保障研究性教学实施的实验室开放制度研究
——以河南省Z高校为例
2024-05-09于淑杰
于淑杰
(郑州航空工业管理学院,河南 郑州 450046)
创新驱动、科教兴省、人才强省战略是新机遇下河南省打造国家创新高地的重要战略。为保障战略的实施,2022 年4 月26 日,河南省教育厅印发《加强普通高等学校研究性教学工作的指导意见》(以下称《意见》),以期通过加强普通高等学校研究性教学工作,培养创新型人才,建设高水平大学,构建一流创新生态,建设国家创新高地。作为保障研究性教学实施的重要措施,《意见》明确要充分利用校内实验室等实践平台,以教师的科研项目、行业企业技术革新项目、研发中心的研发项目为依托,设立实验开放项目,创造条件,鼓励学生参与教师科研项目,激发学生创新动力,提高学生科研创新能力。在这一背景下,为顺应高等教育发展大势,实现建设研究型大学目标,Z 高校根据学校实际情况,制定了《Z 高校研究性教学实施方案(试行)》(以下称《实施方案》),《实施方案》提出应将完善实验室开放制度作为研究性教学工作开展的关键点。因此,如何在现有基础上,结合研究性教学实施目标,完善高校实验室开放工作制度,是当前Z 高校亟须解决的问题。
1 研究性教学改革背景下完善实验室开放制度的意义
实验室开放教学模式是在传统实验教学模式的基础上通过创新实验教学方式,利用实验室资源,引导学生积极参与专业或跨专业的创新性、研究性实验项目,通过综合性的实验活动,提升学生实践能力、科研能力、创新能力的实验教学创新模式。该模式能有效弥补传统实验教学模式的不足,在培养学生科研创新能力上具有无可比拟的优势。而研究性教学改革的目标在于通过“积极开展研究性教与学的改革,建立健全研究性教学机制,构建研究性教学体系,形成创新型人才培养的文化生态,不断提升学生科学素养和综合能力,培养高素质创新型人才。”[1]如此,完善实验室开放制度对于研究性教学改革的实施而言具有重要的制度价值。
1.1 实验室开放是培养学生创新能力的重要举措
在传统实验教学中,实验项目的实施往往是按照课程要求,在规定时间内按照规定步骤进行实验操作,其目的主要在于通过引导学生进行实验操作,锻炼学生的动手能力、实践能力。但创新人才的培养,除了动手能力外,更看重学生创新意识、创新精神和创新能力的培养,传统实验教学显然并不能满足研究性教学对学生创新能力培养的要求。实验室面向学生开放,是落实研究性教学改革,培养高素质创新人才的重要举措。[2]实验室开放制度的宗旨在于通过给学生提供相对自由的实验环境,通过有效开展综合性、设计性和创新性的实验项目,鼓励学生主动设计并操作实验,充分发挥其在实验设计和操作过程中的主动性和创造性,是培养学生科研创新精神的有效途径。[3]在开放实验项目的实施过程中,学生独立设计、操作实验、分析并解决问题,其自主创新的意识更强,因而更有利于培养其创新意识;学生在开放实验操作的过程中形成的实事求是、追求创新的独特精神内涵是研究性教学改革所追求的创新人才应具备的创新精神品质;开放实验实施过程中对学生的训练,能够帮助学生掌握完备的知识结构,形成敏锐的观察能力、创新能力和独特的思维方式[4],而这正是研究性教学改革的目标所在。
1.2 实验室开放是全面提升学生科研能力的重要途径
培养学生的科研能力是河南省研究性教学改革工作实施的重要目标之一,而实验教学是学校培养学生科研能力的重要基地,是学生参与科研活动的重要场所。传统的实验室管理相对封闭,学生进入实验室进行自主科研活动的机会较少。实验室开放项目则侧重鼓励学生自主设计实验,自主操作实验,自主检测实验结果,注重培养学生科研创新能力,因而为学生进行科研活动提供了良好的平台。学生在科研活动过程中,通过自己设计实验、操作实验,能够不断总结科学经验,不断激发科学研究思维。因而,完善实验室开放体系,能够为学生科研能力的提升提供重要路径。
1.3 完善实验室开放制度是研究性教学改革实施的制度保障
