淺析工科院校開放式實驗教學模式及其管理系統的構建＊

張建功

(鹽城工學院基建規劃處，江蘇鹽城224000)

淺析工科院校開放式實驗教學模式及其管理系統的構建＊

張建功

(鹽城工學院基建規劃處，江蘇鹽城224000)

通過對工科院校開放式實驗教學的分析探討，揭示了運行過程中開放式實驗教學存在的問題，提出了加強開放式實驗教學管理、建立科學合理的管理系統的開放式實驗教學發展思路。

工科院校;開放式實驗教學;管理系統

近年來，隨著社會對高校畢業生的能力要求的不斷提高，高校畢業生就業形勢日益嚴峻。用人單位考核學生不僅僅局限于學生對書本知識理解和掌握的程度，對人才的需求更多地轉向了復合型和創新型。高等院校是培養和造就人才的搖籃，也是大學生走向社會的橋梁，如何實現把知識轉化成為生產力，培養有知識、有能力，并賦有創造力的、適應社會發展需求的創新型人才，已成為高校培養人才的關鍵。

高校實驗室是培養和提高學生理論和實踐相結合的主要場所，其過程是學生驗證書本知識和引發創新思想的重要環節，它在幫助學生將知識融會貫通，培養學生科學嚴謹的思維和開發學生的想象力、創造力等方面發揮著至關重要的作用。

一、開放式實驗教學國內外研究動態

(一)國外的研究動態

國外歷來注重開放式實驗教學，學生不以傳統的教師、課堂和教科書為中心。美國大學實行徹底的學分制，自由選擇科目和實驗課程。他們打破專業限制，凡對實驗有興趣的學生均可選擇這門課程，麻省理工學院物理實驗室充分利用儀器設備，為使本地區中學生充分體驗科學家進行探索和發現的過程，開發他們從事科學研究的興趣，常年邀請他們進入實驗室，從事一些研究性的實驗;哈佛大學的設計性、探究性實驗，完全由學生選擇實驗題目，自由組合研究小組、規劃和擬定實驗方案、配置實驗設備、對實驗所需機械零件親手加工，對實驗數據的測量、采集分析、實驗方案的調整、結果分析和完成報告時間等均不作硬性的規定，這樣學生可以根據自己的時間、興趣愛好和能力自由安排。從國外多年的實驗選題上看，學生的選題多站在科學前沿，且極具創造性。許多學生為能看到世界上有可能是他第一次看到的實驗結果，在實驗室中刻苦鉆研度過幾十個小時。這種教學模式極大地提高了學生的理論知識驗證和創新的興趣愛好，培養了學生的科研能力和創造力。

(二)國內的研究動態

我國目前的高等教育正處于重要的轉型期。很多高等院校借鑒國外先進經驗，在改善因辦學規模迅速擴大而造成的高峰時段實驗設備不夠用，低峰時實驗設備、儀器等大量閑置等現狀方面做了大量研究工作，特別是，對于開放式實驗教學模式的應用取得了實質性的進展。如，浙江大學的開放性實驗室管理系統、南京航天航空大學的基礎力學網上實驗教學管理系統等，開放式實驗教學模式下，即打破傳統教育模式所要求的“規定的時間、規定的內容、規定的時長”的實驗要求，學生根據個人的具體情況選擇合適的時間到實驗室，在放松的狀態下熟悉各種儀器或按實驗要求完成相關實驗操作。與傳統的教育方式最為不同的是，學生可以自由進行實驗分組、實驗預約、真正做到課前預習，“研究性”教學理念正在逐漸形成。

二、開放式實驗教學效果分析

隨著高校實驗教學改革的步伐不斷地加大，開放式實驗教學被眾多高校廣為接受和采納，其表現出來的優越性被越來越多的教師和學生所認識，學生的獨立工作能力、科研能力、創新能力在此期間得到了培養。

