探索建立具有生命力的高校實驗室開放體系

□天津科技大學夏雪 張煒

探索建立具有生命力的高校實驗室開放體系

□天津科技大學夏雪 張煒

本文從實驗室開放的內涵和意義出發，詳細剖析了目前實驗室開放過程中存在的不足，總結出具有生命力的實驗室開放體系的主要特點，并結合管理工作實際對實驗室開放模式進行探索，以期對高校實驗室開放的研究與實踐提供有益參考，進而加快實驗室開放體系的建設步伐。

實驗室開放體系；管理；創新實踐能力

從宏觀講，實驗室是科學研究、探索與發現、人才培養、科技開發、社會服務的基地，是推動一個國家和民族科技發展和進步的基礎；從微觀講，它是開發學生智力、啟迪學生思維、培養學生實踐能力、設計能力、應用能力和創新能力的平臺。為了提高儀器設備的使用效率，盡可能延長實驗室及設備的生命周期，不斷培養出具有創新實踐能力的高素質人才，順應當前科學研究探索性、前沿性、交叉性、合作性的發展趨勢，完成好科技開發和社會服務的基本任務，建設具有生命力的實驗室開放體系已成為各高校關注的熱點。

一、實驗室開放的內涵和意義

要建立具有生命力的實驗室開放體系，首先要了解實驗室開放的內涵和重要意義。對于實驗室開放，從廣義地講，是為教學、科研和社會服務提供時間、空間和設備設施等各種資源和服務；從狹義地講，是學校面向在校學生所開展的課外實驗和科技活動的開放活動提供條件。教育部在相關文件中要求，實驗室開放應該從時間、空間、實驗內容等方面進行開放。而在時間、空間上的開放，可以解決實驗設備少、課時有限的問題。而實驗內容的開放，要求增加綜合性、設計性實驗的比例。不管是哪方面的開放，都是實現教學資源利用率的最大化，增強學生的創新性實踐能力，改善教學效果，提高教學質量而進行的教學方式改革的新嘗試。［1］

實驗室開放，打破了傳統實驗教學死板、教條的模式，使學生真正成為了學習的主體，有利于發揮學生的自主性、積極性、探索性和創造性。學生在遇到一個新的課題時，往往不知如何應對，而實驗室的開放，是通過對原有知識和方法一點一滴的學習和積累，再把新的知識和方法變成處理問題的能力的過程；是在面對復雜情況時，通過充分了解有利的和不利的因素，做出決策，再根據周圍環境的反饋，收集信息、制定方案、設計流程、具體實施、總結經驗的過程；是在面對困難時，調整心態、思路和認識的過程；是在有限的時間里，圍繞一個主要目標，用現有的工具和手段，控制情緒，理智地做出判斷，讓自己堅持下去的過程；也是在做了許許多多的“選擇題”、“判斷題”和“分析問答題”之后，用事實告訴自己具體實驗結論的過程。

綜上所述，實驗室開放不僅有利于學生把理論知識和實踐有機地結合，并得以加深和鞏固，而且能夠使學生在實驗中主動思考，不斷探索，增強其對實驗研究的興趣和開展科研的意識，促進對知識與技能的掌握，更為重要的是，使學生掌握了獲取知識、技能的方法和手段。

二、具有生命力的高校實驗室開放體系的主要特點

1．整合全校實驗資源的綜合性硬件平臺

一個具有生命力的高校實驗室開放體系會涉及到較為廣泛的研究領域，能夠支撐科研項目不斷深入研究，而這些與能否滿足開放性實驗需求的硬件平臺密不可分。但是，以往高校實驗室管理模式多為分散管理，［2］學校依據學科專業設置建立實驗室，對其的管理依附于理論教學。在這種“小而全”的管理模式下，儀器設備的購置往往缺乏科學、合理的論證。一方面，學生找不到需要的儀器設備，一些實驗往往不能順利開展；而另一方面，重復購置會造成部分儀器閑置，造成使用效益降低，資金沒用到該用的地方。因此，學校在實驗室建設立項時，必須將開放性作為實驗室建設的基本屬性，實驗室建設是否具有開放、聯合的理念，是否有實驗室與設備開放的可行性論證和開放共享的規劃、措施等作為基本依據，這是實驗室開放能否成功的重要保障。

2．高素質的實驗指導教師隊伍

在具有生命力的實驗室開放體系中，實驗指導教師扮演著雙重的角色。在課題研究中，他們是課題的直接參與者；在實踐教學中，他們又是學生的輔導員。對于教學大綱外的開放項目，要求實驗指導教師不僅要熟悉儀器設備，特別是大型精密儀器的基本功能和操作，也要在儀器設備新功能的開發和利用方面體現自己的價值。為此，各高校都十分重視實驗技術人員隊伍素質的提高。比如，學校要盡可能多地為實驗人員創造、安排校內外培訓、學習的機會，［3］對其直接使用的儀器，要鼓勵他們積極參與儀器設備的安裝、維修和日常維護，使他們熟悉儀器的功能和使用。同時，也要重視實驗人員隊伍的梯隊建設，使實驗人員有晉升的臺階和發展的空間，提高他們的工作積極性，發揮其創造性等等。

此外，學生在開放性實驗過程中會提出各種各樣的問題，為此，要求實驗指導教師不僅要具備一定的理論基礎和實驗技能，還要有廣博的知識，能夠給學生創新提供較高的起點和指導?；诖耍瑢嶒炄藛T必須積極、主動地“充電”，可采取“自學”、“互學”等辦法，提高自身的理論素養，不斷提高實驗技能和水平，以解決學生在進行綜合性、設計性實驗中遇到的問題。此外，在指導學生自擬題目的實驗中，要正確分析學生制定的實驗步驟的可行性和科學性?？梢哉f，具有生命力的實驗室開放體系本身已經并正在造就出一支優秀的實驗指導教師隊伍。