实验室等实践平台是提升学生科研创新能力的重要载体。实验室开放制度能够充分利用校内实验室等实验场所,引导学生进入实验室,深入科研一线,参与到研发活动中,以科研带教学、促教学,把科研创新活动有机地嵌入培养学生的全方位全过程,真正实现学生科研创新能力的提升。因此,完善实验室开放制度是实施研究性教学改革的必然路径,是研究性教学改革实施的重要制度保障。
2 实验室开放的现有经验和成效
2005年,教育部印发《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》,明确要求:“高等学校的所有实验室和图书资料室都要向学生开放,建立大学生尽早进入实验室研究的基本制度和运行机制。”[5]自此,各地高校开始尝试建立或者完善实验室开放机制,以顺应教育改革趋势,提高人才培养质量。同年,为了提高学生参与实践的积极性、主动性,结合创新型人才的培养目标,Z 高校亦围绕学校实验室开放工作的实施,制定了《Z 高校实验室开放管理办法》,确立了实验室开放制度。经过十几年的探索和实践,Z高校形成了“以学生为主体、教师启发和指导”的实践教学模式,认真贯彻“面向全体、因材施教、形式多样、注重实效”原则,形成了培养学生创新能力、实践能力的实验室开放体系,并在创新人才培养方面取得了显著成效。
2.1 实验室开放的主要经验做法
2.1.1 不断改革探索,完善实验室开放制度
为培养学生的创新能力、实践能力,真正实现实验室开放制度价值,Z 高校自2005 年建立实验室开放制度以来,不断进行实验室开放的实践和探索,相继出台了《Z 高校实验室开放暂行办法》《Z 高校各主要教学环节质量评估指标体系(标准与方法)》等制度,就实验室开放的组织实施、管理、开放项目评估等进行了明确规定,通过一系列制度措施,为实验室开放工作深入推进提供了制度保障。
2.1.2 丰富开放项目类型,提高学生科研创新能力
实验室开放项目,按照内容以及对学生能力培养的侧重,分为学生参与科研型、自选实验项目型、课外科技活动型、学科竞赛训练型四种类型,相较于最初侧重于对学生实践能力和动手能力的培养,现在的实验室开放项目更多地强调学生科研创新能力和创新思维的培养,且每种实验室开放项目类型所侧重培养学生的能力亦有所不同,有助于通过丰富开放项目类型,提高学生的综合素养。其中,除了学生参与科研项目外,其他项目类型更多地注重学生创新能力的培养,以学生兴趣为导向,激发学生的自主创新能力。除此之外,鼓励学校实验室开放项目与学科、技能竞赛有机结合,让学科、技能竞赛与实验室开放项目密切结合,相得益彰,提高学生的综合能力。[6]
2.1.3 兼顾各学科发展,为学生创造创新实践平台
Z高校有管、工、经、法、文、理、艺、教八大学科门类,作为一所文理兼有的综合性学校,学校既为理工科学生的创新实践提供丰富优质的实验实践平台,也在实体实验室的基础上通过虚拟仿真中心等虚拟平台为文科学生提供更加安全、便捷的实验环境,拓展了传统实验教学的边界,提供了更多的学习机会和实践经验。
2.2 实验室开放成果丰硕
自2017 年学校加大实验室的开放力度以来,Z高校各部门积极实施实验室开放制度,学生受益面广,成果丰硕:近三年依托实验室开放项目,在中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、中国“计算机设计大赛”、全国大学生物理实验竞赛、全国人力资源模拟决策大赛、全国高校经济决策虚拟仿真实验大赛等国家级竞赛中斩获国家级奖项22 项,省级奖项近50 项;获批国家级和省级大学生创新创业训练计划10 多项;发表论文30 余篇;申请并获得授权专利、软件著作权等40 余项,荣获国防科学技术一等奖1 项。多个项目成果获得企业横向资金支持。
