利用开放性实验培养工科学生创新创造能力的问题与对策

蒋海云 吴若梅 江南 肖颖喆 张维莉

摘要：在大众化教育背景下，强调了开放性实验在培养工科学生创新创造能力方面的重要性。指出了目前开展开放性实验存在的问题，并提出了相应的对策。为提高开放性实验的效果，建议处理好开放性实验与课内实验的关系；建立科学合理的管理机制；构建完善的评价体系。

关键词：开放性实验；创造能力；问题与对策

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0085-02

自1999年开始，高校普遍扩招，我国高等教育进入了名副其实的大众化教育阶段，实现了从“精英教育”到“大众教育”的跨越。扩招的直接结果，使得我国教育的规模、数量，特别是工科教育的规模、数量在上升，而教育质量却在下降。然而经济的快速发展，导致企业对人才能力的要求在不断提高，特别是对创新能力、应用能力和实际操作能力提出了更高的要求。因此如何提高当代大学生的创新创造能力尤为重要。

事实上，创新创造能力的培养是渗透到各个教学环节之中的。对工科大学生而言，加强以实验为代表的实践教学环节，在人才培养中的重要性已得到业界充分认可。教育部在2005年高教1号文件中提出“大力加强实践教学，切实提高大学生的实践能力”；2006年下发了《普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行）》，2007年进一步提出了“国家大学生创新性实验计划”。经过几年的发展，加强大学生实践和创新能力培养已成为当前高校教学改革的重点和热点。然而值得注意的是，在各高校的实际操作中实践能力和创新能力的培养学还存在着许多问题，突出表现在课内教学和课外创新实践脱节，课内教学和课外学习融合度差等等。由于教学时限以及学生精力的限制，通过增加课时来解决这一问题几乎是不现实的。总结各高校的经验发现，开设开放性实验可以很好地解决这一問题。

开放性实验源于20世纪60年代初美国的“自由（可扩展、开放）式”物理实验教学改革。1979年西安交通大学黄嘉豫教授也提出了理工大学开展开放性实验教学的倡议。开放性实验教学已然成为培养工科学生创新创造能力的重要途径。因此，将开放性实验科学合理地融入工科专业人才培养方案中意义重大。结合目前国内大多数高校的现状，对于如何利用开放式实验教学培养工科学生的创新创造能力做一个初步的探讨。

一、正确处理好开放性实验与课内实验的关系

在以往的人才培养方案中，都会在一些课程里开设必要的课内实验。这些实验通常都是为满足该门课程教学需要而设计的。一般学时比较少，无法有效将所学知识及时运用到实践中。其次，在实验教学内容安排上，内容比较单一，对一些原理和现象的验证性或演示性的实验所占比例较大，而能提高学生创新能力和实践能力的设计性、综合性的实验较少。再次，在实验教学的方法上，多采用灌输式，即实验课题的选择、实验步骤的制定和仪器设备的组织准备等均由实验老师进行，实验时学生只需按照实验报告内容操作即可完成实验内容。因此，传统的课内实验客观上压抑了学生对科学实验的兴趣，影响了对学生创新能力的培养。

与传统课内实验不同，开放性实验是以学生兴趣为主要出发点，以解决具体问题为导向，且实验安排自由。开放性实验具有很强的综合性，可以很好地培养学生的创新创造能力。为保证开放性实验在培养创新创造能力的作用，必须正确处理开放性实验和课内实验的关系。

课内实验作为课程学习的重要组成部分，是必不可少的，目的在于加深课程内知识的理解。但为了学生有时间和精力从事开放性实验，可以精简课内实验，课内实验重在培养学生的基本知识和基本实验技能。因而课内实验内容以反映基本知识的基本原理和基本操作技能为主。对于学生创新创造能力的培养则主要通过开放性实验来实现。为提高学生参与开放性实验的积极性，同时提高其在人才培养中的效果。可以将开放性实验的考查以学分等形式体现在培养方案中。

二、建立科学合理的开放性实验管理机制

与传统的课内实验批量大、内容固定的特点不同的是，开放性实验内容相对不固定、时间不固定，学生的自主性要求高。同时由于开放性实验的不固定性，容易导致开放性实验与课内实验的安排发生冲突。并且，由于实验条件有限，学生整体素质不高，开放性实验教学大多还停留在表面上。部分学校仅仅只是搭起了开放性实验教学框架，但开放性实验教学的过程管理、质量监控等并没有完全落实，使得开放实验教学缺乏实际可操作性。

一般而言，开放性实验综合性强，实验项目内容分散，且具有很大的不确定性，因而在实验室场地管理、设备管理以及耗材准备等方面都不能照搬传统课内实验的管理模式。要提高开放性实验的效率需要重点解决以下几个方面的问题：

