构建开放实验体系，培养创新型人才

李莉莉，冯燕尔

（浙江海洋学院机电工程学院，浙江舟山 316000）

实验室是从事教学、科学研究和社会服务的重要基地,实验教学是高等教育的重要一环，特别是理工科专业，能有效提高学生的专业理论水平、实践动手能力和独立解决问题的能力等，是培养创新型人才的一个重要途径[1]。利用实验室现有软硬件资源，以开放实验的形式进行教学，以学生为中心，让学生变被动为主动，教师对学生提供指导，不但能提高学生的专业素质，而且能激发学生的创新意识、培养学生的创新思维和提高学生的创新能力。

1 开放实验在创新型人才培养中的重要作用

21世纪国家的竞争就是人才的竞争，而缺少创新型人才是制约我国国际竞争能力的主要因素之一。《中华人民共和国高等教育法》明确规定，高等教育的基本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才[2]。实践是人类创新活动的重要一环，实践活动既是创新的试验场，又是创新的检验场[3]，因而构筑具有创新氛围的实践环境和系统，对于培养创新人才有着至关重要的作用。实验室是高等教育中最重要和最基本的实践场所，是创新型人才培养的重要基地。实验教学是学生科技创新的主要途径之一，而开放实验完全满足创新人才培养模式的特点[4]。培养具有创新意识、创新思维和创新能力的创新型人才必须放开他们的手脚，发挥主观能动性，开展一些具有创新意义的实践活动，开放实验是其中最重要的一项。因此，开展开放实验是创新型人才培养的必然选择。

一般意义上的高校实验教学是指以固定的学时列入教学计划并以教学计划为准以常规实验课的形式进行的教学活动，常规的实验一般从属于理论课程，教学时间地点固定，以学生的平均水平为依据制定的实验项目内容单一，验证性居多，不利于学生个性的发展和创新能力的培养，开放实验可以弥补常规实验的不足。广义的开放实验有多种形式：实验（综合性实验、设计性实验等）、科技活动、科研活动、学科竞赛训练等[5]，多样的开放实验训练可帮助学生打破思维定势，拓展思路，培养意识和创新思维，提高学生的创新能力，因此开放实验是实验教学的一个极其重要的改革方向，是创新型人才培养中的重要一环。

2 开放实验的基本要求及存在困难

开放实验的最基本要求就是保证学生根据自己的情况选择时间去进行不同的实验，实验室开放是开放实验的重要基础，实验项目的开放是其关键[5]。细化开放实验的要求，从指导老师的角度来说，要拟订不同难度的实验题目，并给与学生相应的指导或者为学生自己拟定的实验项目把关并提供指导；从学生的角度来看，要根据自己的学习情况和能力水平选择或拟定题目，查找资料，设计实验方案，并完成实验；从实验室管理者的角度，要做好在保障常规实验的基础上时间的调整、仪器设备的保障和管理等等。开放实验作为一种崭新的教育模式，在实际运作中存在的困难主要包括以下几点：

（1）开放实验在教学中的定位模糊，对参与各方的考核和业绩评价机制不健全；

（2）在实验对象方面来看，学生素质良莠不齐，部分学生对实验的重要性认识不够，参与开放实验的热情不高；

（3）从实验指导者方面来看，队伍不稳定，素质不够高；

（4）从实验室管理者角度看，开放实验流动性大，实验室的安全与管理要求高、难度大；

（5）开放实验对软硬件资源有特定要求，需要额外的资金保障。

要大力开展开放实验就必须逐一解决以上的问题，从解决思想问题入手，逐步构建并完善开实验教学体系。

3 构建开放实验体系，培养创新型人才

在对开放实验建立在较高的定位的基础上，为培养创新型人才，构建相对完善的开放实验体系，首先要保证实验室的充分开放，包括从时间上、空间上的开放，从软硬件资源上加以保障，对实验对象进行分层次有重点的培养；其次要建立一支稳定的具有强烈创新意识的素质过硬的实验指导队伍，加强其业务能力的培养；再次，以学生为中心，设计开发出具有创新意义的合理规范的开放实验项目是开放实验的关键；最后，建立有效的开放实验管理机制是开放实验的保证。

