高校開放性實驗室建設探析

建設開放性實驗室是高等教育教學改革的趨勢，對于提升高校發(fā)展的內(nèi)涵、提升學生的思維能力和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)復合型人才有著重要的作用。對高校開放性實驗室建設進行分析和探究，對于豐富開放性實驗室建設的內(nèi)涵，進一步提升實驗室建設水平，更好地發(fā)揮實驗室對培養(yǎng)人才的基礎性作用，具有重要的參考價值。

高校實驗室是培養(yǎng)師生動手能力、探索科學知識、培養(yǎng)科學思維的重要場所，開放性實驗室的建設程度和成效是教育部評估高校水平的指標之一。近年來，在“雙一流”高校建設和推動地方高校內(nèi)涵發(fā)展的過程中，各高校紛紛采取有力措施，加大對實驗室的投入，開放性實驗室建設取得了較大成績。在建設的過程中，也存在一些問題與不足。

建設開放性實驗室的重要意義

開放性實驗室，不是簡單指“時間開放”，而是基于實驗者為中心，通過對實驗時間、實驗器材、實驗藥品、實驗指導教師、實驗經(jīng)費等各種要素有目的、有秩序的開放，從而服務于實驗者的活動。[1]建設開放性實驗室，對于推動高校發(fā)展、培養(yǎng)合格人才、合理配置資源有著重要的意義。

（一）建設開放性實驗室有利于推動高校實驗改革

傳統(tǒng)的實驗主要是一種驗證性的實驗。學生做實驗的目的是為了驗證教師理論課上所講的東西是否正確。因而，學生在做實驗之前，教師把實驗原理、實驗流程、所用到的儀器和試劑藥品、實驗過程中需要注意的事項、實驗的預期結果都給學生進行了講授。學生只需要按照教師所說按圖索驥、按部就班操作即可。這種實驗方法對于學生學習一些基本的操作流程、掌握一些常用儀器的使用方法當然有幫助，但對深入理解知識點之間的關系、各種實驗原理的深層次探究不夠、思考不多。在這樣的實驗中，學生的主動性、創(chuàng)新性沒有得到發(fā)揮，一定程度上扼殺了大學生難能可貴的好奇心和探索精神。建設開放性實驗室，學生可以通過自主設計實驗、自由組織團隊、自行開展科學探究，這對于提高學生的動手能力，進一步深化高校實驗室改革有明顯的推動作用。

（二）建設開放性實驗室有利于培養(yǎng)高素質(zhì)人才

習近平總書記在視察清華大學時指出，當前我國對科學知識和優(yōu)秀人才的需要，比以往任何時候都更為迫切，要鼓勵自由探索，敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論，勇于開拓新的方向。[2]與傳統(tǒng)的實驗存在明顯區(qū)別，開放性實驗不對實驗的內(nèi)容、目標、所用時間進行規(guī)定，學生在進行實驗之前，需要通過查閱資料、研讀文獻掌握實驗原理，并對實驗進行前瞻性的設計;在實驗的過程中，需要親自動手搭配儀器、添加藥品試劑、觀察實驗進展、分析實驗數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告;實驗完成后，需要對實驗過程中的儀器歸位、元件拆卸、清洗試管、處理實驗殘余物質(zhì)，等等。遇到實驗失敗，學生還需調(diào)整情緒，分析原因，以便下次改進實驗。在開放性實驗的過程中，學生的積極性和主動性得到了充分的發(fā)揮，團隊精神得到培育，抗壓能力得以增強。這對于培養(yǎng)新時代高素質(zhì)人才有較大的幫助。

（三）建設開放性實驗室有利于提升實驗設備的使用率

傳統(tǒng)的實驗教學模式之下，實驗設備普遍存在重復建設、利用率不高和藥品試劑浪費的現(xiàn)象。高校里有不同的實驗室，這些實驗室分屬于不同的實驗平臺和學院，有的是基礎實驗室，有的是科研實驗室;有的實驗室是國家級、省部級實驗室，有的實驗室是校級普通實驗室;有的隸屬于化學學院，有的隸屬于生命科學學院，有的隸屬于電子學院……總體看來，實驗室之間“條塊分割”明顯，資源的共享性比較差，很容易出現(xiàn)實驗器材和試劑藥品的重復購置現(xiàn)象。傳統(tǒng)模式下的實驗室只在工作日開放，而晚上、周末、節(jié)假日和寒暑假等均不開放。有的實驗設備、藥品試劑只供某個專業(yè)或某門課程使用，由于高校開課的周期性特征，可能出現(xiàn)一個學期都無人使用的情況，這就很容易造成實驗室資源的浪費。尤其是一些電子元件更新?lián)Q代頻繁、淘汰率高，一些實驗性藥品試劑由于過期而失效，加重了浪費。[3]建設開放性實驗室，實驗室的設備可以實現(xiàn)全天候開放，學有余力的學生可以充分利用實驗室的設備開展科學探索工作，資源的配置更加合理，有效地避免了浪費現(xiàn)象。

