探索建立具有生命力的高校实验室开放体系

□天津科技大学夏雪 张炜

探索建立具有生命力的高校实验室开放体系

□天津科技大学夏雪 张炜

本文从实验室开放的内涵和意义出发，详细剖析了目前实验室开放过程中存在的不足，总结出具有生命力的实验室开放体系的主要特点，并结合管理工作实际对实验室开放模式进行探索，以期对高校实验室开放的研究与实践提供有益参考，进而加快实验室开放体系的建设步伐。

实验室开放体系；管理；创新实践能力

从宏观讲，实验室是科学研究、探索与发现、人才培养、科技开发、社会服务的基地，是推动一个国家和民族科技发展和进步的基础；从微观讲，它是开发学生智力、启迪学生思维、培养学生实践能力、设计能力、应用能力和创新能力的平台。为了提高仪器设备的使用效率，尽可能延长实验室及设备的生命周期，不断培养出具有创新实践能力的高素质人才，顺应当前科学研究探索性、前沿性、交叉性、合作性的发展趋势，完成好科技开发和社会服务的基本任务，建设具有生命力的实验室开放体系已成为各高校关注的热点。

一、实验室开放的内涵和意义

要建立具有生命力的实验室开放体系，首先要了解实验室开放的内涵和重要意义。对于实验室开放，从广义地讲，是为教学、科研和社会服务提供时间、空间和设备设施等各种资源和服务；从狭义地讲，是学校面向在校学生所开展的课外实验和科技活动的开放活动提供条件。教育部在相关文件中要求，实验室开放应该从时间、空间、实验内容等方面进行开放。而在时间、空间上的开放，可以解决实验设备少、课时有限的问题。而实验内容的开放，要求增加综合性、设计性实验的比例。不管是哪方面的开放，都是实现教学资源利用率的最大化，增强学生的创新性实践能力，改善教学效果，提高教学质量而进行的教学方式改革的新尝试。［1］

实验室开放，打破了传统实验教学死板、教条的模式，使学生真正成为了学习的主体，有利于发挥学生的自主性、积极性、探索性和创造性。学生在遇到一个新的课题时，往往不知如何应对，而实验室的开放，是通过对原有知识和方法一点一滴的学习和积累，再把新的知识和方法变成处理问题的能力的过程；是在面对复杂情况时，通过充分了解有利的和不利的因素，做出决策，再根据周围环境的反馈，收集信息、制定方案、设计流程、具体实施、总结经验的过程；是在面对困难时，调整心态、思路和认识的过程；是在有限的时间里，围绕一个主要目标，用现有的工具和手段，控制情绪，理智地做出判断，让自己坚持下去的过程；也是在做了许许多多的“选择题”、“判断题”和“分析问答题”之后，用事实告诉自己具体实验结论的过程。

综上所述，实验室开放不仅有利于学生把理论知识和实践有机地结合，并得以加深和巩固，而且能够使学生在实验中主动思考，不断探索，增强其对实验研究的兴趣和开展科研的意识，促进对知识与技能的掌握，更为重要的是，使学生掌握了获取知识、技能的方法和手段。

二、具有生命力的高校实验室开放体系的主要特点

1．整合全校实验资源的综合性硬件平台

一个具有生命力的高校实验室开放体系会涉及到较为广泛的研究领域，能够支撑科研项目不断深入研究，而这些与能否满足开放性实验需求的硬件平台密不可分。但是，以往高校实验室管理模式多为分散管理，［2］学校依据学科专业设置建立实验室，对其的管理依附于理论教学。在这种“小而全”的管理模式下，仪器设备的购置往往缺乏科学、合理的论证。一方面，学生找不到需要的仪器设备，一些实验往往不能顺利开展；而另一方面，重复购置会造成部分仪器闲置，造成使用效益降低，资金没用到该用的地方。因此，学校在实验室建设立项时，必须将开放性作为实验室建设的基本属性，实验室建设是否具有开放、联合的理念，是否有实验室与设备开放的可行性论证和开放共享的规划、措施等作为基本依据，这是实验室开放能否成功的重要保障。

2．高素质的实验指导教师队伍

在具有生命力的实验室开放体系中，实验指导教师扮演着双重的角色。在课题研究中，他们是课题的直接参与者；在实践教学中，他们又是学生的辅导员。对于教学大纲外的开放项目，要求实验指导教师不仅要熟悉仪器设备，特别是大型精密仪器的基本功能和操作，也要在仪器设备新功能的开发和利用方面体现自己的价值。为此，各高校都十分重视实验技术人员队伍素质的提高。比如，学校要尽可能多地为实验人员创造、安排校内外培训、学习的机会，［3］对其直接使用的仪器，要鼓励他们积极参与仪器设备的安装、维修和日常维护，使他们熟悉仪器的功能和使用。同时，也要重视实验人员队伍的梯队建设，使实验人员有晋升的台阶和发展的空间，提高他们的工作积极性，发挥其创造性等等。

此外，学生在开放性实验过程中会提出各种各样的问题，为此，要求实验指导教师不仅要具备一定的理论基础和实验技能，还要有广博的知识，能够给学生创新提供较高的起点和指导。基于此，实验人员必须积极、主动地“充电”，可采取“自学”、“互学”等办法，提高自身的理论素养，不断提高实验技能和水平，以解决学生在进行综合性、设计性实验中遇到的问题。此外，在指导学生自拟题目的实验中，要正确分析学生制定的实验步骤的可行性和科学性。可以说，具有生命力的实验室开放体系本身已经并正在造就出一支优秀的实验指导教师队伍。

