淺析開放式電工電子實驗室的建設

王英紅

(天津城市建設學院控制與機械工程學院，天津 300384)

隨著高校課程建設的不斷深入，高校實驗室的位置在教學環節中更加重要，而實驗室的開放是實驗室利用率的重要組成部分。電工電子實驗教學，是提高學生動手能力和自主創新能力的主要手段，開放式的電工電子實驗室則是培養學生創新能力和復合型人才的最基本的教學環境。目前大多數高校實驗室仍只開設模擬性和驗證性實驗，其功能單一、投資大、使用效率不高，不可避免地造成教學資源的閑置和浪費，這種實驗模式對學生的培養和訓練與社會對大學畢業生的要求有著相當大的差距。

實施開放式實驗有助于培養學生的自理能力，提高學生的理論聯系實踐的積極性，解決課時沖突、時間固定和實驗資源閑置等弊端，促進實驗教學從傳統模式向創新型人才培養模式轉變，使實驗性質從傳統驗證性向設計性、創新性過渡。為此需要建立以新的實驗教學和管理運作模式為依托的開放式實驗室，打破傳統封閉式教學系統和學習方式，開放式實驗室的建設成為高校實驗教學改革發展的必然趨勢。

1 實驗室開放的重要意義

實驗室開放即是將實驗室為實驗教學、科學研究所能提供的條件(時間、設備、場所、經費、指導教師等)部分或全部向實驗對象有目的地開放。實踐表明實驗室開放對充分發揮實驗室效益、提高教學質量具有重要意義。

(1)實驗室開放提高了現有儀器設備的使用率，充分發揮了投資效益，在一定程度上緩解了儀器設備緊張和經費投入不足的狀況。

(2)提高了實驗教學效果。許多高校受實驗室儀器設備數量的限制，實驗時多人一組，無法讓每個學生都有充分的實踐機會，學生動手能力的培養受到影響。實驗室實行開放之后，這種情況基本上得到了解決。

(3)開放實驗室強調學生的主體地位，改變了學生“被動式”實驗，增加學生進入實驗室接觸儀器設備的機會，開闊了學生的視野，提高了學生的學習主動性。更為重要的是，在實驗和創新的過程中，學生分析問題、解決問題的能力以及創新意識得到培養和提高，這將為他們日后走向工作崗位奠定一個良好的基礎。

2 實驗室開放的幾方面內容

1)時間和空間的開放

學生可以通過一定的方式自行選擇時間進入實驗室進行實驗，這是管理層面的開放，主要是實驗室時間上的開放。比如可實行周一至周五24小時對學生開放。節假日和周末采取預約形式對學生開放。

2)實驗內容、手段、方法的開放

學生實驗的內容、采用的手段和方法，只要符合實驗室管理規章，經過指導教師審批，都是許可的。在內容選擇范圍上給予了一定的開放，學生可以自主選擇實驗內容，或是在教師指定的范圍來選定實驗內容，使學生可以根據個人興趣、能力選擇不同的實驗，教師只是起到輔導的作用。充分利用多媒體和仿真平臺建設在手段和方法上做文章。

3)采用不同的運行模式

由于實驗室的性質、種類不同，開放實驗室的運行模式也不同。一般來說，開放模式主要有以下兩種。

(1)部分開放—對于實驗基礎設施不足，師資力量薄弱，或處于實驗室開放探索階段的高校，采用這種開放模式比較合適。其運行辦法是:采用相關的系、部預約的方式進行授課;全天12小時開放。在規定了學生的實驗內容后，學生可以靈活地選擇實驗時間，提高了學生學習的主動性。

(2)完全開放—對具有一定理論基礎和實驗技能的本專業學生的實驗教學采取完全開放比較好，在實驗室規定的時間內，通過網上預約，學生可以自主選擇大綱內的任意實驗項目，自由的安排時間到實驗室完成實驗內容，也可以申報大綱以外自己感興趣的設計性、專業性和研究性較強的實驗。學生可以在指導教師審批通過的情況下，完成實驗項目。

4)開展分層次教學

(1)基礎層次—目的是讓學生掌握電工電子基礎性實驗，培養學生學習電工電子技術的興趣。

(2)專業層次—是為了發展學生個性，鞏固專業所學。實驗室可采取在教師的指導下，學生自主選題設計，提高學生的實踐動手能力。

(3)提高層次—實驗室可建立一個開放式的創新實驗室，專門針對學生課外的科技創新活動開設專門的實驗課程，為學生提供實驗儀器和技術指導，學生可以自由的進行科技創新、畢業論文設計和電工電子競賽等科技研發活動。這樣更加有利于學生發揮自己的創造性，應用所學的知識，獨立分析、解決課題研究中所遇到的問題，培養學生的創造思維。

5)與虛擬平臺有機結合

在電工電子基礎實驗教學中融入現代化的計算機輔助教學手段，創建虛擬電工電子實驗教學平臺，它具有指導書的功能，可以作為基礎實驗教學的實驗預習系統，建立“先仿真后實訓”的實驗教學模式，在進入實驗室之前，先借助于虛擬電工電子實驗平臺完成實驗的預習，再進入實驗室在實際實驗設備上進行操作。

