導所規定的實驗內容，以進行必要的基本技能訓練。

2.綜合性和設計性的開放實驗：學生通過系列實驗和各種實驗操作，進一步熟悉各類型儀器的使用，掌握各項實驗技術與方法，掌握各種實驗手段，不斷提高實驗技術水平以及獨立分析問題解決問題的能力。

3.學生參與科研型的開放實驗：使學生學會如何發現課題，如何搞科研工作，培養學生實事求是科學態度、嚴謹治學的學風和相互協作的團隊精神。

4.學生自選實驗課題型的開放實驗：在自主性實驗中，學生與指導教師一起確定研究課題或研究方向，學生必須獨立通過各種渠道查找相關信息和資料，完成課題的方案設計、實驗裝置安裝與調試，修改完善后，在指導教師的指導下進行實驗，撰寫實驗報告或論文。學生可根據自己的興趣和將來的打算，選擇課題方向，搜集資料，掌握技術，以便將來選擇適合自己的職業。

二、建立新實驗教學體系

研究創新性實驗體系采用以“學生為主體，教師為主導”的開放式實驗教學新模式，分為課程內研究性實驗、非課程研究性學習和課外創新實踐等形式。實踐過程注重方法論、創造性科學思維的培養。引導學生“發現——思考——創新”，給學生留有自主思考的余地，從而在根本上擺脫以教師為中心，按部就班的教學模式，提高了學生的綜合實踐能力和創新精神。

1.實驗教學與理論教學相分離。將實驗教學與理論教學相分離，建立開放式實驗教學管理等制度和學分制教學管理方式，整合優化實驗課程體系，根據創新型人才培養的總體要求，科學地將相近學科中實驗學時多、實驗項目多的課程，單獨設置為實驗課程，并給予相應的學分，實行實驗教學學分制；按內容性質將實驗內容劃分為必做實驗、任意選做實驗和限定選做實驗等，單獨制訂實驗教學計劃和教學大綱，使實驗教學從理論教學中徹底分離開來，成為與理論教學并行的教學體系。通過建立完善、健全的理論與實驗綜合教學體系，引導學生進行積極有益的實踐活動，充分發揮學生的主觀能動性和科學探索精神。

2.開發在線實驗教學平臺和開放實驗教學管理系統。隨著現代教育技術的不斷發展和教學手段的進一步改革，充分利用學校現有的網絡設施和多媒體設備，建立在線實驗教學平臺，開發實驗教學系統，使實驗教學和實驗室建設同步發展，滿足網絡教學的需求。通過在線開放式實驗教學系統，拓展實驗教學的時間和空間，使學生不必進入實驗室，在網上進行模擬實驗，將實驗教學內容、時間和過程從課堂內、實驗室拓展到課堂外、網上虛擬實驗室，形成了實驗室內的動手操作實驗和網上實驗模擬相結合、課堂內教師的實驗教學和課堂外的學生自主學習實驗相輔相成的開放式實驗教學新體系。對于某些只能到實驗室才能完成的實驗，通過開放實驗管理系統簡化學生開放實驗的預約手續，同時輔助實驗室管理人員及時掌握預約學生情況，合理有效地調度實驗儀器、設備資源、指導教師，使實驗室管理工作更科學化、規范化。

3.實驗室資源共享。實驗教學改革是學科建設的重要內容，對于培養學生的實踐能力、實驗技術和創新精神有著重要的作用。根據每個學生的基礎和自身能力、學習興趣愛好等方面的個體差異來設置實驗項目，使學生的專業特點、興趣愛好、創造能力等個體特性得到進一步的張揚和升華。在整合優化的過程中，至少涉及到實驗課程子系統、教師子系統和管理子系統，需要統籌安排，多次優化，以達到最佳的效果。通過校內各院實驗教學資源共享，特別是綜合性、設計性的實驗可以到不同院校的相關實驗室里完成，校外可以到各相關研究所以及高等院校通過各種合作方式完成實驗，只有通過不同功能的實驗室資源共享才有利于復合型人才的培養，體現學校的辦學特色。

計算機實驗室的開放建設與管理是一項長期而艱巨的重要工作，它不僅僅關系到提高學校教學質量的問題，更重要的是關系到實施素質教育、培養創新人才的問題，也關系到如何更好地為地方經濟建設服務的問題。努力把實驗室建成為教學、科研、生產實踐相結合的多功能的創新實踐基地，培養21世紀的高素質人才，是每一個教育工作者責無旁貸的義務。因此，在實際工作中應進一步解放思想，更新觀念，探索研究，努力推進實驗室的建設和發展，開放高校實驗室，將其資源得到充分的使用，充分發揮實驗室在高等學校中的應有作用，提高學校辦學的綜合實力和整體水平。

實驗室開放的目的是培養具有實踐能力和創新精神的高素質人才。實驗室開放是一項復雜的系統工程，在實施的過程中要進行整體規劃，統籌考慮，對各子系統的結構和功能進行整體優化，真正實現實驗室開放的持續健康發展。

（作者單位：江西理工大學應用科學學院）