(一)傳統實驗教學的弊端

傳統的實驗教學多是一門課程，以班級為單位，以教材和教師為中心的教學。實驗課程則完全依附于理論課程的教學進度，這種死板的教學方式，一方面學生理論跟實驗聯系不緊密，另一方面，實驗室資源閑置較多，得不到充分的發揮。這種滯后于知識發展的教學模式，嚴重制約當前高校對于復合型、創新型人才的培養。

(二)開放式實驗教學的特點

開放式實驗教學是在充分體現以學生為中心的理念下提出的，一改原傳統實驗模式的、開放的、近年來頗受高校推崇和被教育家學者研究的新型實驗教學模式。開放式實驗教學利用現代高新技術，特別是網絡信息技術，采取將課堂理論學習與實驗教學同學生自主學習相結合的方式，調動了學生的積極性和主動性，特別是在培養學生獨立思考和動手能力等綜合能力上有著顯著的特點和優勢。開放式實驗教學，延伸了實驗室有限的空間和開放時間，使學生可以反復進行基本技能訓練，對于自選的科研等高級實驗有綜合的設計和實踐的時間，體現了以學生為本原則。

(三)效果分析

1)學生的學習主動性明顯增強。自主選擇實驗題目、自主預約實驗時間的，改變了學生實驗教學走過場的、漠不關心的心態，有了充分的時間去認真預習實驗內容、設計最佳實驗方案。這一轉變，不僅提高了實驗效果，而且因為有了成就感，學生的學習興趣和自主學習能力都得到了極大的提高。

2)學生之間的討論與互助增多。開放式實驗的一個顯著變化是實驗過程中，教師不一定能夠現場即時回答學生的提問，學生獨立思考和通過相互之間的探討來解決問題就很重要，沒有時間壓力的寬松實驗環境很適合學生循序漸進的只是消化過程，而且學生之間平等的討論可以激發靈感，暢想自己的思路。

3)學生在實驗上投入的時間增加。調查研究發現，很多學生本著學以致用的學習精神，除預習時間以外，為完成一個實驗會投入幾個小時的時間，他們不單純以追求實驗一個結果為目的，而是獨立思考進行多次方案嘗試。

4)實驗過程由學生獨立完成。學生自行設計實驗方案，實驗過程和實驗報告均由學生獨立完成，此過程大大加深了學生對于實驗現象的理解，使學生分析問題和解決問題的能力得到了鍛煉。

三、我國開放式實驗教學存在的問題

(一)實驗室開放的問題

我國工科院校由于實驗建設條件的限制，實驗內容偏窄和對某些實驗項目的種類和層次的不夠，只能選擇部分開放，存在面向學生基本技能訓練和興趣培養的實驗比較少，有的高校的開放對象是針對參加實驗大賽或搞畢業論文的學生，不能滿足大部分學生對實驗的要求。一些學生受重理論、輕實踐思想的影響，學生不能正確認識開放實驗室對他們綜合素質提高的作用，思維方式缺乏獨立性和自主性，參與意識不強。

(二)實驗室管理問題

實驗室管理主要存在以下三方面的問題:

1)與日常實驗教學的矛盾。開放實驗目的之一是補充日常實驗教學的不足更好地為師生服務，過度開放會大量占用實驗室，實驗設備的利用率提高的同時，損壞率也隨之提高，如果對設備的保養維修跟不上，就會影響正常的教學。

2)開放實驗的管理問題。實行開放式實驗教學后，學生出入試驗室頻次增加，相對于正常教學的實驗時間、實驗內容和實驗對象相對固定，學生自行的實驗時間、所用的實驗設備等都相對靈活，二者的合理調配都需要遵守科學合理的管理制度。

3)現有實驗室管理體制不到位。現階段，工科院校存在實驗室開放的工作運行職責不清晰、要求不明確的現象。特別是在院系還是學校層面，教學和實驗，在共同完成計劃內教學和實驗的任務時能夠相互配合;而在完成實驗室開放這一新興的、對學生能夠產生很大幫助的計劃外任務時，卻在一定程度上表現出不適應和相互之間的不和諧，缺乏相應的管理體制的約束。

