新升格本科院校開放實驗教學的研究與探討

摘要：分析了新升格的地方應用型本科院校開放創(chuàng)新實驗教學運行現(xiàn)狀及存在的問題；從提高對實驗室開放內(nèi)涵的認識、構(gòu)建知識與能力并重的開放實驗教學內(nèi)容體系、實驗室開放模式、構(gòu)建開放式實驗教學保障體系等方面進行了深入探討。結(jié)合開放實驗教學的實際情況，對適合高校自身特點的開放實驗教學模式作積極探索，為培養(yǎng)有創(chuàng)新精神的高技能、高素質(zhì)人才開辟有效途徑。

關(guān)鍵詞：開放實驗；教學模式；研究；探討

0 引言

開放實驗教學在高等工程教育人才培養(yǎng)過程中起著非常關(guān)鍵的作用。通過開放式實驗教學，可調(diào)動和激發(fā)學生學習的主動性和積極性，使實驗室資源得到充分利用，從而為社會培養(yǎng)出更多有創(chuàng)新精神的高技能、高素質(zhì)人才發(fā)揮重要作用?！镀胀ǜ叩葘W校本科教學工作水平評估方案》明確提出學校應建立所有實驗室都向?qū)W生開放的制度，要讓大學生通過參與教師科研項目或自主確定選題等多種形式進行初步的探索性研究工作。近年來，國內(nèi)眾多高校，特別是重點高校都開展了開放實驗教學改革和實踐探索，在開放實驗內(nèi)容、途徑以及實驗室建設(shè)和管理模式方面，積累了一些寶貴的經(jīng)驗。而象湖南城市學院這種新升格的“立足地方的應用型本科”院校，不同于成熟高校，更不同于重點大學，其開放實驗教學模式必須適應自身的特點和發(fā)展需要。因此，探討這類高校開放實驗教學模式有著普遍的意義。在學校支持下，近年來為配合學校本科教學水平評估，結(jié)合我校計算機科學系各專業(yè)實驗教學特點，我們進行了開放實驗教學模式的研究探索，并取得了一定的成果。

1 開放實驗教學運行現(xiàn)狀及影響分析

由于新升格本科院校辦學時間短，在開放實驗教學理念、教學模式、管理體制等方面存在著一些問題，必須認真分析目前開放實驗教學現(xiàn)狀，從而提出開放實驗教學改革的思路和目標。長期以來，高校實驗教學基本模式是學生在規(guī)定的時間內(nèi)，按教學大綱要求，遵照教材規(guī)定的操作程序完成實驗，而且大多數(shù)實驗都是驗證性的。近幾年，為配合學校本科教學水平評估，我系開展了如大學生研究性創(chuàng)新性項目立項支助，學生參與教師科研等一系列開放創(chuàng)新實驗教學活動，取得了一定成效。但從目前實際情況分析，開放實驗的開展更多的是依賴于上級主管部門的安排或動員，而且實驗教學內(nèi)容缺乏，學生自己通過查閱資料進行立項研究的很少，不能很好發(fā)揮學生的主觀能動性。目前阻礙開放實驗教學工作深入推進和影響開放實驗效果的因素主要有以下幾個方面：

(1)對開放實驗教學的意義認識不深刻。

思想認識上不足導致實驗室開放更多地停留在口號層面上，而無實質(zhì)性進展，學生對創(chuàng)新實驗的重要性沒有足夠的認識。

(2)驗證性實驗所占比重較大，設(shè)計性、綜合性實驗較少。

長期以來，實驗教學的基本模式是學生在規(guī)定的時間內(nèi)，遵照教材規(guī)定的操作程序完成實驗，大多數(shù)是驗證性實驗，設(shè)計性、綜合性實驗較少。顯然，這種實驗教學模式，已難于適應教學改革和人才培養(yǎng)的需要，不利于培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力。

(3)缺乏必要的基礎(chǔ)支撐條件。

開放實驗預約平臺，實驗室人力、物力、教學內(nèi)容、輔助教學課件等技術(shù)層面的支撐條件缺乏，沒有形成穩(wěn)定的開放創(chuàng)新實驗教學體系(包括考核機制)，直接影響了實驗室開放工作的深入和效果。

(4)缺乏必要的激勵機制。

目前教師、學生參與開放實驗的積極性不高，創(chuàng)新實驗成果少。為鼓勵教師積極參與開放實驗教學，學校應該在政策上作一些引導和鼓勵，如界定創(chuàng)新實驗教學工作量，設(shè)立創(chuàng)新實驗開放基金等。

(5)缺乏高水平教師的積極參與。

平時參與開放創(chuàng)新實驗教學的高職稱、高學歷人才較少，在很大程度上影響了創(chuàng)新實驗教學的質(zhì)量和效果。

2 新升格應用型本科院校開放實驗教學探析

2.1 提高對實驗室開放內(nèi)涵的認識

(1)開放實驗教學要堅持“三結(jié)合”