除了上述成果之外,实验室开放在制度上为学生提供了一个可以进行实践、自主创新的平台,实验室开放制度的实施使学生的创新实践能力得到了大幅提升,尤其是主持或者参与实验室开放项目的学生,各方面能力均得到了实质性提高。首先,深化了相关专业知识。实验室开放项目实施过程中专业知识的理论学习与理解应用必不可少,项目的实施能够促使参与人深入学习相关专业知识,对专业知识有了更多的理解、掌握与运用。其次,提升了学生的综合能力。同学们在实验室开放项目实施过程中锻炼了动手能力、决策能力、管理能力、协调能力、创新创业能力等各项能力,不同班级、年级的同学在一起学习交流、探讨研究过程中又锻炼了沟通能力、交往能力、合作能力。其三,调动了学生学管理、参与竞赛的积极性。在实验室开放项目实施过程中,学生们能够积极参与一系列实验环节,感受科研的魅力,从而调动了其学习专业知识、从事项目管理的积极性,在竞赛对抗过程中激发了大家参与各类大赛的强烈兴趣以及投入创新创业的饱满热情。最后,为就业以及创业打下了坚实基础。实验室开放项目实施过程中,项目成员熟悉了实验步骤;体验了如何根据实验操作结果适时调整实验步骤,以实现实验目标,得出实验结论;掌握了如何通过实验过程的不断调整以实现预期实验目标的能力,这为同学们的就业或者创业都打下了坚实的实践基础。
3 实验室开放面临的问题
尽管实验室开放制度在提升学生科研创新能力方面具有重要意义,且Z 高校在实验室开放制度实施中取得了丰硕的成绩,但就研究性教学改革的目标实现而言,现有实验室开放制度尚存在以下问题:
3.1 管理制度尚不完善,缺少开放共享平台
实验室开放制度的创设归根到底是为了通过开放实验室,提升学生的实践、创新、科研能力。尽管学校提出建立综合性大学目标之后,各院部均增加科研投入,完善实验设备,逐步开放实验室,并取得了一定的实效,但截至目前,学校的实验室开放管理制度尚不完善:目前实验室开放相关政策的实施更多是在实验室管理主管部门主导下由各个学院独立实施,实验室设备归各归属部门,各部门之间的管理相对封闭,加之系统的实验室开放共享平台建设尚不完善,各学院、部门之间实验室以及科研信息不透明,缺乏交流,因而实验室开放制度实施难度较大。其结果除了不利于实验室开放制度的实施以及形成系统的实验室开放体系外,也可能导致各实验室重复购置实验设备、实验耗材等,容易造成实验仪器设备闲置,实验耗材浪费。究其根源,在于实验室开放制度不仅仅涉及实验室的管理,还涉及实验设备的采购、管理和学生、老师参与实验室开放项目的激励措施等多个方面,因而实验室开放需要联合相关部门共同制定制度方案,并统一协调实施。
3.2 实验室开放形式相对单一,数量较少
对于实验室开放项目类型,尽管学校设置了学生参与科研型、自选实验项目型、课外科技活动型、学科竞赛训练型四种开放形式,但是在实验室开放制度实施过程中,实际上学生主持或参与的项目主要集中于学科竞赛训练型,实验室开放更多地针对学生竞赛活动,由老师带领学生利用实验室进行课外创新设计,除此之外的开放更多集中于理工科的毕业设计实验环节,其他类型的实验室开放形式较少。就研究性教学改革目标的实施而言,其对学生科研创新能力培养来讲是远远不够的。学生科研创新能力的培养,既需要创新技能的训练,也需要通过参与科研活动,进行专业科研能力的锻炼,以及通过自选实验项目的实施,提高科学研究能力。
除此之外,实验室开放项目的数量相对较少,多数实验室尽管做到了时间上的开放,但内容开放仍然不够,大多附属于理论教学,未能形成独立的开放实验体系,很多实验室开放实验的内容陈旧,仅仅是课内实验的延续,实验内容更新慢,学生课内课外都在做同类型实验,积极性不高,难以满足学校研究性教学开展的需求。
3.3 指导教师力量不足,积极性不高
实验室开放项目是在课余时间开展的,在其实施过程中,基于实验安全等多种原因,要求项目指导教师在项目的实施过程中对学生进行充分的实验操作指导,也有一些实验项目由于师资力量的缺乏,需要一个老师指导多个开放项目、多个学生。对指导教师而言,由于学校计划内的教学、科研任务已经相当繁重,完成学校计划内的任务后已经没有太多精力对学生进行指导,且目前实验室开放项目的立项、结项以及指导学生实施实验室开放项目等工作还没有与教师的教学、科研工作量核算挂钩,配套的实验室开放保障体系不完善[6],这些均造成指导教师缺乏积极性去指导学生设计并实施有利于培养学生科研创新能力的实验。教师指导学生的强度不够,会在一定程度上影响实验室开放项目的进程和效果,使得研究性教学实施效果大打折扣。
