王書紅,張換平,牛永生
(安陽工學院化學與環境工程學院,河南安陽455000)
隨著社會的發展,高校畢業生綜合素質的要求越來越高,培養基礎扎實、知識面寬、創新創造能力強、綜合素質高的人才已成為世界各國高校教育的發展目標。實現該發展目標的重要手段就是實驗。高校實驗室是提高學生實踐能力、培養創新人才不可或缺的重要基地,是開展教學、實踐、科研三結合的重要場所[1,2]。左鐵鏞院士認為,“實驗室是學校的半壁江山”[3]。而實施實驗室開放是提高實驗室使用效率,使實驗室更好地發揮作用的有效途徑。
實驗室開放,是指打破傳統的實驗室單位分割的封閉狀態,實行一定條件下的資源共享,即充分利用各實驗室的師資、儀器設備、設施、學術和技術優勢,將實驗室的資源部分或全部地提供給進行實驗教學、實驗技術研究、科研和社會服務的實驗者,包括教師、學生、實驗技術人員等[4]。本文所說的高校實驗室開放主要指在完成計劃內教學、科研任務的前提下,對學生開放,為學生提供實踐學習的條件。
傳統的實驗教學模式是依據實驗教學大綱,采用在固定時間開設固定實驗項目的做法。實驗大都是驗證性實驗,設計性、綜合性實驗較少。實驗內容隸屬于某門課程,學科間的交叉很少。開設實驗時,學生只是被動地依照實驗指導教師講授的注意事項、實驗試劑與設備的使用方法等進行實驗,整個實驗過程刻板保守、毫無新意,實驗教學模式封閉、單一,極大地限制了學生主動性和創造性的發揮,嚴重削弱了學生對實驗課的興趣。實施實驗室開放是避免這種弊端的最好辦法,實驗室開放可在提高實驗室各種資源使用效率的同時,更好地培養學生實踐能力、創新創造精神、科學探索能力及團隊合作意識。
目前,許多高校實施了實驗室開放,但在管理和運行中都或多或少地存在一些問題。高校實驗室開放存在的問題,主要有如下4個方面:
1)部分儀器設備的使用率偏低。由于實驗室開放程度不夠、資源配備不合理及共享上的不足,實驗室儀器設備的使用率偏低甚至長期閑置等浪費的現象在許多高校普遍存在[5]。
2)學生創新能力受到限制。隨著科技的高速發展,不同學科間的交叉和滲透越來越多,但是許多高校實驗室開放項目往往僅立足于某一學科,多學科交叉融合、具有創新性的設計性、綜合性和創新性實驗項目較少,實驗室開放不能很好地鍛煉和培養學生綜合運用知識的能力,極大地限制了學生創新能力的提高[6]。
3)開放性實驗的參加人數相對還較少,學生能接觸到的實驗室開放項目也較少。許多高校開放實驗內容主要是大學生科技創新項目和一些老師的科研項目,所涉及學生人數較少,而且學生只能在指導教師的科研室做實驗,能接觸到的儀器和能做的實驗項目都很有限。對高校教育培養知識面寬、創新能力強、綜合素質高的人才的發展目標而言效果不夠理想。
4)經費支持不足。許多高校開放實驗室資金短缺,設備維護、低值易耗品購置等必需開支難以維持,對指導教師的工作量難以體現,這些都影響了開放實驗室的正常運行[7]。
鑒于以上幾點高校實驗室開放管理和運行存在的問題,作者通過學習其他院校開放實驗室的成功案例和進行實驗室開放項目的實踐探索后,結合我校的實際情況對我校實驗室開放模式進行了探討。
實驗室開放包括實驗時間的開放、實驗內容的開放和實驗對象的開放[8]。為使學生能夠及時、全面了解實驗室開放的項目、儀器設備、開放時間、指導教師等情況,避免因信息傳遞不暢導致的實驗室開放而學生寥寥、開放效果不好的尷尬局面,實驗室開放的管理手段采用公開透明的網絡管理。
2.1.1 實驗室開放對象
實施實驗室開放,實現資源共享,要求打破學院的限制,不僅對本專業、本學院學生開放,也對跨專業、跨學院的學生開放。這樣不僅有利于提高實驗室各種資源的使用效益,更有利于拓寬學生的知識面和提高學生綜合運用所學知識的能力。
2.1.2 實驗室開放內容
對于實驗室開放的內容,大體有如下6種形式:
