高校實驗室開放實施方案的研究與探索

＊胡林楠

（1.西安石油大學地球科學與工程學院 陜西 710038 2.陜西省油氣成藏地質學重點實驗室 陜西 710038）

近年來，因高校辦學規模擴大和教育教學改革，高校實驗室管理和運作模式發生了很大變化，實驗與實踐教學環節在教學過程中出現的比例也大大增加。傳統的實驗教學都是內嵌于理論教學之中，總體占比很小，一般為2～3個實驗，占用4～6個課時，是該門課最核心的幾個實驗。有些高年級的專業課實驗，由于專業性儀器臺（套）數很少，一般只做演示性實驗。此外，復雜點的實驗都涉及前處理或者實驗時間較長，在實際教學中，通常是老師提前做好全部實驗準備，僅在課堂的有限時間里給學生演示最核心的部分，學生無法實際操作，甚至不掌握實驗的全部過程。鑒于這種情況，為了激發學生的自主創新意識，切實增強學生的實踐動手能力，各高校紛紛嘗試不同的實驗教學方法改革，讓實驗室面向學生全面開放，讓學生最大限度地走進實驗室，獨立自主全流程全要素完成前處理、實驗過程、數據分析等實驗環節，培養學生掌握科學研究方法，提高人才培養質量，實現教學改革目標。近年來，我院重組整合教學實驗室，成立油氣地質與地球物理實驗教學示范中心，新增《結晶學與礦物學實驗》《礦物巖石鑒定實驗》等近10門實驗課程，大幅度增加了實驗課程，提高了實驗教學的比例，讓學生有更多的時間和機會自己完成實驗，而不只是觀看老師的實驗成果。但與其他高校，尤其是985、211高校相比，我校實驗教學在培養學生獨立解決問題能力和開放程度上仍有較大差距，因此繼續加大實驗室開放力度，努力培養學生的創新精神，提高學生獨立思考解決問題的能力是今后一段時期面臨的重要任務。

開放實驗室是提升實驗教學質量的有效途徑。開放實驗室是指導學生在開放的時間里完成開放式的內容，這就需要學生自己獨立思考完成，其側重于理論教學中的實驗教學環節，不同于傳統的老師安排內容、規定步驟，學生按部就班得到數據、完成報告。而是讓學生就自己感興趣的內容，通過老師指導和自主預習來設計實驗，在自己方便的時間，在老師或者實驗員的陪同下，完成實驗得到數據。在這個過程中，盡量引導學生自己完成，遇到問題自己解決。不過現在國內的大部分高校只能對本校學生或者對本院系相關專業開放，一般達不到跨專業跨學科開放，或者是對其他院校、甚至社會機構開放[1]。

1.國內外實驗室開放情況

國外高校實驗室開放已經非常普遍，具有了基本固定的流程與模式。很多國外的大學儀器設備都是常年開放供學生使用的，只要取得了使用資格證，經實驗室管理員同意均可使用，有的甚至可以24小時開放。而且國外高校的實驗室開放一般分為三種等級開放：基礎實驗室通常是面向本學院或者全校開放，是日常教學的補充；專業性強的專業實驗儀器大部分是面向高年級學生、研究生、老師開放，是為各種科研項目服務的；實驗研究中心、重點實驗室之類的，因為實驗儀器價值很高，數量很少，則會面向全社會開放。這其中不管是哪一類實驗室基本都是實行預約制，只要你有儀器操作證，知道怎么使用，就可以自行預約，完全不受上下班限制。例如：日本廣島大學的生物生產學部的食品工學實驗室、食品物理學實驗室、動物產品加工實驗室等都是面向學部學生全面開放的。甚至有位廣島大學理學部搞地質的中國留學生通過互聯網與東京某學院聯系，預約后到該校使用全日本唯一的一臺設備進行試驗[2]。

國內的各所高校也在開放實驗室方面進行了很多嘗試，并且取得了很多成功的經驗[3]。例如中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，針對地質實驗室開放過程中老師與學生的時間不匹配，試驗設備數量與學生數量沖突等問題，學校設計了基于讀卡系統、互動系統、視頻監控和學生自主預約的教學實驗室開放管理系統，徹底實現了教學實驗室自主開放，確保學生實驗課順利完成[4]。還有例如蘇州市職業大學計算機工程學院，也是自主研究搭建了智慧實驗室綜合管理平臺，管理平臺涉及了實驗教學管理與實驗室開放管理方面的一些主要功能，改善甚至解決了高校實驗室存在的人工管理、智慧化建設緩慢、開放共享不足的問題[5]。