3 實驗室開放的幾點建議

1)加強實驗室管理和設備維護

由于實驗室是開放的，學生做實驗的時間是根據自己的情況自由選擇的，并且實驗設備都是隨學生需要提供，這給實驗室的管理帶來了很大的困難。實驗室開放，對實驗室的管理制度是一個重大考驗。必須有完備的管理制度和措施，才能保證實驗教學規范、有序地進行。實驗人數眾多，儀器的利用率也會提高，這難免會造成儀器設備的高度消耗，增加設備維護的費用、難度和工作量。實驗室需另配實驗室管理人員來維護實驗儀器設備，保證實驗儀器設備工作正常，發現問題，及時和儀器供貨商取得聯系，及時維修。

2)提高教師的理論水平和實驗技能

由于學生所做實驗內容不固定，實驗教學過程中，實驗的涉及面將會更加寬泛，學生碰到的問題多種多樣，尤其是專業性強的研究性實驗，指導的難度會更大，實驗指導的工作量大大加重。開放實驗室對實驗教師的實驗指導能力有了更高的要求，這就需要實驗指導教師不斷加強新技術、新知識的學習，不斷提高自己的業務能力和綜合素質，進而更好的為學生服務。首先老師必須具備豐富的專業知識，對學生所做實驗內容有一定的了解，并且不斷學習新的內容，提高自身的能力。其次，教師要對每個學生進行觀察，了解個體差異，做到真正的因材施教，培養每一個學生的創新實踐能力。

3)完善實驗成績評定方法

實驗成績應能全面反映出學生實驗完成的好壞，嚴格統一的實驗成績評定標準，保證學生從實驗的選題、準備、操作和完成各環節，有一個良好的態度和重視程度，以及完成實驗課程的動力。因而指導教師對學生實驗成績評定的“度”的把握，應力求客觀、準確、公正，這樣實驗指導教師必須跟蹤學生實驗的各環節，實驗指導的工作量也大大加重。

4)建全實驗室管理信息系統

可利用現有的校園網絡，結合IC卡制度，建立一個全新開放式實驗室管理系統，減少不必要的人力物力投入，為實現實驗室的真正意義上的開放和合理的管理奠定基礎。

5)加大開放實驗室的建設投入

開放式實驗教學必須具備一定的物質條件，要具有較好的軟件和硬件設施。

(1)應具備足夠的實驗空間，以保證開放后的接待能力;完善實驗室功能，適時地對陳舊落后的設備進行更新，適量添置一些放所需的儀器儀表。在實驗教學中，每個實驗組應配備如數字萬用表、程控電源、數字示波器和任意波型發生器等數字化實驗儀器設備和綜合性實驗系統，保證開放式實驗教學的硬件到位。

(2)配備專門的指導教師，確保開放式實驗教學的質量;保證日常開放式實驗教學的損耗品所需的經費;配備專門的工作站，以建設發展開放式實驗教學資源的數據庫及相關軟件。加大開放實驗室的建設投入是提高教學質量和實驗效果的基礎條件，是實驗室建設的基本保證。通過實驗室豐富的實驗資源，使學生可以開展基礎型、綜合設計型和研究創新型實驗。

4 結語

高校實驗室開放，是實施素質教育，培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑。實驗室開放不是簡單的時間和空間開放的問題，而是一項系統工程，涉及實驗室資源的配置、師資隊伍建設和科學規范的管理制度建設。同時必須與實驗教學體系、教學內容、教學方法和教學手段等的改革相結合，與各高校的實際和基本條件相適應。

有效地開放實驗教學可以讓學生對實驗的主動性顯著提高，逐步養成自覺自主學習的習慣。實驗室開放能最大限度地利用實驗室的資源，充分發揮實驗室在素質教育中的作用，為學生提供自主發展和實踐鍛煉的空間，提高儀器設備的利用率。另外，可以讓學生不再把實驗看成是負擔，而是看成樂趣，學生對實驗投入更多的時間和精力，不少學生在教學計劃規定的實驗任務完成后，還繼續到實驗室進行自己的實驗課題。隨著實驗教學改革的深入進行，開放實驗教學模式一定能夠更加趨于合理和完美，更好地為社會培養擁有較強實踐動手能力的應用型、高素質人才。

［1］ 付爭兵.建立開放式實驗室的必要性及其管理模式［J］.實驗室研究與探索.2008，27(3):148

［2］ 龔利華.實驗室開放存在的問題及解決方法探討［J］.實驗科學與技術.2009，(10):142-144

［3］ 楊特育.電工電子實驗室開放模式的實踐與探索［J］.科技信息.2009，(29):527-528

［4］ 吳建強，吳輝.加強開放式實驗教學培養學生的創新能力［J］.實驗室研究與探索.2010，29(8):109-112

［5］ 孫俊卿，羅云林，黃建宇，霍麗華，張迪.虛擬電工電子實驗平臺在基礎實驗教學中的應用［J］.實驗室科學.2009，(6):119-122