3.4 学生对实验室开放项目的重视程度不够
学生是实验室开放项目实施的主要主体,也是实验室开放项目实施目标实现的主要受益者。实验室开放项目的实施需要有学生的参与,且学生只有在指导老师的引导下积极参与实验过程,才能够从实验室开放项目中真正获得相应的体验,提升科研创新能力。但依据目前学校的政策,学生无论是进行一般的开放实验操作还是主持或者参与实验室开放项目,均不计成绩,也没有学分,加之学生通过项目完成科研论文相对困难且学生尤其是本科生发表论文存在短板,所以,学生参与实验室开放项目的积极性不高。学生对实验室开放的重视程度不够是目前实验室开放制度实施的一大障碍。
3.5 实验室开放制度实施保障不足
尽管随着对学生创新能力培养的重视,学校已相继完善了实验室开放制度并围绕其实施做出了诸多努力,并取得了丰硕的成果。但是由于实验室开放制度实施的保障措施不足,在一定程度上影响了实施成效。
3.5.1 专职实验室管理人员不足
专职管理人员是实验室管理的中坚力量,是实验室开放制度实施的重要保障,项目实施过程中必须有实验室专职管理人员参与实验室的管理和实验设备的测试指引,因而拥有一支结构合理、业务精湛的专职实验室管理队伍是通过实验室开放实现培养创新科研人才的重要保障。但目前,学校多数实验室的管理人员是由学院老师或者其他行政人员兼任,加之实验室专职人员评价体系不完善,现有的实验室管理人员工作积极性并不高涨。实验室专职管理人员不足不仅会导致实验仪器管理、测试和维护人员的缺少,还将产生实验设备因不合理使用而损坏、实验耗材浪费等后果,而这些都将影响实验开放项目的实施效果。
3.5.2 经费投入不足
经费问题是实验室改革发展的重要问题,经费不足导致实验室开放受阻。[7]在实验室开放项目的实施过程中,项目参与人员普遍反映项目实施资助经费不足,一方面,实验受所需耗材费、测试费等经费限制会导致实验开放项目无法按计划实施。另一方面,实验开放项目成果一般为竞赛获奖、论文、专利等,这项成果的取得也需要一定的经费支持,而经费的不足会在一定程度上影响参与人员获取高品质成果的积极性。
4 保障研究性教学实施的实验室开放制度完善路径
4.1 围绕研究性教学改革和综合性大学创建目标,完善实验室开放管理制度
实验室开放制度是一个系统工程,实施得当将会打破专业壁垒,推进学科间的相互交叉融合,有助于学校资源的统筹共享,最终助力学校高素质创新型人才培养。因此,在正确认识实验室开放制度意义的前提下,应积极完善学校相关制度设计,为新形势下实验室开放提供科学、规范的运行与管理保障。
首先,实验室开放管理制度的完善要紧紧围绕Z高校研究性教学改革以及学校综合性大学的建设目标,也即一方面,通过制度完善提升学校的研究性教学水平,提升学生的科研创新能力,另一方面,要紧紧贴合学校建设高水平大学的目标,推进管理创新、服务创新,持续提升学校教学质量,培养更多、更高素质的人才。
其次,实验室开放制度的构建、完善和实施涉及多个部门的协调合作,因此,应当充分协调调动学校各部门的力量。一方面,加强各部门沟通协作,围绕实验室开放进行制度的设计完善。另一方面,在制度的实施过程中打破部门管理之间的壁垒,实现实验室、设备、器材等的互助共享,真正实现实验室的开放利用。
4.2 加大实验室多层次开放力度,增加学生参与科研型等研究性实验开放项目比例
首先,在现有基础上,继续加大实验室多层次开放力度:利用学校已有资源建立基础训练实验室场地开放、专业实验室开放、科研实验室开放等多层次的开放体系;增加实验室开放项目数量,为学生主持或参与实验室开放项目提供更多机会;通过调研明确学生开放实验需求,进一步丰富实验室开放项目种类;延长实验室开放时间,满足学生实验探索的需要。