開放性實驗室建設過程中存在的問題

近年來，高校開放性實驗室的建設取得了一些成績，實驗室開放時長、開放范圍、開放程度都有所加深。當然，在建設過程中，也存在如下一些問題。

（一）實驗存在的安全隱患較大

開放性實驗室與傳統(tǒng)的實驗室相比，有兩個明顯不同的特征：一是由于大多數(shù)實驗是根據(jù)實驗者的需求自主設計和進行的，而這些實驗者來自不同的系部和班級，人員流動性比較大。二是實驗的不確定性比較大。開放性實驗多為設計性、綜合性、研究性實驗，這些實驗可能成功，也有可能會失利。進入實驗室的人員增多，他們的知識水平、安全意識差異比較大，一旦忽視了實驗安全，很容易違反實驗室操作規(guī)程，就很容易造成實驗失敗，甚至釀成安全事故。開放性實驗的探究性和不確定性意味著實驗結果的不確定性，也加劇了實驗室安全的隱患。

（二）難以真正做到因材施教

高等院校的學生來自不同的地域，存在不同的學業(yè)水平層次。有的學生來自城市高中，接觸實驗比較多，動手能力比較強，有個人的想法和一定的創(chuàng)新能力，除了基礎性實驗還想進一步拓展自己的能力;有的學生來自農(nóng)村高中，接觸實驗的機會不多，動手能力比較弱，完成基礎性實驗尚有一定的難度。這就決定了教師在指導實驗的時候不能搞“一刀切”。而開放性實驗室的教師可能并非是實驗者的任課教師，對團隊中的每一位成員的情況難以做到心中有數(shù)，這樣要做到根據(jù)每個人的情況分類指導、因材施教就比較困難了。尤其是有些學生來做實驗的目的只是想“搭便車”拿到學分，不積極參與實驗過程，那教師就更加難以指導了。

（三）難以對實驗進行有效管理和評價

傳統(tǒng)的實驗一般是任課教師進行指導，在前期的上課過程中，師生已經(jīng)建立了一定的感情，師生之間有教學互評，可以相互監(jiān)督，課堂管理有了一定的模式和慣例，管理的制度性強、效率高。而開放性實驗打破了原有的“班級”概念，學生和指導老師之間的關系不是傳統(tǒng)的基于班級之上的師生關系，而是一種基于項目之上的指導關系，項目完成了，這種指導關系就結束了，師生之間的相互了解較少。在開放性實驗中，由于學生來自學校的不同系部，加之教師很難全程在實驗室進行指導，這種管理就比較松散。開放性實驗往往是團隊作業(yè)，且以設計性、探索性實驗為主，團隊成員相互協(xié)作，共同完成某項實驗，哪個成員對實驗的貢獻大小如何確定，難以進行評價。

（四）實驗室的師資難以得到保證

在當前各高校大規(guī)模擴建實驗室、增加實驗項目的背景下，實驗室的師資建設難以跟上實驗室建設的步伐，師資短缺成為實驗室發(fā)展的一個短板。以筆者所在的高校為例，從2012年至2020年九年間，學校新增了多個省級重點實驗室、省工程技術研究中心和校級實驗室，而同期的實驗室管理人員，僅僅從30人增加至41人。[4]部分高校的實驗指導人員專業(yè)不符、基本功較差、動手能力一般，加上平時忙于工作、疏于學習，原有的知識體系由于時代發(fā)展變化已經(jīng)逐步淘汰和落后;部分高校的實驗管理人員被定義為教輔人員，在職稱評聘、職務晉升、工資待遇方面與專任教師都存在一定的差距。這些原因?qū)е铝藢嶒炇业膸熧Y缺乏。在開放性實驗室建設當中，有的教師由于時間緊、科研教學任務重，沒有時間參與實驗指導;有的教師由于水平和能力有限，很難對學生進行專業(yè)、系統(tǒng)和全面的指導。[5]