將開放實驗教學與學院的人才培養(yǎng)目標緊密結(jié)合。我們在教學過程中貫徹了“重基礎(chǔ)、寬口徑、強實踐、擅應用”的教學指導方針，積極推行實驗室開放式管理，構(gòu)建科學的開放式實驗教學體系，努力培養(yǎng)高素質(zhì)的應用型工程技術(shù)人才。

將開放實驗教學與發(fā)揮學生主體地位緊密結(jié)合。學生是推行開放式實驗教學的主體，沒有學生的積極參與、支持與配合，這種實驗教學便失去了推廣的價值。

將開放實驗教學與學院實際情況緊密結(jié)合。計算機科學系在整合學院實驗資源的基礎(chǔ)上，對實驗室進行了重新組建，堅持所有基礎(chǔ)課實驗室實行全天開放，專業(yè)實驗室實行預約開放。

(2)開放實驗教學要實現(xiàn)“三自主”

學生自主設(shè)計實驗項目。學生真正融入到開放實驗教學的全過程中，提高了實驗興趣、動手能力和綜合實驗能力。這種模式為學生自主學習、發(fā)揮個人創(chuàng)造性提供了較大的空間，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

學生自主安排實驗時間。全開放實驗教學中，要求學生自主安排自己的實驗時間，但必須在課程結(jié)束之前完成所有規(guī)定的實驗項目。

學生自主進行實驗操作。學生獨立操作，教師為學生導學，這種模式有效地培養(yǎng)了學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力。

2.2 構(gòu)建知識與能力并重的開放實驗教學內(nèi)容體系

傳統(tǒng)實驗教學最大弊端是開設(shè)大量僅為理論教學服務的演示性、驗證性實驗，不能激發(fā)學生的創(chuàng)造性。針對上述弊端，對我系計算機相關(guān)專業(yè)課程開放實驗項目進行優(yōu)化和科學分類，將實驗教學分解為基礎(chǔ)性驗證實驗、設(shè)計性綜合實驗、研究性創(chuàng)新實驗三個層面，分三層次建立了開放實驗教學體系，按照教育部本科教學水平合格評估要求，規(guī)范三性實驗比例，減少驗證性實驗，將設(shè)計綜合、創(chuàng)新型實驗比例提高到80％。

第一層次基礎(chǔ)性驗證實驗，實驗難度較低，以最常用的實驗儀器和實驗方法為主。主要滿足動手能力較差和實驗訓練較少的同學以提高實驗技能和科學實驗的素質(zhì)。第二層次設(shè)計性綜合實驗，難度和要求較高。學生可以根據(jù)實驗指南給出的實驗題目、設(shè)計要求、相關(guān)設(shè)備，獨立設(shè)計實驗方案、實驗步驟，在實驗內(nèi)容和技能訓練方面進行自由選擇，完成數(shù)據(jù)觀測和處理。這一層次的實驗主要培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新能力，畢業(yè)后能很快勝任工作。第三層次為研究性創(chuàng)新實驗。學生可結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)的一些前沿科研項目，或根據(jù)實驗室儀器和設(shè)備情況，提出實驗課題、設(shè)計方案、所需實驗儀器、實驗步驟等，寫出實驗預習報告，由指導教師審核。通過研究性創(chuàng)新實驗訓練，學生能盡早參與科研工作，并運用所學知識獨立分析、解決工程實際問題。

2.3 實驗室開放模式

為了激勵學生的創(chuàng)新意識，提高學生主動學習和工程實踐能力，實驗室采用開放運行模式。開放形式表現(xiàn)為以下六個方面：

(1)教學內(nèi)容開放。設(shè)計適合開放實驗，具有“創(chuàng)新性、綜合性、研究型”特點的實驗內(nèi)容，各實驗小組根據(jù)教學大綱要求，在實驗題庫中自主選題或自定題目。

(2)管理形式開放。實驗室資源在網(wǎng)絡(luò)上公布，學生可根據(jù)資源空閑狀況和自身條件安排實驗時間。

(3)實驗器材開放。實驗室儀表、工具、設(shè)備、元器件等在滿足正常教學需求的條件下，實驗小組可根據(jù)開放實驗需要向?qū)嶒炇姨岢錾暾?，?jīng)批準后使用。