1)課程內的選做實驗。由于實驗教學學時的限制,每門實驗課程在規定的教學時間內,只能在必做實驗以外做少數選做實驗,剩下的選做實驗即可作為實驗室開放的項目。使學生在了解儀器的使用方法外,掌握更多的實驗方法、手段;
2)教師的科研項目;
3)大學生科技創新項目;
4)大學生科技競賽;
5)廢舊儀器的改造利用。在每個教學實驗室,都會有一些儀器設備報廢或擬報廢,將這部分儀器設備用于實驗室開放,供學生拆卸、安裝、修理、改進、改造,除了可以增強學生的實際動手能力和加深學生對儀器使用和設計原理的更深層次的領悟外,還可以充分發揮學生的主觀能動性和發明創造能力。在學生的修理和改進、改造下,具有更佳或新的使用功能的儀器可能會誕生,可以變廢為寶;
6)學生自行擬定的實驗項目。學生自主擬定實驗題目、設計實驗方案、技術路線,指導教師審核實驗方案的可行性,然后實施實驗、撰寫實驗報告,學生通過這一系列過程進行科學研究訓練。該項目可使學生充分地發揮主觀能動性,培養學生的科學思維,提高學生的科學探索能力和創新能力。
實驗室開放可針對開放內容,鼓勵學生自主選擇實驗方法和實驗手段,由原來的單一型實驗模式轉變為“基礎型、設計型、創新型、綜合型、開放型”的實驗模式[9]。
2.1.3 實驗室開放時間
實驗室時間上的開放主要包括4種方式:全面開放、定時開放、階段開放和預約開放[10]。
我校目前生師比較大、教師資源相對短缺,因全面開放會造成教師資源的浪費,所以不太適合我校。為有效利用師資和儀器設備、設施,建議針對不同的實驗室開放內容采取不同的時間開放方式。課程內的選做實驗項目可采取定時開放,主要根據實驗課授課時間進行開放。每學期初,將各實驗室的實驗課表放到實驗室開放的網絡平臺上,學生可根據自己的時間去做開放實驗項目。大學生科技競賽可采取階段開放,在競賽前一段時間集中開放,開放時間放到實驗室開放網絡平臺上。對于教師的科研項目,學生可直接與指導教師聯系。大學生科技創新項目、廢舊儀器的改造利用和學生自行擬定的實驗項目可實行預約開放,學生通過實驗室開放的網絡平臺預約實驗項目、時間。
為使開放實驗項目順利、高效進行,要求學生做實驗前自主學習實驗項目的相關基礎知識。為方便學生自主學習,可建設微課程[11]網絡學習平臺。指導教師制作所負責實驗項目的微課程放到網絡平臺,供學生學習使用。學生通過微課程的學習,撰寫實驗預習報告。
為保證實驗室開放的質量,要對實驗室開放項目的實施實行有效地考核。建議通過平時抽檢學生做實驗情況、期末查驗實驗報告和抽取部分學生進行實驗項目的答辯等形式進行考核。
要使開放實驗室工作真正地得到落實,健全的規章制度必不可少。有了制度保證,開放實驗室的工作開展起來才會高效順利。而實驗室規章制度需要人去管理和執行,所以實驗室開放成敗的關鍵是加強實驗室師資隊伍培訓與管理[12]。所以建設一支穩定、高素質的實驗隊伍是當前實驗室開放管理的當務之急。
我校開放實驗室的提出已有一年多的時間,但是現有的制度不能充分調動任課教師參加實驗室開放教學的積極性。為調動教師參與實驗室開放的積極性,學校需設立實驗室開放專項基金,在保障設備維護、低值易耗品購置等必需開支的同時,保障指導教師的工作量。
對于學生,針對我校多數學生學習積極性不高的實際情況,應在學生必修實驗學分的基礎上,額外設立實驗室開放的實踐學分。實踐學分可根據每個實驗項目的性質和難易程度進行設立,實驗項目、學分等情況面向全校公開,以提高學生參與實驗室開放的積極性和主動性。
開放實驗室是我國高等教育實踐教學改革的一個方向,是一個系統工程,要成功做好實驗室開放,必須從整體上把握,做好各方面工作。本文探討了一個開放實驗室模式,實驗室開放的模式是否適合我校,還要在實施實驗室開放的過程中加以檢驗。
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