開放實(shí)驗(yàn)室的思考與實(shí)踐

齊洪方+陳冰泉

摘 要 開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行模式和管理機(jī)制，創(chuàng)建一個可供全校各專業(yè)學(xué)生使用的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺和完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)。開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)充分調(diào)動學(xué)生積極性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型本科人才的目的。

關(guān)鍵詞 開放實(shí)驗(yàn)室 運(yùn)行模式 管理機(jī)制

中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.086

Abstract Construction of open laboratory innovates the operation experimental teaching mode and management mechanism； and creates an open experiment network teaching platform for all the students of different specialties and a perfect experimental teaching management system. Construction of open laboratory fully mobilizes the enthusiasm of students， cultivate students practical ability and innovative ability， achieve the goal of cultivating applied undergraduate talents.

Keywords open laboratory； operation mode； management mechanism

0 引言

培養(yǎng)大量的一線創(chuàng)新人才，是當(dāng)代中國高等教育最重要的歷史使命。在適應(yīng)應(yīng)用型轉(zhuǎn)型發(fā)展的同時，如何站在實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略高度，將對人才創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)這個問題充分考慮進(jìn)去，是武漢華夏理工學(xué)院教學(xué)改革的任務(wù)之一。

本院從建校以來始終堅(jiān)持“為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，培養(yǎng)高層次創(chuàng)新應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。然而應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才是兩個不同的概念。應(yīng)用型人才的知識結(jié)構(gòu)是圍繞著一線生產(chǎn)的實(shí)際需要加以設(shè)計(jì)的，其能力體系是以一線生產(chǎn)的實(shí)際需要為核心目標(biāo)，其培養(yǎng)過程更強(qiáng)調(diào)與一線生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合。而對創(chuàng)新型人才的特質(zhì)有很多種描述，歸納起來大都是在強(qiáng)調(diào)人的個性全面發(fā)展的同時突出創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。也就是說僅有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力還不能算是創(chuàng)新人才，創(chuàng)新人才首先是全面發(fā)展的人才，個性的自由獨(dú)立發(fā)展是創(chuàng)新人才成長與發(fā)展的前提。

建設(shè)創(chuàng)新型國家，不僅需要領(lǐng)袖級的、摘取諾貝爾獎的那一類頂層創(chuàng)新人才，還需要更多的基層創(chuàng)新人才。在一般工程創(chuàng)新方面需要大量有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才，即便是應(yīng)用型工科大學(xué)也應(yīng)該把培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力的工程師和工程技術(shù)人才放在至關(guān)重要的位置。

所謂創(chuàng)新是對已有知識的發(fā)展。創(chuàng)新型人才的知識結(jié)構(gòu)通常是既有深度又有廣度。即既要有深厚而扎實(shí)的基礎(chǔ)知識，又要了解相鄰學(xué)科及必要的橫向?qū)W科知識。只有通過知識的不斷積累才能用更為寬廣的眼界進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。擁有的信息量越大，文化素質(zhì)越高，思路便越開闊，更有助于增強(qiáng)綜合思維能力和創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)體系的重要組成部分，探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、運(yùn)行模式和管理機(jī)制，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，開發(fā)學(xué)生智力、啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)精神，促進(jìn)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能的提高具有重要意義。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（1）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從實(shí)驗(yàn)學(xué)時、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)步驟，都是由教師事先定好，學(xué)生基本沒有選擇的機(jī)會，無法調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性；（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對較少，特別是價值較高的設(shè)備。每組學(xué)生人數(shù)較多，學(xué)生動手機(jī)會較少，無法充分了解新儀器和新技術(shù)，不利于學(xué)生實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)；（3）由于學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重，實(shí)驗(yàn)時間安排困難或者較為集中，實(shí)驗(yàn)室利用率較低；（4）在傳統(tǒng)教學(xué)管理中，部分教師只需要講授現(xiàn)有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新動力，特別不利于青年教師的培養(yǎng)。

2 開放實(shí)驗(yàn)室的必要性

開放式教學(xué)模式充分體現(xiàn)了“以人為本”的教育思想，在時間、空間和內(nèi)容等方面對學(xué)生全面開放。突出學(xué)生的個性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，具有調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源、顯著提高教學(xué)質(zhì)量等諸多優(yōu)點(diǎn)，開展開放實(shí)驗(yàn)室有以下必要性：

2.1 提升學(xué)生實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)室全面開放后，學(xué)生從被動接受變?yōu)橹鲃舆x擇，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)狀況，選擇難度適合自己實(shí)驗(yàn)，也可以根據(jù)自己的興趣，自己設(shè)計(jì)并完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)中可以充分發(fā)揮學(xué)生主動性，讓學(xué)生更加專注于實(shí)驗(yàn)的每一個細(xì)節(jié)，不再是依葫蘆畫瓢，提升學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力。

2.2 提升實(shí)驗(yàn)的靈活性

實(shí)驗(yàn)室全面開放后，在時間和空間上給了學(xué)生更多的靈活性。學(xué)生可以不受課程時間的限制，根據(jù)自己的時間安排實(shí)驗(yàn)時間；實(shí)驗(yàn)也不再受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺套數(shù)的限制，學(xué)生能夠有更多的機(jī)會與實(shí)驗(yàn)設(shè)備接觸，熟悉設(shè)備的使用方法。

