高校開放實驗室的建設路徑研究

薛 峰, 馬 驥

(1. 常州大學 學生工作處, 江蘇 常州 213164; 2. 常州大學 基礎物理實驗中心, 江蘇 常州 213164)

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高校開放實驗室的建設路徑研究

薛 峰1, 馬 驥2

(1. 常州大學 學生工作處, 江蘇 常州 213164; 2. 常州大學 基礎物理實驗中心, 江蘇 常州 213164)

高校實驗室在人才培養、科學研究和社會服務等方面起著重要作用。該文簡要地分析了實驗室開放的意義和價值,分別從制度建立、強化培訓、機構設立、平臺優化、師資培養、考核配套以及學生吸引等角度,探討高校實驗室的開放與建設,進一步提升高校實驗室的服務面向,增加其服務內容,使高校實驗室的功能最大化。

開放實驗室； 建設路徑； 人才培養； 社會服務

高校實驗室是各類專業人才培養和訓練、科學研究項目驗證和探索、社會服務內容實現和達成的重要場所,在整個高校的教育教學、科學探索、培訓培養環節中占據著重要地位[1-3]。高校實驗室是開展實驗教學的主要場所,實驗教學是對課程理論教學的深化和驗證；理論知識內化、升華和發展的重要環節,實驗教學的重要性和意義更加突現。隨著經濟社會的快速發展,用人單位對高校培養的人才提出了更高的要求和標準,需要畢業生具備扎實的理論知識、熟練掌握操作技能、擁有踏實肯干、吃苦耐勞的意志品質。為了適應這一人才培養需求的變化,高校要因勢利導、主動創新、大膽變革,加大對學生的動手能力的培養和訓練。在教育部頒布的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》文件中就提出,學校的各類實驗室要對本科生開放,加強統籌建設和科學管理,實現資源共享,提高使用效率。在工程教育專業認證中,就對學生的培養目標、培養方案、課程設置、培養計劃均有要求,并且要求高校提供明確的、可計算的量化指標,真正實現定量化的評估[4]。相關政策以及認證標準均對學生的實踐能力培養提出了較高的要求,督促高校加快實驗室開放的步伐,提升高校實驗室開放的服務面向和服務內容。

1 實驗室開放的意義及價值

實驗室開放是實驗教學模式的創新舉措,也是實驗室功能進一步拓展和延伸的重要體現。實驗室通過深入挖掘和有效整合現有實驗教育資源,進一步提升實驗室的軟硬件的承載力,讓理論教學和實踐操作相互協調、有機配合,逐步打造出一個學生自主學習、自我管理的新型實驗教學模式。實驗室對外開放,鼓勵、引導和支持本科生進實驗室,一方面是讓實驗室教育資源得到充分利用,使其教育資源效益得以發揮；另一方面是給予學生自主發揮、自我創新的平臺和空間,使學生的科學素養和創新能力得到培養和鍛煉,為新型的創新創業人才培養奠定基礎。下面以我校省級實驗教學示范中心的基礎物理實驗中心為例(以下簡稱“物理實驗中心”),介紹一下在這方面進行的探討與實踐。

1.1 激發自主學習興趣

實驗室開放給大學生的學習創造了一個自主學習、自我管理的空間,學生可以驗證教師講解的知識點和相關理論,也可以重現一些經典的實驗,還可以按照自己的設想進行探索實驗,更可以大膽地懷疑,對某些實驗結果證偽[5]。在整個實驗過程中,學生享有充分的自主權,在查閱大量相關文獻資料的基礎上,主動思考、大膽設計,可以根據實驗者的需要進行調整和轉換,讓學生的掌控欲和求知欲得到滿足。如果實驗過程取得了成果,這又可以提升學生的成就感,從而進一步激發學生的自主學習的興趣。物理實驗中心于2015年在其相關網站上開設了實驗預習系統和仿真模擬系統。使得學生在未進實驗室前先有了比較直觀的概念。學生可以通過做選擇題的方式來完成課前的預習工作,更是能夠通過對該實驗的仿真模擬來加深他們的求知欲和掌控欲。其點擊率與學習人數比接近2.8∶1。

