高校實驗教學和管理新模式探索

葛 鏡， 余澤太， 嚴建橋， 李 娜， 黃先莉

(華中師范大學物理科學與技術學院，武漢430079)

0 引言

人才培養是教育的核心問題。不論什么樣的人才培養模式，最終目的都是為了培養國家、社會需要的人才［1-4］。當前，較多學者和實驗教師圍繞實驗教學和實驗室管理進行了一系列的改革探索，但一切都處于摸索之中［5］。針對國家培養高端工程創新人才的需求，省電工電子實驗教學示范中心根據電子、通信專業本科生的實際，積極探索實驗室信息化、網絡化、數據化、智能化管理新模式，利用武漢“光谷”高科技信息企業集聚的地域優勢，全方位整合社會辦學資源，引入校企“協同育人”培養模式，使中心成為培養具有堅實專業基礎、優異創新實踐能力，以及具有國際競爭力的高端工程技術人才和研究型人才的搖籃［6-7］。

1 實驗教學與管理現狀

實驗教學長期以來被視為理論教學的輔助手段，常以加深對理論教學的理解為目的，而忽略了實驗教學本身的重要性［8-9］。近年來，許多高校都嘗試改進實驗教學內容和體制，以及實驗室管理模式。但由于觀念、條件、經費等限制，改善效果還有待提高［10-11］。

(1)實驗教學落后于生產實際?，F代科技的高速發展，使得大學教育往往落后于企業的發展。企業或用人單位在招聘時，一般會考察畢業生新技術掌握情況。但目前國內高校培養的應用型人才與用人單位的實際需求之間存在較大差異，導致畢業生在入職初期往往需要一段時間來學習工作中的新技術［12］。

(2)以驗證實驗為主，不利于激發學生興趣。目前，大多數高校理工類實驗課均以驗證實驗為主，不利于激發學生興趣。中心實驗室為電子、通信類學生開設的實驗分為3類。①基礎型實驗，主要訓練學生基本操作能力和專業技能。②專業綜合型實驗。③開放設計型實驗。這類實驗中，選題由教師給出或學生自命題，學生通過查閱資料、獨立設計方案后，自主選擇實驗時間來獨立完成測試和實驗報告。這類實驗雖好，但限于種種原因，實際開出的實驗主要以基礎型實驗為主，專業綜合型實驗為輔，開放設計型實驗較少。

(3)實驗室管理模式落后。大多數高校對實驗室建設和管理工作不夠重視。實驗室雖有專人負責實驗教學運行、安全維護、儀器設備管理，但還停留在實驗室和實驗設備的資產管理為主的階段，實驗室的管理缺乏整體布局，實驗室現有儀器設備也存在重復購置或分配不合理的問題，導致人、財、物的浪費［13］。

(4)缺乏有效的實驗教學考核方式。如何有效地考核學生實驗水平一直是實驗教學需要探索解決的問題。雖然教學大綱中有關于實驗教學的考核內容，但一般都缺乏系統性，可操作性不強。實驗考核時，這些內容經常成為走過場，實驗過程也變成了聽指導老師講解實驗，驗證實驗的過程，難以督促學生認真做好實驗，以及實驗后的進一步思考［14］。

2 構建實驗教學和管理新模式

鑒于以上問題，需要轉變觀念，統籌規劃，強化實驗教學，積極探索人才培養和實驗室管理新模式［15］。

2.1 改進課程設置，引入協同育人培養模式

中心參照電子、通信類學生的實驗教學大綱，以培養高端創新人才為目的，對實驗課程的設置進行了一系列的改革。

(1)對于基礎型實驗，中心增加網絡虛擬與仿真實驗內容。在實驗操作前，讓學生通過虛擬仿真實驗了解基本操作和基本技能，然后再通過動手實驗來鞏固虛擬仿真實驗的內容。這種做法改變了以往基礎實驗教學方式單一，難以激發學生興趣的問題。

(2)對于專業綜合型實驗，中心引入教師最新科研成果來更新和充實實驗內容，提高實驗教學內容的深度，使學生深入了解本專業的前沿發展和研究熱點，提升了實驗教學水平。

(3)對于開放設計型實驗，中心利用光谷高新企業云集優勢，建立專業實踐基地，引入校企協同育人新模式。學校和專業實踐基地根據市場需求、專業發展以及學生特點，共同修訂人才培養方案，優化教學內容。同時，企業和學校為學生配備雙導師，企業導師必須是高級職稱以上的技術人員和高級管理人員。當實踐基地提出實驗項目開發和設計思路后，學生則根據自身專業技能選擇申報合適的項目，然后實踐基地和校內導師共同指導學生完成專業實驗項目。而實驗項目最后取得的成果，學生可運用到自己實習實訓、畢業設計。這樣，不僅讓學生所學理論與實踐相結合，提升了學生的實踐與創新能力，而且更激發了學生自主學習、探求知識的欲望和能力。另外，校企協同育人的模式，一方面讓企業更實時地掌控項目進展及預期效果，另一方面也為企業提前發掘、培養優質員工，為學生的就業提供了較好的渠道。