2.3 促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室全面開放后，需要實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞開放內(nèi)容，必須不斷提升自己的理論素養(yǎng)和業(yè)務(wù)水平，掌握好基本實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康脑恚炀殞?shí)驗(yàn)設(shè)備的使用；積極探索新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，才能滿足開放實(shí)驗(yàn)的要求。

3 開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的具體措施

3.1 建立合理的開放實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行模式

國內(nèi)高校大多都設(shè)有面向?qū)W生的開放式教學(xué)、開放實(shí)驗(yàn)室或開放實(shí)驗(yàn)。但目前絕大部分學(xué)校都選擇基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)做為開放實(shí)驗(yàn)，而工科非基礎(chǔ)性的專業(yè)課很少有開放實(shí)驗(yàn)。在近4年的湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目中也幾乎沒有研究非基礎(chǔ)性工科專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)及開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的項(xiàng)目。在課外實(shí)踐活動方面，特別是讓學(xué)生根據(jù)興趣和能力、跨專業(yè)、跨學(xué)科自主選做的開放實(shí)驗(yàn)不多，而可供全校學(xué)生選擇的工科的開放實(shí)驗(yàn)幾乎沒有。

我們以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、材料成型及控制工程和機(jī)械電子工程等機(jī)械類本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，以機(jī)電實(shí)驗(yàn)中心現(xiàn)有和必備的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備為基礎(chǔ)，開發(fā)適宜全校不同各專業(yè)學(xué)生選做的三個層次開放性實(shí)驗(yàn)。

第一層次為基本實(shí)驗(yàn)，主要由內(nèi)容單一、設(shè)備簡單或設(shè)備操作簡單，不需太多專業(yè)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)組成，這一層次以演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和操作性實(shí)驗(yàn)為主，主要面向非機(jī)械類專業(yè)，學(xué)生根據(jù)自己的興趣，選擇相關(guān)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告之后，在開放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下，按照實(shí)驗(yàn)大綱的要求，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這一層次的實(shí)驗(yàn)主要是希望通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生了解機(jī)械，認(rèn)識機(jī)械，開闊視野。

第二層次為綜合實(shí)驗(yàn)，主要用于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動手能力、數(shù)據(jù)處理能力等。這一層次的實(shí)驗(yàn)按照概念、原理、分析、應(yīng)用相結(jié)合的思路將相關(guān)的專業(yè)課程的知識綜合到一起形成綜合實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生具備一定的專業(yè)知識。如“焊接接頭力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)”（涉及焊接概念、力學(xué)知識、測量技術(shù)、斷口分析、力學(xué)性能測試方法及設(shè)備操作）、機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)（涉及機(jī)、電、設(shè)計(jì)、制圖、工藝、軟件應(yīng)用等），這一層次的實(shí)驗(yàn)主要鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識解決問題的能力。

第三層次為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這個層次的實(shí)驗(yàn)又可以分為兩類，一類是在給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件下，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)，不但要求學(xué)生綜合多科知識和多種實(shí)驗(yàn)原理來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，還要求學(xué)生能運(yùn)用已有知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。另一類是結(jié)合大學(xué)生科技競賽和科研活動，學(xué)生根據(jù)自己學(xué)習(xí)需要提出實(shí)驗(yàn)申請，著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力、創(chuàng)新能力以及組織管理和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.2 建立高效的開放實(shí)驗(yàn)室的管理制度

（1）開發(fā)實(shí)驗(yàn)室需要做到在實(shí)驗(yàn)時間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上全面開放，所以給實(shí)驗(yàn)管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的試驗(yàn)管理方法，已無法滿足開放實(shí)驗(yàn)時間靈活，內(nèi)容多變的需求。目前，對開發(fā)實(shí)驗(yàn)的管理多采用電話預(yù)約、現(xiàn)場登記等多種管理方法，管理起來還是較為麻煩。

我們采用基于WEB的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，建立網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線預(yù)約、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)考勤、提交/批改報(bào)告、登記/查看實(shí)驗(yàn)成績、意見反饋、信息公告以及查詢、統(tǒng)計(jì)、打印等功能。減少了實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作量，降低實(shí)驗(yàn)室管理的難度。

（2）準(zhǔn)備參加基本實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)錄像了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確定所要選擇的實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)預(yù)約，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。

（3）參加設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)提交實(shí)驗(yàn)課題的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)老師審核通過后，方可完成實(shí)驗(yàn)預(yù)約，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。

（4）預(yù)約成功的學(xué)生，應(yīng)按規(guī)定提前確認(rèn)實(shí)驗(yàn)時間、地點(diǎn)，并按時參加實(shí)驗(yàn)。所有參加開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生必須嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度。

（5）制定合理的開放實(shí)驗(yàn)成績評定體系。根據(jù)開放性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，在開放實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生按時提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，指導(dǎo)老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等加權(quán)計(jì)算，給出學(xué)生實(shí)驗(yàn)是否合格、是否給學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程學(xué)分的結(jié)論，并在學(xué)期結(jié)束前報(bào)教務(wù)處。

4 結(jié)論

開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一個長期性的工作，需要不斷改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理機(jī)制和運(yùn)行模式，科學(xué)規(guī)劃開放實(shí)驗(yàn)室管理，創(chuàng)新運(yùn)行模式；依托現(xiàn)代教育手段和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，不斷完善開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺和完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)；不斷研發(fā)由基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)組成的三層次開放實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)科交叉、知識融合，拓寬學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力，滿足應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的需要。

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