基于學生參與項目研究的實驗室運作模式思考

鄧知輝+朱運航

摘 要 實驗室是高等職業院校培養學生技術與技能的關鍵載體，實驗室的建設及其運作模式關系到教學的效果與成敗。借鑒德國代根多夫應用技術大學實驗室的建設思路、運作模式及學生參與項目研究等經驗，我國高職院校需要轉變實驗室建設與運作觀念，彰顯實驗室及師資地位，強調實驗項目與生產的相關性，同時重視學生參與項目研究，接受或招聘學生直接參與項目和產品的研究與生產。

關鍵詞 實驗室建設；德國；高職院校；運作模式

中圖分類號 G715 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2014）05-0093-04

實驗室是培養學生實踐能力的關鍵載體，實驗室的建設及其運作模式關系著學校實踐教學的成敗。如何建設與改革實驗室，充分發揮實驗室的功能，讓學生更有效地參與研究，是目前高等職業院校提升教學質量的重中之重。德國職業教育的發展是其經濟騰飛的根本動力，其職業教育定位為：關系民族生存、經濟發展、國家振興的根本大計。學生在應用技術大學畢業后就可以獲得企業、社會和國家工程師能力認可或能力認證，其中一個關鍵因素在于實驗室的建設及運作模式。結合筆者赴德國代根多夫應用技術大學進修所得，對實驗室的建設與運作進行分析，并提出一些思考。

一、代根多夫應用技術大學實驗室的建設思路

代根多夫應用技術大學教學計劃中的實驗課通常單獨進行，實驗內容均為設計性實驗，很少有驗證性實驗。實驗時一般只給出實驗的目的、條件和要求，實驗的過程、方法和最后結果全部由學生自行得出，一般情況下實驗項目在企業中要具有實際的應用價值。其實驗室大致可以分為三類：

第一類為集中實驗室，這是設備臺套數較多的學生實踐場所，但在學校此類實驗室數量較少，學校基礎性的技能訓練一般都到企業完成。第二類為專業實驗室，該類實驗室都配備了比較高端的儀器設備，一般每種設備只有一套，除工作人員外，平時還能同時容納3～5名學生，主要針對科研與項目開展。第三類是分布在學校方圓50公里內的多個分校區，校本部主要負責技術在工業應用前的研究，分校區主要負責將技術轉化為工業應用，并且從事商業生產，為工業、企業或社會提供服務等。

二、代根多夫應用技術大學實驗室的運作模式

（一）以服務地方為基礎

代根多夫應用技術大學的專業實驗室和分校區，主要是圍繞當地經濟發展與社會服務中實際需求的相關技術和成果轉化而建立的。

汽車制造業是代根多夫應用技術大學所處的巴伐利亞州的核心產業之一，寶馬、奧迪、西門子、左納等世界知名的汽車與電子公司的總部都設在該區，Cham和Freyung分校區就是為該方面服務的。Cham分校區針對機械電子和自動化控制技術類項目， Freyung分校區針對計算機科學與應用和仿生學等。分校區主要從事汽車電子、集成控制、更加安全和互動的機器人研究與生產等。

目前，德國已進入老齡化社會，面向老年人的服務是當前和未來社會發展的關鍵問題之一，Mariakirchen分校區就是為應對人口老齡化而設立的，主要研究老年人的健康與護理等方向。Badk?- tztingyg分校區則主要進行醫學護理教育方向的研究。

還有Grafenau分校區專門研究超級市場如何降低食品的浪費、優化采購和物流等；Spiegelau分校區從事玻璃技術與生產工藝研究（當地有很多玻璃工廠）；Teisnach分校區主要針對精密光學技術和高頻技術等開展研究。

（二）以科研項目為手段

代根多夫應用技術大學和當地的工業、企業聯系緊密，除基礎的集中性實驗室外，專業實驗室和分校區都承擔有很多應用型的研究項目。應用項目的開展為所有學校及項目參與者帶來很多好處：