4)資金的不到位。開放實驗教學必然會增加實驗材料的消耗、增加實驗設備的檢修和維護費用，實驗人員的薪酬以及教師的課時費等都是這項教學所面臨的費用支出。由于開放實驗形式多樣，并且往往是和正常教學實驗共享實驗室資源，因此經費的投入量很難精確地統計。由于很多院校對此尚未設立專項經費，使得現有的實驗室運轉經費無法滿足實驗室開放的需要，大大影響了室驗室工作人員的積極性和實驗室開放的質量和效果。

四、構建開放式實驗教學管理系統應注意的問題

(一)開放式實驗體系建設

應制定開放式實驗相關管理制度，建立實驗教學質量管理體系。對開放式實驗室實施質量控制，其目的是對開放式實驗中的每一個環節進行精細化管理。開放式實驗體系可由管理系統、實時監控系統、信息反饋系統等組成。

(二)實行多元化的開放式實驗教學

1)時間上的多元化。為了保證日常的實驗教學，實驗室開放時段可多設置在正常實驗課時間以外，比如晚上、周末、節假日或寒暑假，方便學生根據自己的學習情況選擇實驗時間。

2)實驗內容的多元化。開放式實驗室應采用多層次開放，既利用節假日面向低年級學生開放，內容或自選，或與指導教師共同討論，又面向高年級學生的綜合性實驗，鼓勵學生幫助或直接參與到教師的科研項目研發中。

3)開放模式的多元化。開放式實驗室不應僅限于參加實驗大賽人員或者畢業生，積極鼓勵各專業、各年級的學生參與到開放實驗中，努力培養和提升自身的綜合能力;將院校或者校企合作的優秀的科研項目引入實驗教學，實現實驗教學與科研共享。積極推行校企合作的開放模式，利用工科院校的理論優勢和實驗設備舉辦企業培訓，實現校企共建實驗室。

(三)建全實驗室管理體制

1)改變傳統的經費劃撥方式。學校應采取多種方式，通過各種渠道，在經費方面給予實驗室以支撐和保障，如設置開放實驗室專項基金，特別是對學生設置勤工儉學崗位，這樣，既能解決開放實驗管理人員缺乏的問題，也能鍛煉學生的工作責任心和積攢一定的工作經歷

2)整合現有的實驗室資源。應制定相應的管理制度，將分散設置和封閉管理的實驗室進行統一管理，優化配置，整合資源。如針對全校的基礎課可以建設基礎實驗室;對于專業課可以設置專業或綜合實驗室等，除此之外，還應建立共同使用的開放實驗室

3)完善設備調配制度。利用網絡信息技術，及時準確地掌握各實驗室儀器設備的完好程度，檢查是否在檢定有效期內，對資源配置和設備的運行情況進行實時監控，做好設備的科學、統一的調配。

4)建立實驗室開放管理系統。通過校園網信息平臺，建立一整套實驗室開放管理系統，實行實驗室預約制度，使學生、實驗教師、實驗室三者之間建立即時聯系。

五、結論

綜上所述，開放式實驗教學是培養學生的綜合素質和創新能力的重要環節，近年來已成為教育部評估高校教學工作水平的重要的內容之一。構建開放式實驗教學管理系統，對開放式實驗教學模式進行科學的、合理的管理，是高校院校教育改革的方向，也是向社會輸送高素質的創新性人才永恒的話題。

［1］宋國利，蓋功琪.開放式實驗教學模式的研究與實踐［J］.實驗室研究與探索，2010，29(2):91 －93.

［2］霍文蘭.高校實行開放式實驗教學存在的問題及對策［J］.榆林學院學報，2010，20(2):105 －107.

［3］劉琴.開放式實驗教學研究現狀及展望［J］.實驗科學與技術，2010，8(4):81 －82.

2011－05－18

張建功(1972－)，男，江蘇鹽城人，碩士。