加強高校開放性實驗室建設的對策建議

要把開放性實驗室建設好，需要思想重視、各方配合、加強教育、科學管理，為培養(yǎng)復合型和創(chuàng)新型人才發(fā)揮基礎性作用。

（一）轉變觀念，樹立以學生為中心的實驗觀

思想是行動的先導。要建設好開放性的實驗室，就必須要解除思想上的禁錮，樹立新的思想觀念。一是從思想上重視開放性實驗室的建設。要從培養(yǎng)高素質(zhì)的合格的社會主義建設者的高度來對待開放性實驗室的建設，認識到開放性實驗室對于培養(yǎng)學生動手能力、思考能力、探索能力的重要意義。把實驗教學作為整個教學工作中的重要環(huán)節(jié)，結合學生的知識水平和結構，通盤考慮，循序漸進地做好對全部實驗室的開放式管理工作。二是樹立以學生為中心的實驗觀。在傳統(tǒng)的實驗中，教師和管理人員是實驗的主體，往往把學生置于“被管理”的地位，在這種管理理念之下，學生往往是被動參與實驗室的各項實驗，不利于激發(fā)學生的探索精神，也不利于建設和諧的師生關系。開放性實驗室的建設，要求切實樹立以學生為中心的實驗觀，鼓勵學生積極參與實驗的設計、操作、探索，注重學生的個體差異，教師和管理人員要主動與學生進行交流，傾聽他們的合理意見和建議，合力攻克實驗過程中的難關，構建和諧的師生關系。三是根據(jù)學生的不同情況因材施教。要根據(jù)不同生源的素質(zhì)和水平，對實驗的內(nèi)容多元化，對基礎比較差的學生，引導其參加基礎性實驗;對基礎中等的學生，引導其參加素質(zhì)提升類實驗項目，對基礎比較好的學生，引導其參加競賽類的實驗項目。實驗室管理人員不但要做好保障實驗室正常運行的基本要求，而且要給學生實驗進行科學的指導，提供有益的建議，激發(fā)學習興趣。[6]

（二）借力科技，發(fā)揮新技術對開放性實驗室的支撐作用

科技興則民族興，科技強則國家強。科技是推動民族和國家前進的重要動力，也是推動開放性實驗室建設的重要力量。一是充分發(fā)揮新媒體在開放性實驗室建設的作用。傳統(tǒng)的關于實驗室操作的流程、安全準則、注意事項、規(guī)章制度的宣傳，往往通過紙質(zhì)媒體、課堂講授、專家報告、實驗室張貼、櫥窗展示等方式進行，在短期內(nèi)可能會取得一定的效果，但時間一長，學生可能就記得不牢固。新媒體時代的到來，這些流程、規(guī)章制度、注意事項等都可以通過“兩微一端”進行推送。實驗室的各種危險物標識、安全教育等內(nèi)容還可以通過大學生喜愛的視頻網(wǎng)站、微視頻、抖音等新媒體進行推送，學生可以隨時隨地接受相關方面的知識學習。二是開發(fā)實驗室智能管理系統(tǒng)。要采取聯(lián)合開發(fā)、獨立研制等手段，研發(fā)實驗室智能管理系統(tǒng)，提高管理的科學性。智能管理系統(tǒng)應包括電源管理、門禁管理、人員管理、實驗過程監(jiān)控、通信信息、緊急事件報警等功能。通過智能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)網(wǎng)上預約實驗、推送實驗儀器相關知識、宣傳實驗注意事項、監(jiān)控實驗過程、師生實時交流、一鍵報警等功能。這樣既提高了管理的效率，充分配置了資源，也使實驗的過程有了清晰的記錄，教師可以同步對實驗進行監(jiān)控和指導。