一是提高了師資隊伍素質。通過實驗室真實項目的開展，教師可以直接參與實際應用項目研究和技術開發，能夠更有效地接近企業核心技術，發現和學習新技術、新方法，總結和提升理論知識，適應和引領社會發展需求，使學校師資隊伍保持尖端的研究水平和實際應用能力。

二是引進了更多企業資金。實驗室可以把研究成果轉化成產品，能與當地企業界建立一種高效的聯系和相互信任的合作關系，通過項目合作，引進企業更多資金。代根多夫應用技術大學每年有1200萬歐元用于研究項目，其中800萬歐元來自企業，400萬歐元來自政府。

三是取得大量成果并獲得了更多資金。通過實驗室的研究，創造出許多具有應用價值的產品及技術成果，并通過出售產品或轉讓技術成果，獲得了更多的資金用于科研。如光學實驗室可生產直徑1米、精度達到12NM的天文望遠鏡鏡片，其市場售價高達每片10萬歐元。

四是保持了設備的先進性和延續性。通過項目開展，學校有了更多的資金用于維護現有設備和添置更多的新設備，合作企業也贊助相關的大型設備，使實驗室的設備保持在尖端水平。如電磁耐受力實驗設備、數控加工設備、建筑應力測試機、光學實驗室的打磨與拋光設備等都保持了行業領先。

（三）以教授和工程師為主體

代根多夫應用技術大學的專業實驗室和分校區相關設備都是以教授及工程師的研究與生產為主體。實驗室是教授負責制，每一個實驗室會根據任務量安排有10～50名工作人員，包括教授、項目負責人、工程師和技師等，同時還會招收一部分在校學生充當工程師或技術人員，他們針對不同項目或產品進行研究和生產。如光學實驗室，由四個研究方向構成，分別是研磨、拋光、測量和熱壓成型。該實驗室工作人員30人，其中教授3名，主要負責項目指導，項目負責人6名，主持項目的具體工作，還有工程技術人員21名，包括工程師和技師，以及多名在校學生。

（四）注重學生直接參與項目

項目的研究是以教授及工程師為主體，同時也對學生開放，接受或招聘學生直接參與項目或產品的研究與生產。

1.學生加入項目的條件

學生加入項目有以下幾種情況：第一，在入學后可以申請進入實驗室工作；第二，在第五學期（企業實習學期）申請進入實驗室工作，可以被認定為實習，實驗室同樣開具實習證明；第三，在學生進入碩士階段，借助實驗室設備進行項目開展，完成畢業論文；第四，學生本身已申請項目，在相應的實驗室進行研究。

2.學生在項目中的任務

學生在學校實驗室一般分兩個階段：第一，實習階段；第二，理論階段（提高階段）。在學校實驗室參與項目研究或產品生產，同樣可以獲得報酬。工程師類專業要求學生必須有一個學期到企業實踐（一般為第五個學期），因實驗室是按生產環境建設，所以學生也可以申請參與學校實驗室的某個項目。在實習期間，除工作外，學生還得完成一篇論文（或畢業論文），論文可以是研究的某個項目或子項目。

3.學生在項目中的角色

學生在項目中分小組工作，每個項目小組一般是3～5名學生，最底層的子項目一般由單個學生完成。教授將根據學生的申請和項目需求進行合理安排角色：實習、助理、工程師或技術員等，有些學生可以獨立完成一個任務，還有些學生在項目中有新的想法，也可以依托實驗室自主完成，建立自己的新項目。每個學生每周要完成一份工作報告，教師根據工作報告給學生評分，并有技術人員察看學生操作，進行現場評分。學生實習完成后需要提交一份工作總結報告，教師給出評價，表明是否通過。

三、高職實驗室建設及運作思考

目前，我國高職院校都是以基礎驗證性的集中式實驗室為主，很少有科技創新和實際應用開發類的實驗室。個別院校成立了校辦工廠，但基本上只限于“廠房出租”、“設備出租”等形式，教師普遍缺乏生產實踐背景，學生對企業的實際運營缺乏了解，學校的科研也難以有成果，更無法轉換成產品或生產力[1]。因此，必須對實驗室建設思路與運行模式等方面進行改革，使其形成良性循環。