1.2 培養實踐創新能力

在傳統實驗教學過程中,所有的學生完成一整套的規定實驗教學流程,很容易讓實驗能力較弱的學生“吃不了”,而實驗能力強的學生“吃不飽”,不利于所有學生的全面發展,也不利于優秀學生的個性化培養[6-7]。而在開放實驗室中,實驗能力較弱的學生則可以加強對基礎實驗的學習和演練,從而鞏固自己的實驗基礎,為下一步的實驗項目推進奠定基礎。實驗能力強的學生可以開展更深層次的實驗探索和實驗訓練,通過實驗方案的規劃和設計,實驗設備的調試和操作,實驗方法的探索和實踐,實驗數據的采集和分析,突發狀況的應對和處理等方面的學習和訓練,進一步強化和提升他們的實踐創新能力,從而為將來的科學研究打下良好的實驗基礎[8]。物理實驗中心除了正常開設的40多個普通物理實驗和近代物理實驗之外,每年還新增實驗若干。這些新增的實驗基本用于培養學生的創新能力,組織學生參加創新活動。從2001年起組織學生參加江蘇省大學生“物理及物理實驗科技作品”創新競賽,獲得江蘇省“物理與實驗科技作品”創新競賽一等獎3項,二等獎14項,三等獎6項,同時9人次被江蘇省物理學會評為優秀指導教師。

1.3 培養團隊協作能力

開放實驗室為廣大師生提供了科學研究、科研實踐的平臺。學生可以利用課外時間進行學科競賽、科技創新訓練計劃以及教師的科研項目等。因為現在很多科研項目都需要很多人的共同參與才能夠順利完成。這需要對整個科研項目進行科學合理地分解,以課題組的形式承接科研任務,每個人只需要完成其中的一小部分任務,通過科學的分配,有效的協作配合,進而完成整個科研項目。如果一個環節有問題,就有可能影響到下一個實驗的正常開展,項目的緊密程度要求人與人之間的關系更加密切,促進學生要經常性的溝通和交流,熟悉科研進度,探討實驗過程中出現的問題,進而增強學生的團隊觀念、團隊意識,形成強有力的團隊協作能力[9]。物理實驗中心擁有一支學歷結構、年齡結構、職稱結構較為合理的主講教師和實驗技術人員隊伍,現有實驗指導教師18人,專職實驗技術人員5人。專任教師中高級職稱8人,82%的教師具有碩士以上學位。近5年來,累計發表重要學術論文近200多篇,其中SCI收錄、EI收錄120多篇,出版學術專著4部。主持、參與國家自然科學基金等國家級項目10多項、省部級、市廳級項目20多項。申請專利13項,已授權專利8項,已公開專利5項。教師發表論文獲常州市優秀科技論文獎一等獎1篇,二等獎1篇,三等獎1篇。3名教師被評為江蘇省普通高校“青藍工程”優秀青年骨干教師。

1.4 提高實驗室利用率

一般情況下,日常實驗教學任務不可能全天候、滿負荷地開展,實驗室還有大量的時間是空閑的；實驗室不開展科學實驗,導致實驗室的利用率不高,實驗室資源的無形流失以及儀器設備的固定資產折舊較為嚴重。尤其是科學技術的日新月異,先進儀器設備的更新換代速度加快,如果不加以充分開發利用,此類損耗難以估計,容易導致國有資產的無形流失和浪費。實驗室開放可以為廣大師生提供更多嘗試科學研究的機會,鼓勵更多的師生走進實驗室,進行科學研究和科學探索,讓更多的實驗儀器設備運轉起來,推進實驗室資源的有效利用,進而提升實驗室利用率。作為省級物理實驗教學示范中心及常州市中學物理科普基地,多年以來平均每年接待近3 000人次的參觀學習和實踐。

1.5 促進實驗教學改革

傳統的實踐教學大多進行演示性或驗證性實驗,對教師和學生來說,他們只需要在實驗原理、實驗目的、實驗方法、操作步驟等序列的指引下進行演示和操作即可,這種實驗教學模式阻礙了學生進行深層次實驗探索和科學發現,不利于培養學生的科學思維。而在開放實驗室里,實驗教學模式得到根本性的改變,教師不再被課本牽著走,學生不再被教師牽著走,實驗是以學科競爭、科技創新訓練計劃以及科研項目來開展,實驗的目的性和針對性更加明確,實驗過程更加靈活多變,這就要求教師要不斷充實和完善自己的知識儲備,提升自己的科研能力和科研水平,充分利用和挖掘現有實驗室資源,并將教師自己的科研項目成果轉化到實驗教學中來,開展探索性實驗和開創性實驗,進一步完善實驗教學模式,增加實驗教學項目,擴充實驗教學內容,豐富實驗教學方法,推進實驗教學改革向前發展[10]。

2 開放實驗室的建設思路

加快和推進實驗室開放,需要在制度建立、強化培訓、機構設立、平臺優化、師資培養、考核配套以及吸引學生等方面加強建設和優化,進一步提升各個模塊的協同配合能力,推進開放實驗室的高效運轉。