(4)實驗場地開放。實驗中心的基礎(chǔ)實驗室和各專業(yè)實驗室在完成教學規(guī)定的教學任務后按需求開放。

(5)對創(chuàng)新型科技活動開放。學生可利用實驗室儀器設(shè)備進行研究性、創(chuàng)新性科技活動，培養(yǎng)科研能力。

(6)對校內(nèi)外交流培訓開放。實驗中心與校外公司企業(yè)合作，開設(shè)新技術(shù)培訓，對校內(nèi)外交流與開放教學。

實驗室開放按時間可分為：預約開放、定時開放、全天開放。不同實驗室可以根據(jù)各自特點選擇不同的開放模式。類似計算機基礎(chǔ)、電子商務、信息系統(tǒng)等軟件類實驗室可以選擇全天開放或定時開放，只要在開放時間內(nèi)學生可以直接進行實驗，由學生自主完成實驗內(nèi)容。但類似計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機硬件類實驗室，因為需要準備實驗儀器、設(shè)備，并審核學生的實驗方案，所以選擇預約開放的方式，按圖1的流程執(zhí)行開放實驗。

2.4 構(gòu)建開放式實驗教學保障體系

開放式實驗教學涉及的范圍廣、內(nèi)容多，所以在具體實施過程中需要多方面的支持與配合。

(1)建設(shè)開放實驗網(wǎng)絡(luò)信息化管理平臺，創(chuàng)造實驗室開放的技術(shù)條件。首先要建立合適的開放預約平臺，讓更多的學生進入開放實驗室，實行網(wǎng)絡(luò)化登記。其次必須建立集教學管理系統(tǒng)、實驗儀器設(shè)備管理系統(tǒng)、實驗課教學指導系統(tǒng)、網(wǎng)上仿真實驗室等為一體的網(wǎng)上實驗室。大力推進實驗教學輔助課件建設(shè)，滿足網(wǎng)絡(luò)教學需求。

(2)建設(shè)一支高水平的實驗教學隊伍。實驗教學質(zhì)量的好壞，教師是關(guān)鍵。我系近年積極引進博士、碩士，鼓勵年青教師到實驗室鍛煉，為實驗室注入新鮮血液，大部分教師具備扎實的理論知識和較高的實驗教學水平，具有較強的專業(yè)實踐能力和豐富的實踐經(jīng)驗，具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神，實驗教學研究和技術(shù)創(chuàng)新氣氛活躍。

(3)開放式實驗教學相關(guān)政策和配套措施建設(shè)。在目前高校辦學經(jīng)費普遍比較緊張的情況下，制約開放實驗教學推廣的一個重要因素就是經(jīng)費保障問題。為此，學校應設(shè)立專門的開放基金，及時補充開放實驗教學所需要的元器件以及消耗品。另外，對于實驗教學人員，學校要出臺相應的激勵措施，保障他們的切身利益。在明確實驗室開放的認定標準的前提下，采取適當?shù)莫剟钫呤潜匾?，也是必需的。如在開放創(chuàng)新實驗方面做得好的教師年終評優(yōu)時將教學工作量和教學改革(包括實驗教學改革)統(tǒng)籌考慮。

(4)開放式實驗教學效能考評體系的構(gòu)建。雖然開放式實驗教學規(guī)定了實驗時間、實驗項目、實驗場地、實驗人員的全開放，但并不是說學生和實驗室指導教師在開放式實驗教學過程中無所約束，還必須結(jié)合開放式實驗教學和實驗室管理等因素對開放式實驗教學效能進行綜合考核。

(5)建立健全開放實驗教學的相關(guān)規(guī)章制度。在開放實驗教學實施過程中通過制訂《開放實驗室管理辦法》、《開放實驗室學生管理辦法》、《開放實驗預約制度》、《開放實驗室安全和衛(wèi)生制度》等一系列開放實驗教學的規(guī)章制度，保障開放實驗教學的質(zhì)量和效果。

(6)建立開放實驗成績評價和考核標準。教師根據(jù)實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、實驗分析、實驗結(jié)果等綜合評定實驗成績，還要依據(jù)所做實驗項目的數(shù)量、難度等級和完成情況進行全面的評價。對表現(xiàn)突出或具有獨創(chuàng)性成果的學生，經(jīng)兩位指導教師考核和推薦，經(jīng)學院實驗室管理委員會認定后，作為評定獎學金的參考指標之一。

3 結(jié)束語

實驗室開放是一項實踐性很強、需要不斷探索的工作。我們要加快開放式實驗教學的進程，進一步加強開放實驗教學和學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高實驗教學質(zhì)量和教學效益，積極地向兄弟院校特別是重點高校學習先進的實驗室開放經(jīng)驗，讓學生在有限的學時內(nèi)獲取更多的知識，鼓勵教師把更多精力集中到實驗課程建設(shè)、實驗教學改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)中，不斷了解和探索新的實驗理論、實驗方法和技術(shù)，努力創(chuàng)造一個寬松、方便、能夠充分發(fā)揮個人創(chuàng)新能力，并適合學校特色的實驗室開放管理模式和實驗教學環(huán)境。