2.實驗室開放的重要性

對于學生而言，開放實驗室可以使他們不再局限于老師指定的實驗內容，轉而實踐自己感興趣的部分，進而調動學生的學習熱情和主觀能動性，讓他們更愿意參與到實踐環節，提高動手能力[6]。比如參加專業競賽或者大學生創新創業項目的學生，他們都需要通過實踐項目幫助他們盡快掌握技能、提高能力。

對于學校來說，開放實驗室可以讓實驗室里的儀器設備大大提高利用率，特別是石油地質類的相關儀器，由于專業性強、精度高、操作難度大，大部分時候是一個學年只在相應幾門專業課上用一用，長時間處于閑置狀態[7]。開放實驗室制度一是可以讓學生在老師的指導下更多地進行專業儀器操作，提高儀器開機時間，避免了因為長期閑置而導致的儀器損壞；二是從學校的全局來看，不同學院相關實驗室之間的開放，可以更加合理地配置實驗儀器，避免重復購買建設，優化教育教學資源[8]。例如，我校地球科學與工程學院的《油層物理》實驗就是在石油工程學院的專業實驗室上課，通過相互開放，實現了資源共享互利共贏。

3.實驗室開放的實施方案

(1)前期組織

實驗室對外開放并不表示學生可以隨時進入實驗室進行實驗，學生需要完成很多前期的準備工作，以便完成后期實驗。

首先，學生需要根據自己的問題和需求，確定開放實驗的內容。一般分為兩種情況：一是參加各類專業學科競賽或者參加考研復試的學生，根據需要確定實驗內容，并尋找合適的指導老師；二是老師的科研項目中涉及的實驗部分，根據科研的需求確定實驗項目，再招募對此感興趣的學生開展實驗。

其次，在確定了實驗內容之后，由學生在實驗室管理員處提交申請，包括實驗地點、實驗時間等，由管理員統一安排制訂實驗課表，按申請時間開放實驗室。

(2)實驗準備

在完成前期組織后，學生已經確定了實驗的時間、地點和內容，接下來就要為正式進入實驗室做好準備。在此還有兩項工作需要完成：第一，因石油地質的專業儀器都屬于大型貴重儀器，專業性強，操作精度高，對實驗操作人員有很高的技術要求，所以對申請的學生要求也比較嚴格，學生在使用前必須仔細認真地預習實驗內容，包括實驗目的、實驗流程、儀器的操作、可能遇到的問題及解決方案等，尤其是儀器操作和突發情況的應對，必須進行培訓后才可以進入實驗室進行操作。第二，做好實驗室安全教育。無論是哪個級別的實驗室，在進入之前，無論學生還是指導老師，都需要認真學習學校的實驗室安全準入制度以及對應實驗室的安全規章制度，熟悉實驗室的危險源及相應應急措施，并且完成網上考核，只有考核成績達到標準，才具備進入實驗室的資格。

(3)完成實驗

在完成了全部準備工作之后，按照申請的時間，學生在指導老師的帶領下，進入實驗室進行實驗。實驗過程中，盡量保證學生可以獨立操作完成實驗，如果遇到問題可以先自己想辦法解決，指導老師盡量不參與，達到培養學生獨立實驗能力和應對突發狀況的處置能力的目的。試驗全程指導老師或者實驗管理員需要在場輔助指導，維持秩序，確保學生操作得當，同時做好安全防護，避免出現安全事故。

學生在實驗完成后，自行進行實驗數據處理、總結梳理問題、分析獲得結論。如果數據有疑問或偏差，可以聯系指導老師，若需要重做實驗，可以再次按照流程申請實驗室，重新完成實驗，直到徹底掌握實驗方法、獲得正確的實驗數據。需要注意的是，實驗室基本安全網上考核一個學期只需要完成一次，如果重復實驗，不需要每次都參加考試。但是專業實驗儀器操作等直接關乎實驗成敗的內容，需要學生每次進入實驗室前都進行預習。

