利用開放性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的問題與對策

蔣海云 吳若梅 江南 肖穎喆 張維莉

摘要：在大眾化教育背景下，強(qiáng)調(diào)了開放性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力方面的重要性。指出了目前開展開放性實(shí)驗(yàn)存在的問題，并提出了相應(yīng)的對策。為提高開放性實(shí)驗(yàn)的效果，建議處理好開放性實(shí)驗(yàn)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系；建立科學(xué)合理的管理機(jī)制；構(gòu)建完善的評價體系。

關(guān)鍵詞：開放性實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)造能力；問題與對策

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0085-02

自1999年開始，高校普遍擴(kuò)招，我國高等教育進(jìn)入了名副其實(shí)的大眾化教育階段，實(shí)現(xiàn)了從“精英教育”到“大眾教育”的跨越。擴(kuò)招的直接結(jié)果，使得我國教育的規(guī)模、數(shù)量，特別是工科教育的規(guī)模、數(shù)量在上升，而教育質(zhì)量卻在下降。然而經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致企業(yè)對人才能力的要求在不斷提高，特別是對創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力和實(shí)際操作能力提出了更高的要求。因此如何提高當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力尤為重要。

事實(shí)上，創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是滲透到各個教學(xué)環(huán)節(jié)之中的。對工科大學(xué)生而言，加強(qiáng)以實(shí)驗(yàn)為代表的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在人才培養(yǎng)中的重要性已得到業(yè)界充分認(rèn)可。教育部在2005年高教1號文件中提出“大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，切實(shí)提高大學(xué)生的實(shí)踐能力”；2006年下發(fā)了《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案（試行）》，2007年進(jìn)一步提出了“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計劃”。經(jīng)過幾年的發(fā)展，加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)已成為當(dāng)前高校教學(xué)改革的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。然而值得注意的是，在各高校的實(shí)際操作中實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)學(xué)還存在著許多問題，突出表現(xiàn)在課內(nèi)教學(xué)和課外創(chuàng)新實(shí)踐脫節(jié)，課內(nèi)教學(xué)和課外學(xué)習(xí)融合度差等等。由于教學(xué)時限以及學(xué)生精力的限制，通過增加課時來解決這一問題幾乎是不現(xiàn)實(shí)的。總結(jié)各高校的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)可以很好地解決這一問題。

開放性實(shí)驗(yàn)源于20世紀(jì)60年代初美國的“自由（可擴(kuò)展、開放）式”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。1979年西安交通大學(xué)黃嘉豫教授也提出了理工大學(xué)開展開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的倡議。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)已然成為培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的重要途徑。因此，將開放性實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理地融入工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案中意義重大。結(jié)合目前國內(nèi)大多數(shù)高校的現(xiàn)狀，對于如何利用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)工科學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力做一個初步的探討。

一、正確處理好開放性實(shí)驗(yàn)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

在以往的人才培養(yǎng)方案中，都會在一些課程里開設(shè)必要的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)通常都是為滿足該門課程教學(xué)需要而設(shè)計的。一般學(xué)時比較少，無法有效將所學(xué)知識及時運(yùn)用到實(shí)踐中。其次，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排上，內(nèi)容比較單一，對一些原理和現(xiàn)象的驗(yàn)證性或演示性的實(shí)驗(yàn)所占比例較大，而能提高學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的設(shè)計性、綜合性的實(shí)驗(yàn)較少。再次，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法上，多采用灌輸式，即實(shí)驗(yàn)課題的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的制定和儀器設(shè)備的組織準(zhǔn)備等均由實(shí)驗(yàn)老師進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)時學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容操作即可完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。因此，傳統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)客觀上壓抑了學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，影響了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