秀容月明看著飛向天空的蟲子，長長吐了口氣，似對糾結已久的事情終于有了決斷，仰起頭，將杯中酒一飲而盡，道聲謝，起身就走。

2.1 出臺相關管理制度

沒有規矩不成方圓,沒有制度的規范和引導,開放實驗室的運行和管理將會是一盤散沙,一團糟。高校實驗室管理部門在廣泛征求意見以及學習借鑒國內外其他高校開放實驗室的成功經驗的基礎上,出臺“開放性實驗室管理辦法”“開放實驗室規則”“開放實驗室學生實驗守則”“開放實驗室實驗材料、低值品、易耗品使用管理辦法”“開放實驗室安全事故應急處理辦法”“大學生開放與創新性實驗項目實施辦法”“開放實驗室安全衛生管理規定”等一系列管理規章和管理制度,全面衡量和評估各類實驗室管理過程中可能出現的相關問題,提供相應的處置辦法和解決方案,確保所有開放實驗室管理和運行過程中有法可依、有章可循[11]。

2.2 實施考核準入制度

開放實驗室的管理和建設要借鑒國外開放實驗室的管理經驗,對所有進入實驗室的師生進行考核,實現開放實驗室考核準入制度。所有師生均需要學習開放實驗室的各項規章制度,實驗儀器設備的基本操作流程以及注意事項,實驗藥品(試劑)的儲存和使用,突發安全事故的應急處理等內容,各實驗中心組織考試,為了提升考試的效率,建立實驗室考試題庫,以上機考試的方式進行。只有考試合格者,才發放合格證書,準予進入開放實驗室,無合格證書者一律不得進入。

2.3 設立組織管理機構

實驗室開放需要一個組織或機構來管理運行,學校應該成立開放實驗室管理委員會,委員會成員由分管教學工作的副校長、二級學院教學院長、各實驗中心主任、實驗中心工作人員共同組成。該委員會要全面負責開放實驗室的頂層設計、相關管理制度的制定、修訂與發布、實驗項目的規劃和管理以及與學校學院其他部門的組織協調工作。開放實驗室的運行則由各實驗中心、專業實驗室的工作人員全面管理,并對各工作人員的權責利進行明確劃分和規定,確保實驗室開放過程中,所有的事有人干,所有的事能干好。

2.4 構建信息化管理服務平臺

2.5 加強實驗室隊伍建設

開放實驗室就算有完善的規章制度、高精尖的儀器設備,但沒有人去執行規章制度,去操作和維護儀器設備,那這種實驗室的開放也只能停留在美好的愿景之中,并不具有實際意義。所以打造一支學緣結構合理、工程背景深厚、實踐教學能力強、老中青梯隊適當、工作熱情高的實驗室師資隊伍至關重要[12]。他們是提升實驗室開放的層次、拓展實驗室開放寬度、挖掘實驗室開放的深度的重要保障因素。為了真正有效地推進實驗室師資隊伍建設,學校應該建立集“實踐教學學科帶頭人+企業導師+實驗管理人員+實驗課程教師”的實驗教師團隊。以“走出去”和“引進來”的方式,不斷提升實驗教師的能力和水平。所謂“走出去”就是鼓勵引導支持實驗教師進行學歷提升,攻讀博士學位。積極為他們創設機會,到國內外知名企業的技術研發中心、其他高校或科研院所的重點實驗室進行兼職或掛職鍛煉,學習和借鑒它們的先進管理理念和具體做法,然后運用到自己的實際工作中來。所謂“引進來”就是將有著豐富實踐經驗的企業專家吸引到實驗教學隊伍中,以兼職、“柔性引進”或全職加盟的方式來優化和充實實驗室師資隊伍,同時鼓勵科學素質較高、能力素質較強的博士從事實驗室教學管理工作,不斷提升實驗室教師隊伍的學歷層次和研究水平。

2.6 建立科學合理的考核評價體系

為激勵教師從事實驗室工作,必須建立科學合理的考核評價體系,高校要在職稱評定、崗位晉升、評獎評優、福利待遇等方面進行改進和提升。原來的職稱評審序列中,實驗師的高級職稱只有高級實驗師(其職稱級別只相當于其他專任教師的副高職稱),就算教師有強烈的上進心、業務能力強、教學效果好,再進一步已不可能,因為已經沒有更高職稱可以晉升了,很容易出現“天花板”效應,讓教師喪失進一步提升自我的愿望和動力。況且高校教師的薪資待遇是與其職稱直接掛鉤,職稱級別越高,其收入水平也越高；反之,則低。在這種情況下,可以借鑒工程師系列的職稱評審體系,考慮設立教授級高級實驗師,其薪資待遇與其他系列的教授持平,讓實驗室的教師有動力、有希望、有奔頭。國內高校中,浙江大學率先推行了教授級高級實驗師,并取得了很好的激勵效果,值得國內其他高校學習和借鑒。開放實驗室意味著實驗室教師的工作量、工作負荷的增加,需要他們犧牲課外時間(正常下班后,甚至于周末都需要值班),這需要對實驗室教師的工作付出進行量化評估,給予教師一定的教學工作量補貼,在崗位聘任、職務晉升、評獎評優等過程中,要優先考慮實驗室教師貢獻度,通過開展先進實驗室集體、先進實驗教師個人的評審活動,讓表現出色的實驗室和實驗教師獲得相應榮譽,以精神激勵和物質獎勵相結合的方式,讓他們感受到尊重和認可,在實驗室崗位同樣可以創造價值,實現自身發展目標。