1.开放性实验室管理队伍的完善。由于开放性实验内容杂、分散、试验时间不固定等原因，仅依靠有限的实验室教师难以管理到位。应该吸纳部分专业教师、学生配合相关实验室专职教师参与开放性实验的管理工作。特别是专业教师，要对开放性实验项目内容、实验方案等进行审核、指导。参与管理的学生主要协助对开放性实验室的正常运行。

2.基于校园网络平台，建立开放性实验项目的预约管理制度。基于开放性实验的上述特点，应充分利用校园网络平台，如教务管理系统，将能进行开放性实验的场所、设备资源等输入管理系统实现网络化预约管理，既可以节省人力，又可以提高开放性实验管理效率。专业指导老师还可以利用网络平台审核学生的实验方案、监管实验进展、点评实验效果等。

3.实验耗材管理。开放性实验由于不确定性，其耗材的使用不可能都提前规划好，因而不可能都统一采购。除了部分常规的耗材可以由实验室批量采购外，大部分耗材应由参与开放性实验的学生自行采购，或者指导老师协助购买。

4.开放性实验项目管理。为更好地提高学生的创新创造能力，建议将开放性实验与大学生创新项目、教师科研项目统筹起来。一方面，开放性实验主要源于学生的想法与愿望，其实验经费不太可能全从实验室经费中划拨。学生一旦有了好的想法，在专业老师的指导下可以申报各级大学生创新计划项目，或参与各类大学生竞赛项目。这样不仅可解决部分实验经费问题，还可以锻炼表达能力，提高参与开放性实验的兴趣。另一方面，在学生没有很好创新思路的前提下，专业教师也可就自己科研项目的某一点作为开放性实验的内容。这样学生也可以很好地认识专业相关的一些前沿知识，并从中锻炼自己的创新创造能力。

此外，结合企业实际需要，与企业联合开展开放性实验也值得尝试。工科人才培养的目的就是培养企业所需的工程技术人才。如能根据企业生产的需要，有针对性地参与解决生产中的实际问题，必将极大地激发学生学习专业的热情、加深对专业的认识，在提升创新创造能力的同时也将加快学生就业后更快地融入单位的工作。

三、开放性实验的动力机制问题

毋庸置疑，开放性实验在培养人才创新创造能力方面有着十分重要的作用，然而仅靠科学合理的管理制度仍然很难有效发挥开放性实验的作用。要从根本上提高教师和学生参与的积极性，最为关键的是要建立有效的评价体系，从制度上鼓励并认可开放性实验对培养人才创新创造能力的重要性。

学生是教学的中心，从制度上鼓励其参与开放性实验的积极性，一方面可将开放性实验与课内实验一样计算学分。另一方面，可将开放性实验进行组合，达到一定要求视作自选课处理。通過这种方式处理，将开放性实验纳入人才培养方案体系。此外，学校可定期或不定期对开放性实验成果进行展示，对于成果优秀的予以表彰，相关成果优先参与各级比赛。同时在条件成熟时可考虑以展馆的方式长期展出相关成果。这样既是对参与开放性实验同学的表彰，也必将提高其他同学参与开放性实验的积极性。

对于积极指导开放性实验的专业老师和实验室老师也应该认可其工作。如前所述，开放性实验管理难度本身很多，而如果他们所付出的劳动得不到认可，必会影响教师参与指导开放性实验的积极性。事实上，完全可以制定相关标准，根据开放性实验指导效果适当计算教师的工作量，并在年度考核、职称评定时予以考虑。

此外，开放性实验的动力机制还应该包括对开放性实验成果的考核办法。只有制定合理的考核办法，才能杜绝为了开放而开放，真正意义上提高开放性实验在培养人才创新创造能力中的作用。

基于上述分析，开放性实验的动力机制主要是制定科学合理的评价体系。评价体系主要包括三个方面的内容，即开放性实验成果考核办法、学生参与开放性实验的鼓励、奖励办法以及教师指导开放性实验的考核办法。

结语：

开放性实验在培养人才创新能力方面的重要性已得到广泛认可。然而要发挥其作用，尚需处理好开放性实验与课内实验的关系；针对开放性实验的特征，必须建立科学合理的管理机制；为激发学生、教师参与开放性实验的积极性，还需构建完善的评价体系，包括开放实验的考核办法、学生参与开放性实验的鼓励、奖励办法以及教师指导开放性实验的考核办法。

参考文献：

[1]刘志.探索艺术设计专业学生自主创新能力培养模式[J].中国高等教育，2014，（17）.

[2]刘志，张宗登，杨勇波，田飞.艺术设计专业学生自主创新创业实践研究[J].中南林业科技大学学报：社会科学版，2014，（4）.

[3]褚晓锐，钱波.基于工科学生科技创新能力培养的开放实验教学平台的构建[J].实验技术与管理，2011，（10）.

[4]谭静芳，肖静.开放式实验教学与学生创新能力培养探析[J].科技视界，2012，（26）.

[5]陈新忠.以学生为中心深化本科教学改革[J].中国高等教育，2013，（13）.