高校實驗室面向中小學生開放研究與實踐

劉 建 華

(福建師范大學 地理科學學院， 福州 350108)

0 引 言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》要求著力提高學生的實踐能力和創新能力[1]，這尤其需要從中小學生抓起。而指導中小學生開展科普活動或科技創新活動，是培養創新與實踐能力的有效途徑之一。但中小學組織開展此類活動，缺乏合適的科技活動場所和科學實驗條件，高校實驗室面向中小學生開放則不失為解決上述問題的一種理想選擇。目前，高校實驗室的開放實踐多針對在校大學生[2]，而面向中小學生開放的研究與實踐文獻極少。本文擬通過對高校實驗室面向中小學開放的意義、模式進行探討，并利用本院實驗室面向中小學生進行開放實踐，為未來高校實驗室進一步擴大開放范圍、提高開放程度提供參考。

1 高校實驗室面向中小學生開放的現實意義

實驗室開放是指在完成正常教學、科研情況下，利用現有實驗師資、儀器設備等資源對學生進行開放，供學生開展實驗和進行科學研究之用[3-4]。近年來，許多管理者從實驗室開放的意義、模式、制度、問題、建設與管理等方面進行了有益的探索[5-8]，促進了實驗室開放的廣度與深度。而相對中小學校來說，高校實驗室環境條件優越，儀器設備齊全，實驗師資力量強大，面向中小學生開放，是提高實驗資源利用率的重要舉措，是加強中小學生技能訓練和創新能力培養的有效手段，有利于激發學生積極、自主、獨立解決實際問題的能力，并彰顯實驗室開放的綜合效益[9]。

1.1 高校實驗室具有豐富的實驗資源優勢

高校實驗室是高校實驗教學和科研的重要場所，在高校基礎設施建設中占據重要地位，實驗儀器設備在學校固定資產中占有很高比重，每年儀器設備及實驗藥品等采購更新費用也很大，經過長期的建設與管理，高校實驗室設施相對完備、儀器設備種類齊全、覆蓋學科范圍廣，其中不乏先進、大型精密儀器，這些豐富的實驗資源優勢都是一般的中小學校難以具備的。

1.2 高校實驗室具有專業的師資及技術隊伍

高校實驗室擁有一支高學歷高職稱的實驗教學、管理及科研隊伍。實驗教師和實驗技術人員都具有較為豐富的專業知識，不僅能為中小學生講授豐富的科普知識，還能為中小學生進行實驗或開展青少年科技創新活動提供更為專業的技術指導，更好地培養中小學生的實驗動手操作能力。高校實驗室的教師和實驗技術人員長期從事實驗教學、管理和科研，其科研素養及對科學的前瞻性，也是中小學老師難以企及的。

1.3 彰顯高校實驗室的綜合效益

盡管許多高校在實驗室資源共享方面做了大量工作[10-11]，但由于各種原因，儀器設備的利用率仍較低。目前，高校實驗室的資源共享大多局限于校內或大學城的高校之間，而面向社會或中小學等其他教學機構開放服務的實踐案例很少。高校實驗室面向中小學生開放能提高實驗室資源的利用率，還能更好地促進實驗室的管理，促使高校實驗室的建設，促進高校的綜合發展，擴大高校的社會影響，為高校招生起到良好的宣傳作用。同時中小學校利用高校實驗室這個綜合平臺，能更好地培養中小學生的科學興趣和科學素養，提高中小學生的動手能力和實踐創新能力，為以后從事相關學科的學習和科研工作奠定堅實的基礎。

2 高校實驗室面向中小學生開放途徑

2.1 建設實驗室開放信息共享平臺

信息化程度的高低，直接影響實驗室開放的水平及效率，為使高校實驗室資源利用最大化，吸引更多的中小學生參與，應以學科為導向，規劃整合實驗室“人、財、物”資源，組建大實驗共享平臺，實現實驗資源的統一管理與調配，并在此基礎上，建立基于校園并延伸社會服務的實驗室信息服務門戶，將實驗室的儀器設備、可開放的實驗項目、開放時間等信息在網上發布。通過信息服務門戶提供的網上查詢、登記、預約等服務，中小學師生可方便快捷地查詢高校實驗室儀器設備、師資力量、開放時間及流程等信息，便于師生根據需要進行預約并提前熟悉實驗操作的有關事項。可建立實驗室服務微信公眾平臺，作為實驗室信息共享平臺的補充，實時動態推送實驗室相關信息，如實驗室資源信息、服務管理、技術支持、意見反饋等。

2.2 完善實驗室開放管理制度

實驗室要制定完善相應的開放管理制度，細化面向中小學生開放程序和安全管理規定。對申請來實驗室開展活動的中小學生要提前預約，并詳細列出開展實驗活動所需儀器等，以便實驗技術人員提前做好準備。如果是科技創新活動需要用到大型儀器設備，需事前參加大型儀器設備使用培訓。實驗結束后學生要清理好實驗室并關閉相關儀器設備，經實驗指導老師同意后方可離開實驗室，以培養學生的實驗素養，養成良好的實驗習慣[12]。面向中小學生開放，安全問題十分重要，要加強安全使用培訓，讓學生充分了解儀器設備的操作規程。開放實驗室可能會增加實驗技術人員的工作量，因而學校應建立健全開放實驗工作量考核機制，充分調動實驗技術人員的工作積極性[13-15]。

2.3 構建多層次開放實驗活動

各高校實驗室可針對中小學不同年齡階段的學生設立低、中、高3個不同層次的實驗活動內容。對于低年級的小學生來說，可設立以科普為主題的活動，傾向于知識性和趣味性，旨在培養小學生的科學探索興趣；對于中年級的初中生來說，可設立一些基礎性的驗證型實驗活動，旨在培養學生掌握一些基礎性理論和基本的動手操作能力，重在體驗實驗過程；對于高中生來說可設立一些具有創造性和挑戰性的實驗項目，這類實驗項目需要學生查閱相關專業資料，運用所學理論知識，進行團隊合作才能達到預期實驗目的；另外中小學生也可自創項目到高校實驗室開展科技創新活動。