（三）科學管理，提升開放性實驗室的管理水平

科學管理是取得管理效果的前提基礎。一要通過制度實現(xiàn)管人管事。制度具有長期性和全局性。要根據(jù)需要制定開放性實驗室學生守則、實驗室安全管理規(guī)定、大型儀器操作流程、實驗室物品損壞賠償辦法、實驗室節(jié)約規(guī)定、實驗室事故處理辦法、實驗室預案、實驗室責任事故追究辦法等，通過制度實現(xiàn)實驗室設備完好、運行順暢、安全節(jié)約的目標，一旦發(fā)生事故，可依據(jù)制度追究相關人員責任。二要加強對實驗室的過程管理。開放性實驗模式下，學生進入實驗室的時間不同、進度各異、實驗步驟不一。為了確保取得預定的實驗效果，提高實驗的成功率，要加強對實驗的過程管理。比如，學生在申報有較高難度的設計性實驗時，要求學生提交開題報告，對實驗的設想、內(nèi)容、進度和預期成果以報告的形式呈現(xiàn)，交給專家評審認可后方可進行;在實驗的過程中，要經(jīng)常查看學生的實驗記錄本、材料領用本、經(jīng)費使用本，搞清楚學生的實驗進程。三要動員學生參與管理。師生共同參與實驗室管理是提升實驗室管理科學化水平的重要手段。可以組織學生社團，通過社團制定規(guī)章制度，形成自我管理、自我約束的管理氛圍;還可以聘請研究生助管，設立勤工儉學職位，既可緩解學生經(jīng)濟壓力，又可幫助學生樹立主人翁意識。

（四）優(yōu)化師資，建立一支適應開放性實驗室建設的隊伍

開放性實驗對于指導教師的水平、能力、態(tài)度有較高的要求，實驗能否順利進行、達到預期目標，指導教師甚至起著非常關鍵的作用。一是要保障師資數(shù)量適應開放性實驗室建設的需要。要根據(jù)實驗室建設需要，大力引進相關的專業(yè)人才，大力創(chuàng)造干事創(chuàng)業(yè)的氛圍，做到以事業(yè)留人、以待遇留人、以感情留人。當引進人才的數(shù)量不足以滿足需要時，還可以通過返聘老教師、增加研究生助管等方法增加師資總量。二要改善實驗指導教師的水平和能力。開放性實驗的內(nèi)容和形式比較靈活，往往涉及到學科的前沿知識或未知領域，這對指導教師的水平能力提出了更高的要求，這就要求學校通過集體備課、校外培訓、提升學歷、專家講座、合作幫扶等方式提升指導教師的眼界和水平。當然，教師的敬業(yè)精神、合作態(tài)度對學生也有潛移默化的影響，也應當要強調(diào)。三要加大對實驗教師的鼓勵力度。要改變實驗教師被定義為教輔人員的尷尬局面，幫助其樹立主人翁意識，要給予實驗教師和專任教師同樣的政治和經(jīng)濟待遇。尊重實驗教師在指導學生付出的勞動并給予一定的補償。比如，指導學生人數(shù)為20人以下進行一般性的實驗操作，可計3-6節(jié)課;指導學生進行綜合性的實驗操作，可計20-30課時。學生參加“挑戰(zhàn)杯”等實驗競賽中獲獎，可以獎勵指導教師科研經(jīng)費，在職務、職稱晉升時作為科研成果看待。

結 語

建設開放性實驗室是高等教育教學改革的趨勢，對于提升高校發(fā)展的內(nèi)涵、提升學生的思維能力和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)復合型人才有著重要的作用。建設開放性實驗室不可一蹴而就，要思想重視、遵循規(guī)律、綜合施策、凝聚各方力量，把開放性實驗室建設成展示高校水平、體現(xiàn)高校風貌的窗口。

參考文獻

[1]王超.開放性實驗室建設的難點及對策[J].衡水學院學報，2014（4）：82-84.

[2]習近平在清華大學考察時強調(diào)：堅持中國特色世界一流大學建設目標方向，為服務國家富強民族復興人民幸福貢獻力量[N].人民日報，2021-4-21.

[3]蒲保興.開放性實驗室建設的探索與思考[J].軟件，2017（2）6-9.

[4]陳波，佟曉楠.新時期高校實驗室安全管理體系構建研究[J].贛南師范大學學報，2021（6）：129-132.

[5]段佩玲等.高職院校開放性實驗室建設的探索與實踐[J].河南科技學院學報，2015（4）：106-109.

[6]鄒勤等.開放性實驗室創(chuàng)新管理模式的探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2017（10）：19-21.

作者簡介

張海英 贛南師范大學地理與環(huán)境工程學院助理實驗師，研究方向為高校實驗室管理