（一）要加快觀念的轉變及建設力度

實驗室是培養創新人才的基地，是實施科技創新的搖籃和踐行社會服務的窗口。實驗室不僅用于教學，更應具有科技創新與成果轉化能力，其成果與技術要能代表科技創新發展方向，因此需從以下幾方面加強建設力度。

一是加強實驗室研究隊伍建設。目前國內還把從事實驗室工作和實驗教學的教師列為教輔人員[2]。沒有把實驗室工作像教學、科研工作一樣作為重要內容來進行規劃發展，實驗室工作人員在職稱、學歷、學位、待遇等方面均低于理論課教師。這直接影響了實驗室的發展與建設水平。實驗不是“輔”，而是一個重要的教學環節，是培養人才的主要組成部分，特別是在高等職業教育中，更應該以實驗為“主”。

二是加大科技創新力度。將企業需求及時加入到研究項目中，通過應用技術的研究與發展，將知識與技術轉化相結合，通過周邊的創業園，使實驗室成為科技發展的領頭羊。對于中小企業而言，很難承擔一個實驗室的建設和項目開發任務，而學校則可以很好地成為這些企業的實驗室，為企業提供研究條件；教師團隊可以承擔企業項目，幫助企業解決技術問題，為企業員工提供深化理論的學習機會。

三是爭取更多的項目資金與資助。先進的設備成本昂貴，后續維護費用高，要想形成良性循環，資金投入的同時必須要考慮產出。現在科技發展日新月異，特別是電子信息技術隨時都在更新。實驗室的投入僅僅依靠學校單方面及政府少量的建設資金，是無法使其處于領先地位的。企業第三方資金的引進，有利于實驗室的建設、師資隊伍的提升、學校聲望的提高。所以學校要爭取更多的科研、社會服務等項目，通過多種渠道獲得更多的資金與資助。

（二）加強項目的運作與學生參與

首先，參與項目前，讓學生充分了解項目背景、項目申請、項目的資金，以及完成該項目所需成本，包含工具、材料、人工和機器損耗等，讓學生明白成本的控制，了解在項目研究中可能存在的風險，加強對實驗項目的感性認識。

其次，要讓學生學會進行項目式實驗。很多學生經常什么都不做就想找答案，這既不可能也不科學。過程遠重于結果，要重視實驗過程的分析和記錄。通過查找資料、相互交流及分析，尋求答案，實驗后進行詳細的總結。

第三，要讓學生學會撰寫研究報告。項目開展后，學生需要完成項目任務描述、流程分析、試驗模式、過程說明、結果總結、結果分析與評價、總結與展望，以及附上使用說明和數據來源等，了解項目報告的結構，掌握撰寫研究報告的方法。

第四，讓學生學會團隊合作。要爭取在短時間內完成一個項目或實驗，每個人都有獨立的分工，并通過項目的分工協作，使學生從中學會尊重他人，如不能隨意修改別人的結果，拿走工具或設備等，設備如有損壞要及時報告，有新的問題及時溝通。合作能力是項目研究或實驗開展的基本要求，也是企業需要的重要能力之一。

第五，讓學生學會從失敗中成長。失敗是無法避免的，關鍵是從失敗中不斷總結，獲得經驗。通過項目式實驗，學生要學會深刻分析產生錯誤的原因，從錯誤中獲得更多的理論和實踐經驗，在不斷的思考和總結中成長。

參考文獻：

[1]殷輝，李德才，江玉榮.應用型工商管理類專業實踐教學體系的構建與改進——德國應用科技大學模式的借鑒與啟示[J].現代教育科學，2010（11）：63-66.

[2]左鐵鏞.高等學校實驗室建設的作用與思考[J].實驗室研究與探索，2011（4）：1-5.