與傳統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)不同，開放性實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生興趣為主要出發(fā)點(diǎn)，以解決具體問題為導(dǎo)向，且實(shí)驗(yàn)安排自由。開放性實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的綜合性，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。為保證開放性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造能力的作用，必須正確處理開放性實(shí)驗(yàn)和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)作為課程學(xué)習(xí)的重要組成部分，是必不可少的，目的在于加深課程內(nèi)知識的理解。但為了學(xué)生有時間和精力從事開放性實(shí)驗(yàn)，可以精簡課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)重在培養(yǎng)學(xué)生的基本知識和基本實(shí)驗(yàn)技能。因而課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以反映基本知識的基本原理和基本操作技能為主。對于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)則主要通過開放性實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。為提高學(xué)生參與開放性實(shí)驗(yàn)的積極性，同時提高其在人才培養(yǎng)中的效果。可以將開放性實(shí)驗(yàn)的考查以學(xué)分等形式體現(xiàn)在培養(yǎng)方案中。

二、建立科學(xué)合理的開放性實(shí)驗(yàn)管理機(jī)制

與傳統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)批量大、內(nèi)容固定的特點(diǎn)不同的是，開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對不固定、時間不固定，學(xué)生的自主性要求高。同時由于開放性實(shí)驗(yàn)的不固定性，容易導(dǎo)致開放性實(shí)驗(yàn)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的安排發(fā)生沖突。并且，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，學(xué)生整體素質(zhì)不高，開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多還停留在表面上。部分學(xué)校僅僅只是搭起了開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架，但開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程管理、質(zhì)量監(jiān)控等并沒有完全落實(shí)，使得開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏實(shí)際可操作性。

一般而言，開放性實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容分散，且具有很大的不確定性，因而在實(shí)驗(yàn)室場地管理、設(shè)備管理以及耗材準(zhǔn)備等方面都不能照搬傳統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的管理模式。要提高開放性實(shí)驗(yàn)的效率需要重點(diǎn)解決以下幾個方面的問題：

1.開放性實(shí)驗(yàn)室管理隊(duì)伍的完善。由于開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雜、分散、試驗(yàn)時間不固定等原因，僅依靠有限的實(shí)驗(yàn)室教師難以管理到位。應(yīng)該吸納部分專業(yè)教師、學(xué)生配合相關(guān)實(shí)驗(yàn)室專職教師參與開放性實(shí)驗(yàn)的管理工作。特別是專業(yè)教師，要對開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案等進(jìn)行審核、指導(dǎo)。參與管理的學(xué)生主要協(xié)助對開放性實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行。

2.基于校園網(wǎng)絡(luò)平臺，建立開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)約管理制度。基于開放性實(shí)驗(yàn)的上述特點(diǎn)，應(yīng)充分利用校園網(wǎng)絡(luò)平臺，如教務(wù)管理系統(tǒng)，將能進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)的場所、設(shè)備資源等輸入管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化預(yù)約管理，既可以節(jié)省人力，又可以提高開放性實(shí)驗(yàn)管理效率。專業(yè)指導(dǎo)老師還可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺審核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、監(jiān)管實(shí)驗(yàn)進(jìn)展、點(diǎn)評實(shí)驗(yàn)效果等。

3.實(shí)驗(yàn)耗材管理。開放性實(shí)驗(yàn)由于不確定性，其耗材的使用不可能都提前規(guī)劃好，因而不可能都統(tǒng)一采購。除了部分常規(guī)的耗材可以由實(shí)驗(yàn)室批量采購?fù)猓蟛糠趾牟膽?yīng)由參與開放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生自行采購，或者指導(dǎo)老師協(xié)助購買。

4.開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理。為更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，建議將開放性實(shí)驗(yàn)與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、教師科研項(xiàng)目統(tǒng)籌起來。一方面，開放性實(shí)驗(yàn)主要源于學(xué)生的想法與愿望，其實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不太可能全從實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)中劃撥。學(xué)生一旦有了好的想法，在專業(yè)老師的指導(dǎo)下可以申報各級大學(xué)生創(chuàng)新計劃項(xiàng)目，或參與各類大學(xué)生競賽項(xiàng)目。這樣不僅可解決部分實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)問題，還可以鍛煉表達(dá)能力，提高參與開放性實(shí)驗(yàn)的興趣。另一方面，在學(xué)生沒有很好創(chuàng)新思路的前提下，專業(yè)教師也可就自己科研項(xiàng)目的某一點(diǎn)作為開放性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。這樣學(xué)生也可以很好地認(rèn)識專業(yè)相關(guān)的一些前沿知識，并從中鍛煉自己的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

