開放實驗室的思考與實踐

齊洪方+陳冰泉

摘 要 開放實驗室的建設，創新了實驗教學運行模式和管理機制，創建一個可供全校各專業學生使用的開放實驗教學網絡平臺和完善的實驗教學管理系統。開放實驗室的建設充分調動學生積極性，培養學生實踐動手能力和創新能力，達到培養應用技術型本科人才的目的。

關鍵詞 開放實驗室 運行模式 管理機制

中圖分類號：G482 文獻標識碼：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

培養大量的一線創新人才，是當代中國高等教育最重要的歷史使命。在適應應用型轉型發展的同時，如何站在實現創新型國家的戰略高度，將對人才創新精神和創新能力的培養這個問題充分考慮進去，是武漢華夏理工學院教學改革的任務之一。

本院從建校以來始終堅持“為區域經濟發展服務，培養高層次創新應用型人才”的培養目標。然而應用型人才和創新型人才是兩個不同的概念。應用型人才的知識結構是圍繞著一線生產的實際需要加以設計的，其能力體系是以一線生產的實際需要為核心目標，其培養過程更強調與一線生產實踐的結合。而對創新型人才的特質有很多種描述，歸納起來大都是在強調人的個性全面發展的同時突出創新意識、創新能力的培養。也就是說僅有創新意識和創新能力還不能算是創新人才，創新人才首先是全面發展的人才，個性的自由獨立發展是創新人才成長與發展的前提。

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

所謂創新是對已有知識的發展。創新型人才的知識結構通常是既有深度又有廣度。即既要有深厚而扎實的基礎知識，又要了解相鄰學科及必要的橫向學科知識。只有通過知識的不斷積累才能用更為寬廣的眼界進行創新實踐。擁有的信息量越大，文化素質越高，思路便越開闊，更有助于增強綜合思維能力和創新能力。

實驗教學是高等學校教學體系的重要組成部分，探索實驗教學理念、運行模式和管理機制，對激發學生的學習興趣和潛能，開發學生智力、啟迪學生思維、培養學生實踐能力、創新意識和團隊精神，促進學生自主創新能力和實踐技能的提高具有重要意義。

1 傳統實驗教學存在的問題

（1）傳統實驗教學從實驗學時、實驗內容到實驗步驟，都是由教師事先定好，學生基本沒有選擇的機會，無法調動學生的積極性和主動性；（2）實驗設備相對較少，特別是價值較高的設備。每組學生人數較多，學生動手機會較少，無法充分了解新儀器和新技術，不利于學生實踐動手能力的培養；（3）由于學生學習任務重，實驗時間安排困難或者較為集中，實驗室利用率較低；（4）在傳統教學管理中，部分教師只需要講授現有驗證性實驗，缺乏創新動力，特別不利于青年教師的培養。

2 開放實驗室的必要性

開放式教學模式充分體現了“以人為本”的教育思想，在時間、空間和內容等方面對學生全面開放。突出學生的個性發展和創新能力的培養，具有調動學生學習積極性、實現學生自主學習、充分利用現有教學資源、顯著提高教學質量等諸多優點，開展開放實驗室有以下必要性：

2.1 提升學生實踐動手能力和創新能力

實驗室全面開放后，學生從被動接受變為主動選擇，學生可以根據自己的學習狀況，選擇難度適合自己實驗，也可以根據自己的興趣，自己設計并完成相應實驗內容，實驗中可以充分發揮學生主動性，讓學生更加專注于實驗的每一個細節，不再是依葫蘆畫瓢，提升學生的實踐動手能力和創新能力。

2.2 提升實驗的靈活性

實驗室全面開放后，在時間和空間上給了學生更多的靈活性。學生可以不受課程時間的限制，根據自己的時間安排實驗時間；實驗也不再受到實驗設備臺套數的限制，學生能夠有更多的機會與實驗設備接觸，熟悉設備的使用方法。

2.3 促進了實驗教學團隊的建設

實驗室全面開放后，需要實驗教學團隊圍繞開放內容，必須不斷提升自己的理論素養和業務水平，掌握好基本實驗的試驗目的原理，熟練實驗設備的使用；積極探索新的實驗內容和實驗方法，掌握更多的實驗技能和實際經驗，才能滿足開放實驗的要求。