2.7 建立學生引導機制

開放實驗室的建立,最主要的目的應該是吸引廣大師生進入實驗室,進行科學實驗和科研探索,提升學生的實踐創新能力和創新素質。每個人都會有害怕失敗和畏難情緒的心理特點,對此,高校應該建立漸進式分層次的開放實驗教學模式。一方面要根據學生培養方案、專業達成目標以及學生的學習規律和學習習慣,對不同年級學生進行差異化教育培養。低級階段(主要指大一到大二上學期這段時間),借助新生入學教育、專業思想教育等方式和手段,帶領學生到實驗室參觀學習,讓學生對實驗室的功能和作用有一定的認識和了解。尤其是要利用好基礎實驗課,通過開展驗證性基礎實驗以及較低水平的設計性實驗,讓學生全面了解實驗目的、實驗方法、操作流程、注意事項等,并且要掌握基本的實驗操作技能；中級階段(主要指大二下學期到大三上學期這段時間),通過專業實驗課程、學科競賽、大學生創新訓練計劃、課程設計等途徑,推行設計型和綜合型的實驗項目,進一步提升學生自主設計實驗的能力和水平；高級階段(主要指大三下學期到大四學年這段時間),引導學生參與到教師課題組,通過承擔具體的科學實驗,強化學生的實踐創新能力。這種由低到高、由易及難的實驗教學模式符合學生的認知規律,可以較好地解決其畏難情緒,況且階段性成果的獲得,也有助于提升其自信心和成就感。另一方面啟動學分激勵計劃。學校在制訂各專業培養方案時(尤其是理工科專業),要設定相應的創新學分要求,若要順利完成學業,每位學生都需要參加創新創業實踐活動,對參加項目(各級別學科競賽、教師科研項目、各類精選實驗課程等)的類型、級別、等級等均有相應的學分獎勵標準,只要學生參與相應活動,并取得相應成果,那么學生就能夠獲取相應創新學分,以學分獎勵制度吸引學生主動參與到科技創新活動,提高學生到開放實驗室做實驗的興趣和熱情。

3 結語

高校開放實驗室的建設需要得到學校領導層、二級學院、實驗中心、教師以及學生的全面配合,需要從體制機制、管理制度、人員配備、軟硬件環境、學生激勵等多個方面進行規劃設計,確保開放實驗室出成果、產效益,真正體現出高校實驗室的意義和價值,進而推動高等教育事業向前發展。

References)

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[12] 時連君.實驗室開放與創新型人才培養[J].實驗室研究與探索,2009,28(6):11-13.

Research on construction path for open laboratory in colleges and universities

Xue Feng1, Ma Ji2

(1. Office of Students’Affairs, Changzhou University, Changzhou 213164, China;2. Fundamental Physics Experimental Center, Changzhou University, Changzhou 213164, China)

The university laboratory plays an important role in talent cultivation, scientific research, social service, etc. This paper analyzes the significance and value of an open laboratory, and explores the opening and construction of the university laboratory from the perspective of establishing the system, strengthening the training, establishing the institution, optimizing the platform, and the teacher training, assessment supporting and the attraction of students so as to further enhance the service of the university laboratory, increase its service contents, and maximize the function of the university laboratory.

open laboratory; construction path; talent cultivation; social service

10.16791/j.cnki.sjg.2016.11.069

2016-06-22 修改日期：2016-07-08

2015年江蘇高校哲學社會科學項目研究課題(2015SJB512)；2016年常州大學高職教育研究院立項課題(CDGZ2016004)

薛峰(1984—),男,江蘇如東,碩士,講師,主要從事思想政治教育、高等教育管理

E-mail：sunnyxf@sina.com

馬驥,(1979—),男,江蘇常州,碩士,講師,主要研究方向為非線性光學.

E-mail：jma@cczu.edu.cn

G642

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1002-4956(2016)11-0267-04