其次,为了进一步提升学生的科研创新能力,应当根据各专业需求增加学生参与科研型、自选实验项目型等研究性实验开放项目比例,鼓励教师在项目实施过程中对学生研究能力、创新能力的培养。
4.3 建立实验室开放共享平台
针对实验室之间封闭、信息共享不畅通以及实验室开放过程中的管理障碍,要积极搭乘“互联网+”、新兴移动媒体的便车,在现有基础上,建立一个连接各个部门、面向全校师生的实验室开放共享平台,探索“互联网+”时代实验室开放的新模式,打通壁垒,整合学校实验室资源,促进实验室的全方位开放,为学生创新思维与科研能力的培养添能助力。具体而言,这个平台至少要具备以下几个功能:其一,师生通过平台能够了解学校正在实施的实验室开放项目,对项目感兴趣的师生能够积极参与其中,锻炼自我。其二,平台能够联通全校所有的实验室、设备等,部门管理人员、师生通过平台系统能够实时了解实验室或设备的使用状态、开放使用条件,进行实验室或者设备使用的线上预约。其三,平台能够提供实验设备的使用、维护操作规程,为师生使用实验设备提供指引,避免不必要的设备损坏或者器材浪费。其四,实验室专职管理人员通过平台能够录入和更新实验室的仪器设备及其操作规程、可预约时间等信息,能够录入各类实验耗材的数量、种类,实时了解所属实验室、实验设备的使用状态和使用记录,实时高效地进行实验室的管理、开放和共享。
4.4 完善激励机制,提高师生积极性
实验室开放制度能够落到实处,积极参与开放项目实施的师生不可或缺,实验室开放制度的实施能够取得成效,关键还在于提高参与其中的“人”的主观能动性。学校要适当给教师和学生一定的激励措施,激发师生参与实验室开放共享的热情,才能将实验室开放落到实处,取得应有的成效。[8]
就对教师的激励而言,唯有将实验室开放项目的工作成果落到绩效考核上,才能够真正提高指导老师的积极性。对此,建议学校建立可量化的实验室开放评价体系、优化学校职称评审办法,通过补贴课时或者计算科研教研业绩等实验室开放工作量化方式提高参与老师的工作积极性。
就学生而言,一方面,通过优化创新学分认定和互换制度,提高学生参与实验室开放,参与学科竞赛、科研创新的积极性。另一方面,要突出结果考核,优化个体评价,对于积极参与实验室开放项目并考核优秀的学生,在评先评优、奖学金评定、研究生推荐方面给予一定的倾斜,激励学生更加积极主动地投入到实验室开放项目中,切实提升其科研创新能力。
此外,鉴于当前经费不足导致实验室开放受阻的现状,建议增加实验室开放项目经费支持,每一个实验室开放项目的经费除了能够解决基本的耗材消耗问题外,还能够为项目参与师生取得项目成果提供论文版面费、专利申请费等经费支持,解决师生参与实验室开放项目实施的后顾之忧。
4.5 建设专职实验室管理队伍,健全实验室队伍管理与考核体系
专职实验管理人员是实验室开放运行的人员保障。针对专职实验室管理人员不足的现状,首先,学校应当建立一支稳定专业的实验室管理队伍:每个学院都应有专职人员负责学院实验室的管理、实验设备的测试、维护等工作。同时也可以提供一些勤工助学岗位,聘请一些有经验的学生,辅助实验室管理人员管理实验室,这样既加强了实验室管理力量,又能够给有需要的学生提供勤工助学的机会。
其次,建立一套独立的实验室专职管理人员考核激励机制:一方面,明确专职管理人员参与开放工作工作量的计算标准,并进行绩效奖励。另一方面,为实验室专职管理人员制定合理的能力提升和发展规划,既为实验室专职管理人员的职业发展提供制度保障,也能够不断提升实验室管理队伍水平以适应研究性教学改革的需求。通过多维激励机制,切实提高专职管理人员进行实验室开放工作管理的积极性。
最后,适时为实验室管理人员提供专门的学习培训机会。通过专业系统的培训,提高实验室管理队伍的技术水平和管理水平,促使其能够更加合理、高效地管理实验室,做好实验室开放项目实施的保障工作。