3 開放實驗室建設的具體措施

3.1 建立合理的開放實驗室的運行模式

國內高校大多都設有面向學生的開放式教學、開放實驗室或開放實驗。但目前絕大部分學校都選擇基礎課實驗做為開放實驗，而工科非基礎性的專業課很少有開放實驗。在近4年的湖北省高等學校省級教學研究項目中也幾乎沒有研究非基礎性工科專業開放實驗及開放實驗室建設的項目。在課外實踐活動方面，特別是讓學生根據興趣和能力、跨專業、跨學科自主選做的開放實驗不多，而可供全校學生選擇的工科的開放實驗幾乎沒有。

我們以機械設計制造及其自動化、材料成型及控制工程和機械電子工程等機械類本科專業實驗為依據，以機電實驗中心現有和必備的實驗儀器設備為基礎，開發適宜全校不同各專業學生選做的三個層次開放性實驗。

第一層次為基本實驗，主要由內容單一、設備簡單或設備操作簡單，不需太多專業基礎的實驗組成，這一層次以演示性實驗、驗證性實驗和操作性實驗為主，主要面向非機械類專業，學生根據自己的興趣，選擇相關實驗，完成實驗預習報告之后，在開放實驗指導老師的輔導下，按照實驗大綱的要求，完成實驗內容，提交實驗報告。這一層次的實驗主要是希望通過實驗幫助學生了解機械，認識機械，開闊視野。

第二層次為綜合實驗，主要用于培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理能力等。這一層次的實驗按照概念、原理、分析、應用相結合的思路將相關的專業課程的知識綜合到一起形成綜合實驗，需要學生具備一定的專業知識。如“焊接接頭力學性能測試實驗”（涉及焊接概念、力學知識、測量技術、斷口分析、力學性能測試方法及設備操作）、機電綜合實驗（涉及機、電、設計、制圖、工藝、軟件應用等），這一層次的實驗主要鍛煉學生綜合運用所學的專業知識解決問題的能力。

第三層次為設計性實驗，這個層次的實驗又可以分為兩類，一類是在給定實驗目的要求和實驗條件下，由學生自行設計實驗方案并加以實現，不但要求學生綜合多科知識和多種實驗原理來設計實驗方案，還要求學生能運用已有知識去發現問題、分析問題、解決問題。另一類是結合大學生科技競賽和科研活動，學生根據自己學習需要提出實驗申請，著重培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理和團隊協作能力。

3.2 建立高效的開放實驗室的管理制度

（1）開發實驗室需要做到在實驗時間和實驗內容上全面開放，所以給實驗管理帶來了巨大的挑戰，傳統的試驗管理方法，已無法滿足開放實驗時間靈活，內容多變的需求。目前，對開發實驗的管理多采用電話預約、現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的網絡技術手段，建立網絡實驗教學管理系統，系統可以實現在線預約、實驗預習、實驗考勤、提交/批改報告、登記/查看實驗成績、意見反饋、信息公告以及查詢、統計、打印等功能。減少了實驗室管理人員的工作量，降低實驗室管理的難度。

（2）準備參加基本實驗和綜合實驗的學生可以通過網絡管理系統提供的實驗指導書和實驗錄像了解實驗內容，確定所要選擇的實驗，并完成實驗預約，進入實驗預習環節。

（3）參加設計實驗的學生可以在網絡提交實驗課題的實驗方案，經指導老師審核通過后，方可完成實驗預約，進入實驗預習環節。

（4）預約成功的學生，應按規定提前確認實驗時間、地點，并按時參加實驗。所有參加開放實驗的學生必須嚴格遵守實驗室各項規章制度。

（5）制定合理的開放實驗成績評定體系。根據開放性實驗的特點，在開放實驗結束后，學生按時提交實驗報告，指導老師根據實驗預習、實驗操作、實驗報告、實驗結果等加權計算，給出學生實驗是否合格、是否給學生實驗課程學分的結論，并在學期結束前報教務處。

4 結論

開放實驗室的建設是一個長期性的工作，需要不斷改革傳統的實驗教學管理機制和運行模式，科學規劃開放實驗室管理，創新運行模式；依托現代教育手段和網絡信息技術，不斷完善開放實驗教學網絡平臺和完善的實驗教學管理系統；不斷研發由基本實驗、綜合實驗、設計性實驗組成的三層次開放實驗，促進學科交叉、知識融合，拓寬學生的知識面，提高學生的綜合素質、實驗/實踐能力及創新能力，滿足應用技術型人才培養的需要。

參考文獻

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