3．较为完善的管理机制

学生是实验室开放的对象主体，要使实验室开放焕发出勃勃生机，就要充分激发学生的参与热情。因此，人性化的激励机制是实验室开放体系存在的必要条件。然而，一个时期以来，各高校对实验室开放项目的管理，往往令学生处于被动选择、被动学习的地位。比如，项目立项时，指导教师首先决定开展什么样的实验项目，填写申报书，立项后再由学生选择是否参与、参与哪个项目。这样的方法，容易使部分原本参与热情较高的学生因为找不到真正想要参加的项目而放弃，或“随大流”参与其中。随着项目的深入，也容易使一部分学生“知难而退”，使得实验室开放的受益面大为缩减。为此，我校对开放项目的申报环节进行了大胆的改革尝试。首先，在全校范围内征集题目，包括学校教学、科研和日常管理中存在的和能够通过学生发明创造解决的问题，或是适合学生的科研创新、软件开发、艺术创作类课题，或是更新或设计教学实验项目，或是开发教学科研用仪器设备的使用功能、对现有设备进行改造、自制教学用仪器项目等等。管理部门则根据征集情况编制项目指南和申报指南，学生和指导教师可共同完成项目的申报。实践证明，这种方法有效增加了学生的参与数量，从申报书看，项目研究的深度和广度也有所提高，思路也更加清晰。此外，在项目结题时，管理部门根据学生的表现和创新性成果，给予第二课堂学分奖励，这对参与项目的学生也起到了很好的激励作用。

除了有效的激励机制外，做为学生创新实践能力培养的重要途径之一，学校要对开放项目进行全方位的评价。比如，在结题时，除了对具有创新性成果的项目进行表彰外，可以推荐其参加相关竞赛，并将具有进一步研究价值的项目推荐给相关基金继续予以支持，从而为每个项目找到合适的“定位”和个性的、能够不断拓展和深入的空间，进而促进了学校实践教学水平的不断提升。

三、具有生命力的实验室开放模式

笔者在调研目前各高校实验室开放工作的基础上，经过分类整理，归纳出目前高校实验室开放的基本模式，分为以下两种：即实验项目研究模式和科技活动开放模式。

1．实验项目研究模式

实验项目研究型模式可针对低、高年级学生特点的不同分为确定实验项目研究模式和自选实验项目研究模式。［4］在确定实验项目研究模式下，实验指导教师结合实验室设备、材料等配置情况，选定教学计划外的实验项目，让学生独立设计实验方案和进行实验。指导教师只对实验目的和注意事项提出要求，学生独立完成设备调试、测试等实验环节。

与确定实验项目研究模式不同的是，自选实验项目研究模式要求学生根据实验室设备和材料状况，结合自己的兴趣爱好，自拟实验题目，创造性地开展实验。我校机械工程学院开展的“自行车静动态强度分析、测试于学生综合素质与创新能力的培养”项目就是很好的范例。作为实验的主角，参与项目的学生将力学课程中的常规实验进行拓展，通过分析判断出折叠自行车架的薄弱部位，使用动态应变仪测试该部位在骑行状态下的应力，并利用Ansys软件对检测结果进行了验证。在实验中，指导教师只是帮助学生分析项目的可行性，对仪器的使用给予技术上指导。这种模式的实验室开放，使学生将专业知识与兴趣爱好结合起来，充分调动了学生参与的热情，也有利于培养学生自主设计、独立解决问题以及开拓创新的能力。

2．科技活动开放模式

高校教师的科研课题需要大量的实验作为研究基础，因此，教师的科研项目往往可以作为很好的实验室开放项目，并吸收一些实践能力较强的学生参与进来。这一过程不仅能使学生学到实验设计的方法和其中的理论原则，也能使学生熟悉科研的大致流程，锻炼科研思维，为学生将来的发展和创新能力的提高打下良好基础。

除此之外，参与各级各类竞赛也是实验室开放项目很好的模式。例如，我校电子信息与自动化学院连续几年组队参加了“飞斯卡尔”杯全国大学生智能车竞赛。在开放基金的支持下，参加竞赛的同学利用实验室开放的时间，集中进行竞赛前的准备，相互协作、分享创意，通过理论设计、实际制作、整车调试、参加竞赛，初步体会到了一个工程性研究开发项目从设计到实现的全过程，并在该过程中，使自己的学习能力、实践创新能力等都得到了很好的锻炼。

综上所述，实验室开放具有人才培养、社会服务等多方面的作用和意义。建设一个具有生命力的实验室开放体系，需要高校在硬件设备、人力资源、体制机制等方面予以创新，提供保障。当然，各校亦应结合自己的实际情况，探索并总结适合自己校情的开放模式。

[1]高智琛，李晓峰．高校实验室的开放[J]．中国现代教育装备，2011，117（5）：54-56．

[2]上官廷华．浅析高校综合实验中心的建设与管理[J]．计算机教学信息化，2010（5）：213-214．

[3]柳宏川，宋伟．高等院校实验室开放的管理探讨[J]．计算机工程应用技术，2011（1）：143-144．

[4]侯风才，张国华．高校实验室存在的问题与对策分析[J]．实验室技术与管理，2011，28（1）：177-179．

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