2.4 建立“雙導師”實驗指導機制

中小學生與大學生、研究生不一樣，他們不具備系統的專業知識，也缺乏獨立研究和創新的能力，因此，要很好地完成科技創新活動，老師的指導至關重要。因大多數中小學校不具備實驗型創新項目所需的儀器設備資源，實驗過程需要到高校實驗室完成，但實驗數據的整理分析一般需回到學校處理，為方便對學生的指導，需設立“雙導師”制度，分別由高校實驗教師或實驗技術人員和學生所在中小學校的老師擔任。

2.5 合理安排高校實驗室開放時間

高校實驗室可在保證本校實驗教學和大學生開放實驗的前提下，合理安排面向中小學生的開放時間[16]。對于科普性實踐活動，可利用周末時間開放，組織學生來實驗室參觀科普展板，開展豐富有趣的科普活動。對于青少年科技創新活動，可于寒暑假期間開放，因開展科技創新實驗一般周期較長，實驗時間需具一定的連續性，較適合于在寒暑假期間進行，也方便中小學生在假期與大學生進行創新實驗交流。

3 面向中小學生開放活動實踐及效果調查

地理科學學院有巖石礦物標本館、植物標本館、動物標本館、大型天文觀測室及其他各種與地理及生態有關的專業實驗室共計19個，這為我院面向中小學生開展科技實驗活動提供了良好的條件。為擴大我院的社會影響力，提高我院實驗室開放服務水平，提高儀器設備的使用率，近幾年來，我院和福建省科技館、福州市科技館合作開展了一系列開放性實驗，利用科技館的組織協調優勢，將開放實驗融入中小學生的科技活動之中，旨在培養中小學生的科學興趣和科技創新及實踐能力。

以地質地貌實驗室、植物地理實驗室、天文觀測實驗室和巖石礦物標本館、動植物標本館開放的實踐為例，對2015～2016年實驗室開放的效果進行了調查分析，實驗活動開展情況及效果調查結果見表1、2。

表1 實驗室及標本館開放活動表

表2 面向中小學開放實驗活動效果調查表

從該院開放實驗活動的調查結果分析，高校實驗室面向中小學生開放活動對培養中小學生的科學精神，激發中小學生對天文、地理、生物等相關學科的興趣，提高其動手實踐能力及創新能力有積極的作用，受到了家長、老師和學生的一致肯定，部分學生更是多次重復申請到高校實驗室開展實驗實踐活動，取得了很好的效果。

4 結 語

相對中小學校來說，高校實驗室環境條件優越，實驗資源豐富，實驗技術隊伍強大。高校實驗室面向中小學生開放，是創新實驗室管理的一次有益嘗試，不僅是提高實驗設施及儀器設備等資源利用率的重要舉措，也是提高中小學生創新能力和實踐技能的有效手段，可有效激發中小學生對科學及相關學科的興趣；同時，實驗室開放能促進高校的綜合發展，擴大高校的社會影響。因此，高校實驗室面向中小學生開放是多方共贏的一種創新方式，值得推廣。

參考文獻(References)：

[1] 顧明遠.國家中長期教育改革和發展規劃綱要解讀[M].北京:北京師范大學出版社,2010.

[2] 張 帆,張 瑾,鄭李彬,等.國內高校實驗室對本科生開放現狀的研究[J].實驗室研究與探索,2012,31(7):188-192,197.

[3] 劉其濤,井西學,趙仁宏,等.提高實驗室開放效果的方法研究[J].實驗室科學,2009(4):124-126.

[4] Gary Cipa.The new open Lab[J].Laboratory Equipment,2008(3):5-6.

[5] 韋須祥,韓 乾,洪 霞,等.高校實驗室開放面臨的問題及對策研究[J].實驗技術與管理,2005,22(8):120-123.

[6] 李 慧,張靜武,傅萬堂,等.開放實驗室安全工作是前提[J].實驗科學與技術,2011,9(3):185-187.

[7] 湯佳樂,程 放,黃春輝,等.素質教育模式下大學生實踐能力與創新能力培養[J].實驗室研究與探索,2013,32(1):88-89.

[8] 王璟瑤,金炳堯.實驗室開放運行體系的建構及實踐[J].實驗室研究與探索,2015,34(8):147-150.

[9] 茍如虎,王亞玲.“三線并進”實驗室開放模式的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2015,34(1):238-241.

[10] 劉雪萍,張進軍.地方高校實驗室建設的改革與實踐[J].山西師大學報(社會科學版)，2015(2):143-145.

[11] 浦玉忠.高校實驗室資源共享的實踐路徑研究[J].實驗技術與管理,2015,32(9):11-14.

[12] 刑麗波,桂 馨,康九紅.實驗室開放與管理[J].實驗室研究與探索,2014,33[9]:252-255.

[13] 楊紅兵,孫居民,張 玲,等.實驗室資源共享的思考與探索[J].石河子大學學報(哲學社會科學版),2011,25(12):123-124.

[14] 杜守旭,劉繼亮,張大富，等.高校儀器設備效益考核導向的探討[J].實驗技術與管理,2007,24(3):145-147.

[15] 林偉君.實驗室資源的共享實踐探討[J].實驗科學與技術，2012,10(2):174-177.

[16] 張仁懿,袁建立,史小明.生態學實驗室資源的教學科研共享初探[J].實驗室研究與探索,2016,35(8):285-288.