3．較為完善的管理機制

學生是實驗室開放的對象主體，要使實驗室開放煥發出勃勃生機，就要充分激發學生的參與熱情。因此，人性化的激勵機制是實驗室開放體系存在的必要條件。然而，一個時期以來，各高校對實驗室開放項目的管理，往往令學生處于被動選擇、被動學習的地位。比如，項目立項時，指導教師首先決定開展什么樣的實驗項目，填寫申報書，立項后再由學生選擇是否參與、參與哪個項目。這樣的方法，容易使部分原本參與熱情較高的學生因為找不到真正想要參加的項目而放棄，或“隨大流”參與其中。隨著項目的深入，也容易使一部分學生“知難而退”，使得實驗室開放的受益面大為縮減。為此，我校對開放項目的申報環節進行了大膽的改革嘗試。首先，在全校范圍內征集題目，包括學校教學、科研和日常管理中存在的和能夠通過學生發明創造解決的問題，或是適合學生的科研創新、軟件開發、藝術創作類課題，或是更新或設計教學實驗項目，或是開發教學科研用儀器設備的使用功能、對現有設備進行改造、自制教學用儀器項目等等。管理部門則根據征集情況編制項目指南和申報指南，學生和指導教師可共同完成項目的申報。實踐證明，這種方法有效增加了學生的參與數量，從申報書看，項目研究的深度和廣度也有所提高，思路也更加清晰。此外，在項目結題時，管理部門根據學生的表現和創新性成果，給予第二課堂學分獎勵，這對參與項目的學生也起到了很好的激勵作用。

除了有效的激勵機制外，做為學生創新實踐能力培養的重要途徑之一，學校要對開放項目進行全方位的評價。比如，在結題時，除了對具有創新性成果的項目進行表彰外，可以推薦其參加相關競賽，并將具有進一步研究價值的項目推薦給相關基金繼續予以支持，從而為每個項目找到合適的“定位”和個性的、能夠不斷拓展和深入的空間，進而促進了學校實踐教學水平的不斷提升。

三、具有生命力的實驗室開放模式

筆者在調研目前各高校實驗室開放工作的基礎上，經過分類整理，歸納出目前高校實驗室開放的基本模式，分為以下兩種：即實驗項目研究模式和科技活動開放模式。

1．實驗項目研究模式

實驗項目研究型模式可針對低、高年級學生特點的不同分為確定實驗項目研究模式和自選實驗項目研究模式。［4］在確定實驗項目研究模式下，實驗指導教師結合實驗室設備、材料等配置情況，選定教學計劃外的實驗項目，讓學生獨立設計實驗方案和進行實驗。指導教師只對實驗目的和注意事項提出要求，學生獨立完成設備調試、測試等實驗環節。

與確定實驗項目研究模式不同的是，自選實驗項目研究模式要求學生根據實驗室設備和材料狀況，結合自己的興趣愛好，自擬實驗題目，創造性地開展實驗。我校機械工程學院開展的“自行車靜動態強度分析、測試于學生綜合素質與創新能力的培養”項目就是很好的范例。作為實驗的主角，參與項目的學生將力學課程中的常規實驗進行拓展，通過分析判斷出折疊自行車架的薄弱部位，使用動態應變儀測試該部位在騎行狀態下的應力，并利用Ansys軟件對檢測結果進行了驗證。在實驗中，指導教師只是幫助學生分析項目的可行性，對儀器的使用給予技術上指導。這種模式的實驗室開放，使學生將專業知識與興趣愛好結合起來，充分調動了學生參與的熱情，也有利于培養學生自主設計、獨立解決問題以及開拓創新的能力。

2．科技活動開放模式

高校教師的科研課題需要大量的實驗作為研究基礎，因此，教師的科研項目往往可以作為很好的實驗室開放項目，并吸收一些實踐能力較強的學生參與進來。這一過程不僅能使學生學到實驗設計的方法和其中的理論原則，也能使學生熟悉科研的大致流程，鍛煉科研思維，為學生將來的發展和創新能力的提高打下良好基礎。

除此之外，參與各級各類競賽也是實驗室開放項目很好的模式。例如，我校電子信息與自動化學院連續幾年組隊參加了“飛斯卡爾”杯全國大學生智能車競賽。在開放基金的支持下，參加競賽的同學利用實驗室開放的時間，集中進行競賽前的準備，相互協作、分享創意，通過理論設計、實際制作、整車調試、參加競賽，初步體會到了一個工程性研究開發項目從設計到實現的全過程，并在該過程中，使自己的學習能力、實踐創新能力等都得到了很好的鍛煉。

綜上所述，實驗室開放具有人才培養、社會服務等多方面的作用和意義。建設一個具有生命力的實驗室開放體系，需要高校在硬件設備、人力資源、體制機制等方面予以創新，提供保障。當然，各校亦應結合自己的實際情況，探索并總結適合自己校情的開放模式。

[1]高智琛，李曉峰．高校實驗室的開放[J]．中國現代教育裝備，2011，117（5）：54-56．

[2]上官廷華．淺析高校綜合實驗中心的建設與管理[J]．計算機教學信息化，2010（5）：213-214．

[3]柳宏川，宋偉．高等院校實驗室開放的管理探討[J]．計算機工程應用技術，2011（1）：143-144．

[4]侯風才，張國華．高校實驗室存在的問題與對策分析[J]．實驗室技術與管理，2011，28（1）：177-179．

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