4.實驗室開放的初步成效

全國各所高校在實驗室開放方面都在不斷嘗試與摸索，相關的方案也層出不窮，甚至有的高校還研發了相關的辦公系統，旨在提高辦公效率，更進一步讓開放實驗室這件事情不受時間人員的限制[9]。這些年我院在實驗室開放方面一直在摸索經驗，實施方案、管理辦法根據實際工作中遇到的各類問題不斷地調整完善，盡量做到既能達到培養學生的目的，也能最大限度地提供方便。到目前為止，按照現有的開放制度，大大提高了學生對實驗實踐活動的興趣，開放實驗室預約人數年年攀升，學生越來越多地參與到了實驗環節，這樣既加深了對本身課程的理解學習，又提高了學生的動手能力。近幾年，我院組隊參加的全國地質技能各種大賽中取得了優異成績（表1），學生實驗實踐水平明顯提高。大量的實踐活動激發了學生動手操作的樂趣和熱情，加深了學生對本專業的認識和熱愛，吸引了更多本科生報考研究生，擴大了研究生儲備。

表1 近三年部分參賽獲獎情況

當然，現在的實驗室開放制度還不是很完善，絕大部分高校都是局限在自己學校或者自己學院內部，涉及到的學生、老師、實驗室數量都不會很多，人員范圍也相對固定，管理起來比較簡單，但是如果將實驗室開放范圍擴大，管理的漏洞就會顯現出來，安全隱患的風險也會相應增加，而這正是需要我們繼續摸索實踐的領域。

5.實驗室開放的措施計劃

鑒于已經取得的成果，開放實驗室確實是一件非常有利于學生培養和學校發展的好事，但隨著開放的力度越來越大，參與的學生越來越多，實驗室面臨的考驗也越來越嚴峻，尤其是目前很多學校由于辦學規模擴大、原校區發展受限等因素，異地新建了不同的校區，也使得實驗室開放面臨新的機遇與挑戰。近年來，我校也新建了鄠邑校區，開啟了“兩地辦學”模式，通過前期的努力和摸索，我們針對“兩地辦學”模式下加強實驗室開放工作提出以下思路和對策。

第一，注重全局統籌規劃。鑒于“兩地辦學”的不便性，學校更應該注重全局觀，從校級層面加強整體規劃，避免各個院系單打獨斗，自成一派，最大限度地做到物盡其用，爭取實現整個大學內部的實驗室共享，這樣既增加了實驗室開放的廣度，統一的管理也會讓學生更加方便。既有利于資源共享、人員互補，也有利于學生參與學校建設發展。

第二，完善管理規章制度。伴隨著實驗室開放的力度更大、范圍更廣，我們現有規章制度的弊端就會越來越明顯。例如隨著越來越多外專業學生走進實驗室，實驗室的管理制度、實驗儀器的操作流程、應對突發事件的應急預案，都需要做出相應的修訂，更加完善的規章制度，更多關注細節的管理辦法、實施方案，是保證實驗室正常開放、學生安全實驗的根本。

第三，建立績效考核辦法。有了學校的規劃和引領，有了完善的規章制度保證，下面就需要更多的政策來鼓勵各個院系、各個實驗中心和更多的實驗室管理人員、實驗指導老師參與進來，開放更多的實驗項目，開放更多的實驗室，大力增加開放的力度。除了常規實驗課程之外，因為開放實驗室而增加的工作量，應該根據實際實驗課時數額外計算。或者，針對開放實驗室及其管理人員，根據實際開放時長給予一定的補貼等等，政策的傾斜才能讓實驗室管理員和實驗指導教師更加愿意參與實驗室開放。

第四，加強實驗經費保障。隨著越來越多的實驗室開放，也有越來越多的學生參與進來，實驗項數的不斷增加，必然導致實驗耗材的消耗變快，除了部分科研實驗項目有一定實驗經費支持外，大部分面向本科生的、旨在提高學生實驗能力，補充本身實驗教學漏洞的實驗是沒有實驗經費單獨支持的，這就無形中增加了實驗室本身的運維成本，更何況一些高精尖專業儀器的損耗、實驗耗材也是不小的開銷。這就要求學校或者二級學院，針對本學院的實驗室開放情況，每年增加實驗室耗材的預算，或者設立專門針對開放實驗室的經費預算，用以補貼學生參加開放實驗室所需要的材料器材消耗。

第五，完善配套激勵措施。在鼓勵學生參加實驗室開放活動上，提出一些獎勵機制。對于那些積極參加、并在實驗過程中表現優異、取得良好實驗成果的學生，學院應該給予一定的鼓勵，無論是獲得課外實踐學分，還是頒發證書，都可以最大限度地讓學生愿意走進實驗室，參與到我們的開放實驗室中，并且從中得到收獲。

我們始終相信，在這個越來越開放的時代，開放實驗室也是大勢所趨，我們一起共同努力，一定可以讓實驗室的開放力度更大，開放時間更長，開放范圍更廣，讓更多的學生參加和受益[10]。