此外，結(jié)合企業(yè)實(shí)際需要，與企業(yè)聯(lián)合開展開放性實(shí)驗(yàn)也值得嘗試。工科人才培養(yǎng)的目的就是培養(yǎng)企業(yè)所需的工程技術(shù)人才。如能根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的需要，有針對性地參與解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題，必將極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的熱情、加深對專業(yè)的認(rèn)識，在提升創(chuàng)新創(chuàng)造能力的同時也將加快學(xué)生就業(yè)后更快地融入單位的工作。

三、開放性實(shí)驗(yàn)的動力機(jī)制問題

毋庸置疑，開放性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)人才創(chuàng)新創(chuàng)造能力方面有著十分重要的作用，然而僅靠科學(xué)合理的管理制度仍然很難有效發(fā)揮開放性實(shí)驗(yàn)的作用。要從根本上提高教師和學(xué)生參與的積極性，最為關(guān)鍵的是要建立有效的評價體系，從制度上鼓勵并認(rèn)可開放性實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)人才創(chuàng)新創(chuàng)造能力的重要性。

學(xué)生是教學(xué)的中心，從制度上鼓勵其參與開放性實(shí)驗(yàn)的積極性，一方面可將開放性實(shí)驗(yàn)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)一樣計算學(xué)分。另一方面，可將開放性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組合，達(dá)到一定要求視作自選課處理。通過這種方式處理，將開放性實(shí)驗(yàn)納入人才培養(yǎng)方案體系。此外，學(xué)校可定期或不定期對開放性實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行展示，對于成果優(yōu)秀的予以表彰，相關(guān)成果優(yōu)先參與各級比賽。同時在條件成熟時可考慮以展館的方式長期展出相關(guān)成果。這樣既是對參與開放性實(shí)驗(yàn)同學(xué)的表彰，也必將提高其他同學(xué)參與開放性實(shí)驗(yàn)的積極性。

對于積極指導(dǎo)開放性實(shí)驗(yàn)的專業(yè)老師和實(shí)驗(yàn)室老師也應(yīng)該認(rèn)可其工作。如前所述，開放性實(shí)驗(yàn)管理難度本身很多，而如果他們所付出的勞動得不到認(rèn)可，必會影響教師參與指導(dǎo)開放性實(shí)驗(yàn)的積極性。事實(shí)上，完全可以制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)開放性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)效果適當(dāng)計算教師的工作量，并在年度考核、職稱評定時予以考慮。

此外，開放性實(shí)驗(yàn)的動力機(jī)制還應(yīng)該包括對開放性實(shí)驗(yàn)成果的考核辦法。只有制定合理的考核辦法，才能杜絕為了開放而開放，真正意義上提高開放性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)人才創(chuàng)新創(chuàng)造能力中的作用。

基于上述分析，開放性實(shí)驗(yàn)的動力機(jī)制主要是制定科學(xué)合理的評價體系。評價體系主要包括三個方面的內(nèi)容，即開放性實(shí)驗(yàn)成果考核辦法、學(xué)生參與開放性實(shí)驗(yàn)的鼓勵、獎勵辦法以及教師指導(dǎo)開放性實(shí)驗(yàn)的考核辦法。

結(jié)語：

開放性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)人才創(chuàng)新能力方面的重要性已得到廣泛認(rèn)可。然而要發(fā)揮其作用，尚需處理好開放性實(shí)驗(yàn)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系；針對開放性實(shí)驗(yàn)的特征，必須建立科學(xué)合理的管理機(jī)制；為激發(fā)學(xué)生、教師參與開放性實(shí)驗(yàn)的積極性，還需構(gòu)建完善的評價體系，包括開放實(shí)驗(yàn)的考核辦法、學(xué)生參與開放性實(shí)驗(yàn)的鼓勵、獎勵辦法以及教師指導(dǎo)開放性實(shí)驗(yàn)的考核辦法。

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