高校數學實驗室開放運行機制的實踐研究

戴厚平 宋 藝

(1.吉首大學 數學與統計學院，湖南 吉首 416000；2.長沙民政職業技術學院，湖南 長沙 410004)

實驗室實行開放運行機制是對開放教育理念的一種具體實踐，是堅持以學生為中心教學模式在實踐教學中的集中體現。我國教育教學長期以來存在重理論、輕實踐的弊端，其“從聽中學”的教學模式與國外“從做中學”相比，存在明顯差距[1]。近些年來，我國逐漸認識到這個問題，并把加強實踐教學上升過國家戰略層面的高度，提出了一系列政策方針，指導實驗教學的改革和發展，教育部2007年頒布的《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》中提出重視本科教學的實驗環節，加快各類實驗室開放運行進程。在這個背景下，許多高校通過一系列改革和嘗試，取得了一定的效果，在一定程度上提高了實驗教學質量和水平，但由于高校規模的擴大、實驗經費有限、管理體制等一系列因素的影響，實驗室的開放運行機制未能完全實現，在一定程度上制約了實驗教學的改革與發展[2]。

本文以我校數學實驗室為研究對象，對開放運行機制在數學實驗室中的應用做了具體實踐研究。

1 實驗室開放運行機制存在的問題

分析目前實驗室開放運行機制的現狀，各個高校在不斷改善軟硬件環境的過程中，逐步推進實驗室開放運行的進程，總體來說是向前發展的，但由于起步較晚，目前仍處于探索階段，所以還存在如下幾個方面的問題：

1.1 意識層面

沒有把握實驗室開放的真正內涵，許多高校認為實驗教學認為是課堂教學的簡單延伸或是理論課程的附屬品，而沒有認識到開放實驗室是充分發揮資源效能、培養學生創新能力的優良平臺。在這種意識的作用下，導致了實驗教學重視不夠、投入不足等問題，老師和學生的積極性都沒能充分調動起來，使得實驗室的開放運行成為一場空談。

1.2 開放形式

開放形式單一，只是在正常教學活動外的進行定時開放，不夠靈活；同時，沒有具體的開放項目，缺乏針對性的指導和規范化的管理。

1.3 是管理層

資源配置不夠合理，信息化管理程度較低，各實驗項目之間不夠協調，共享率低；開放內容和時間不能滿足學生個性化需求，環境建設也無法盡如人意。

在這些因素的影響下，實驗室的開放運行成效低，其對高校整體教學質量水平，乃至為社會培養創新型人才等都產生了不利影響。所以，必須進行一系列改革，建立適合高校特色的實驗室開放機制。

2 數理實驗室開放運行機制

作為一門演繹科學，數學實驗雖然沒有主導作用，但在數學的研究和學習中仍然具有重要地位。數學實驗主要是利用作圖軟件、模型、實物等工具解決數學問題，例如探究數學理論、驗證數學猜想[3]。數學實驗室需要的主要設備為高性能計算機和數學軟件。數學與其他科學的不同，促使數學實驗室的開放運行機制也不盡相同，本文從頂層設計、開放模式和管理模式三個方面來闡述。

2.1 頂層設計

首先，要明確實驗室開放的實質。開放不是簡單的開門，還需要把握兩個重要環節，一是指導，二是管理。開放實驗室是實現資源共享、提高資源利用率的有效途徑，通過開放，能促進實驗室的規范管理，促進實驗室建設；能培養和提高學生的實踐能力、創新能力等科研素養；能促進實踐教學改革，提高實驗教學質量，提高教師隊伍的整體水平[4]。

2.2 開放模式

數學實驗室的開放模式包括實驗教學開放、科技創新開放、科學研究開放、對外服務開放等幾個方面。

2.2.1 實驗教學開放

根據人才培養需求，以培養學生分析-解決問題能力、創新能力、獨立思考能力、團隊協作能力等一系列素養為目標，將教學內容分解為相互獨立的實驗項目，并提供中期檢查、結果評定以及疑問解答等服務；同時，設置不拘泥于教學內容的課外實驗項目，注重實驗內容的多元化，滿足各個層次學生的實驗需求。

2.2.2 科技創新開放

由學生個體或學生社團，根據自身需求自擬題目，在導師的引導下選題、數據收集、數據分析和研究報告撰寫等過程。科技創新開放為學生提供了相對寬松和自主的科研環境，不僅讓學生更熟練地掌握實驗方法和技巧，而且加深他們對科學研究的理解，培養學生的創新性思維和能力。

2.2.3 科學研究開放

在教師進行科研項目時，除研究生外，還吸收理論基礎扎實和具備一定科研能力的高年級學生成員，分解一系列子項目在老師和研究生的指導下獨立完成。這樣一方面可以激發學生潛能和學習欲望，另一方面也減輕了教師負擔。

2.2.4 對外服務開放

適當對社會開放，提高輻射服務能力，在全校乃至校外開展各類培訓工作，更有效地利用實驗室內資源配置，例如數學建模培訓、職業技能培訓、教師信息技術培訓等等。

2.3 管理模式

在實驗室開放運行過程中進行組織、結構、機制等方面的管理創新。

（1）是在組織上的創新。提出基于自組織的三位一體的組織結構，即以學生為主導，教師為引導，研究生參與輔導的運行機制，充分利用現有人力資源參與實驗教學活動。

（2）是在資源上的創新。首先要加強數字資源建設，購買Mathematica、Maple、Matlab等數學軟件平臺；其次要注重資源的管理，做好服務器、數據等軟硬件的運維工作；最后，要提高資源共享的深度和廣度，積極與其它院系和其它高校合作，這也是體現實驗室開放性的重要方面。

（3）是在機制上的創新。經過廣泛調研和充分論證，構建服務規范流程和管理辦法；建立激勵機制，對于實驗教學活動提供一定經費支持，對于創新性實驗獲得的成果給予獎勵。

3 開放運行機制應用效果

自從實驗室實施開放運行機制以來，提高了開放程度，完善了各項對外教學服務措施，滿足校內外本科生、碩士生和進修教師的實驗需求，取得了良好的應用效果，具體表現在以下幾個方面：

3.1 提高了資源的利用率

實行開放運行機制的半年時間以來，數理實驗室完成實驗機時48000小時，接納實驗人數29000人次，同比分別增長35.6%和39.4%。

3.2 提高了學生學習能力

鞏固了課堂知識、提高了學生的科研素養、創新能力、綜合能力。以數學建模為例，實施開放運行機制后，我校共取得了十余次省級和國家級獎項。

3.3 提高了教師積極性

對實驗教學的重視，實施的激勵措施以及指導學生取得成績帶來的自豪感，提高了實驗教師的積極性。

4 結語

開放教育是高等學校進行實現素質教育的最終選擇，是知識經濟時代對我國高等教育提出的新要求。實驗室開放改變了傳統的實驗教學模式，是實現素質教育目標的重要途徑。事實證明，實驗室的管理體系和運行機制直接影響其作用和效能的發揮，只有開放運行才能充分發揮效益，只有不斷改革和實踐開放運行機制，才能不斷提高教學質量水平。將實驗教學改革納入學校教學改革中去。

［1］江捷.感悟英國高校多元化的教學方法[J].實驗技術與管理，2009，26（2）：175-177.

［2］胡文花，向志軍.實驗室開放管理的理論內涵[J].商情，2011（17）.

［3］謝治州，羅曉賓，羅瓊.國內高校數學實驗教學的現狀分析與研究[J].教育與職業，2012(26)：113-114.

［4］黃嘉豫.對理工科大學物理實驗室改革的建議[J].西安交通大學學報，1979（2）：133-140.