2.2 校企共建實驗室，建立實驗設備管理新模式

高校與專業實踐基地共建實驗室，對校企可以起到優勢互補、資源互用的作用［16］。企業擁有資金、生產設備和技術優勢，高校有教育資源和智力優勢，能為企業提供良好的科研平臺，并為企業節省一定的儀器購買、存放和管理資金，實現資源共享［17］。為更好地共建實驗室管理和協同育人的培養模式，中心遵循“以生為本，自主開放”的管理理念，建立了實驗儀器設備開放管理模式:對常規儀器設備采取集中開架式管理，即有針對性地對學生、教師、企業開放，以滿足多方需要;而對于大型儀器設備則還是采用集中管理，提前預約的管理方式。

2.3 實施實驗室信息化管理

近幾年，學校先后投入大量的資金和人力，實現實驗教學和實驗室儀器設備管理網絡化、信息化、數字化、智能化，建成了華中師范大學實驗室綜合管理平臺。該平臺集設備共享與管理、儀器預約、開放實驗室預約等功能一體。不僅實現學生選擇實驗項目、實驗時間、實驗考勤、提交實驗報告等一系列的實驗管理，還實現一系列信息資源和其他優質資源的有效利用，滿足了各類實驗教學的自主要求。該平臺提供的便捷的管理方式與開放的實驗環境，目前已成為學生開放式實驗管理的重要支持。該平臺的主要功能如下:①選課與派位管理是學生自主選擇要求提供技術支持的信息化平臺，可以實現網上選做實驗項目、實驗時間、實驗設備等功能。②平臺通過網絡實時監控系統，可對實驗室的門禁、實驗桌位電源、實驗時間等方面進行管理，實現了開放實驗室24 h無人化管理。③在實驗室的教學網絡平臺，師生可以通過E-mail、QQ群、微信群、通知平臺等，實現教師與學生之間實時溝通和交流，包括答疑、討論、指導等。

為配合該平臺做好實驗室信息化管理，中心進行了針對性改革:① 將具有一定通用性、為多學科教學科研服務的精密貴重大型儀器組織起來，構建資源共享服務中心。②打破院系間實驗室的界限，樹立全校意識，使各學院的實驗室除為本學院服務外還能為全校服務，提高了實驗設備利用率。③ 打破校際、校企之間的界限，實現校際、研究機構、企業共享資源設備的開放管理模式。

2.4 實行實驗室開放管理新模式

實驗室綜合管理平臺為休息和節假日開放實驗室提供了技術上的支持，保證實驗室對學生、教師及企業導師的全天候開放。不同年級的學生也可根據自身不同情況和需要，自由組合團隊進行感興趣的實驗研究，自由進出實驗室。實行全天候，人性化的管理模式，有效保證了學生整個大學期間從事科研活動的連續性。同時，中心還根據學生的不同水平和實驗能力，進行了分層開放管理模式。①對能力稍弱、需要強化基礎的學生，中心在周末對他們開放，并按照實驗進度分段列出實驗要求。② 對能力較強、學有余力學生，中心除周末外，節假日、寒暑假也向他們開放，并為他們制定開放設計型實驗，以及國家、省級、校級各類比賽或創新項目。通過以上兩種分層開放管理模式，供不同需要的學生選擇，提高了實驗動手和實踐創新能力。

2.5 改革實驗教學考核方式

學生選定一個實驗項目或開放設計型實驗后，均需經過一段時間的實驗探索才能取得一定的研究成果。為保證對學生實驗教學的過程考核，并有效利用實驗的研究成果，中心將學生的實驗成績與參與實踐基地的實驗項目、成功申報學生科研立項、各類學科競賽獲獎、發表論文、獲得專利、畢業論文選題等成果掛鉤，同時輔以參考學生提交的實驗報告、文獻綜述、學習總結等文字材料，對學生給出一個客觀、綜合的成績評定。這種考核方式廣泛調動了學生學習的積極性，樹立了優秀學生的典型代表，也大大提升了學生實驗創新能力。

3 結語

近幾年，中心通過創新實驗室管理、協同育人的人才培養模式，積累了一些經驗，在培養學生實踐動手與創新能力方面取得了一些成績，培養了一批專業基礎扎實、學習研究興趣濃厚、實踐創新能力強的學生。近年來，學生參加各類國家級科技或創新競賽均獲得獎勵，發表論文數量逐年遞增，質量逐年提升。學生就業情況良好，大批學生進入知名科技企業工作，學生就業滿意度，用人單位滿意度測評也均在90%以上。取得這些成績，與學生的基礎、努力程度有關，也與中心近年來創新實驗室管理和協同育人的人才培養模式分不開。探索人才培養之路任重而道遠，但只要堅持不懈，一定能越做越好。