3.1 开放实验的定位问题

开放实验是能有效培养学生创新意识、创新思维和创新能力的一种实践活动，以较高的代价和成本来提高学生素质，开展和推广的难度和复杂度很高，较高的定位可以转化为推进动力。从学校层面，应大力鼓励开放实验的开展，制度上给予保障，资金上提供保证，如建立专项资金，开放实验的成绩成果可作为实验对象的学分成绩，作为指导者的教学业绩或换算成工作量，对于特别优秀的成果给与额外奖励等。对学生来说，开放实验能提高自身的实践能力和创新能力，提升自己升学入职的资本，应积极参与，踊跃报名；对指导人员来说，可促进自己业务水平的提高（教学水平、科研水平、实验管理水平、创新能力等），增加评级评优的砝码等。总之，只有对开放实验重视起来，确定并提高其在教学中的地位，才能促进其进一步的开展和推广，发挥其应有的作用。

3.2 保证实验室的充分开放是开放实验的基础

3.2.1 时空上充分开放

理想的开放实验要求时间完全自由选择，根据需要实验室设备任意使用，这对实验室软硬件的要求很高，不利于设备的维修和保养，也给实验室的管理带来较大的压力。对于以教学为主的实验室，为保证其稳定开展开放实验，需要对开放时间进行一定的规划。从日常运行时间上来看，除去常规实验的时间，主要分三部分：周一到周五的上午（常规实验较少，记为时段Ⅰ，采用完全开放的形式）、周一到周五的下午和晚上（常规实验较多，记为时段Ⅱ，采用偶然/预约开放的形式）和周六周日全天（常规实验集中在几周之内，记为时段Ⅲ，采用预约/完全开放的形式）。空间场所方面，颗粒度由大到小可分为所有实验室、单个实验室（教学实验室、科研实验室）、个别实验设备（科研型设备、教学型设备），空间的开放可以是全部开放或部分开放。教学实验室以教学为主，配置了大量常见的基础的专业设备，在不影响教学的前提下，可根据实际情况采用不同的开放形式。科研实验室为师生的科研科技活动提供了专业的软硬件支持，实验设备相对先进和昂贵，应保证在适当人群中的完全开放，比如教师和有科研任务的学生。设备的借出也可作为一种开放，但从保证常规教学和鼓励科研的角度出发，应严格控制教学型设备的借出和适当放开科研型设备的借出。

3.2.2 软硬件保障

实验室提供的软件资源包括通用专业应用软件、厂家提供的实验配套软件、自主研发的软件工具、实验室人员的系列研究成果以及各种专业资料包等，对于没有版权要求的部分，学生可自由下载，其他的则保证在相应实验室内自由使用。实验室的硬件主要指固定设备、耗材和家具等。实验室硬件的购置有着严格的规划和审批过程，即使有专项基金的保障，为开放实验额外添置较多的固定设备和家具也是不现实的，所以要做好仪器设备频繁使用后的维修保养工作，同时做好耗材的更新和回收工作，尽量节约成本，减少浪费。

3.2.3 实验对象的细致区分

开放实验以学生为中心，对实验对象要细致区分。对于大一学生，需要适应新的大学生活，理论学习以基础为主，接触专业知识较少，主要进行创新知识与思维方法的训练，可进入开放实验课堂参观，有个初步的了解。对于大二以上的学生，鼓励他们进实验室开展开放实验，可分为下面几类：①本专业基础较好，参与学科竞赛和科技科研活动的学生，是开放实验培养的重点对象，给予最高的开放权限；②本专业基础一般，希望提高自己专业水平和动手能力的学生，给予的开放权限次之；③其他相关专业希望学习该专业知识的部分学生，给予一定的开放，可促进学科交叉的发展。

3.3 建立稳定的高素质的指导队伍是开放实验质量的保证

开放实验的指导队伍应该具备如下的素质：①扎实的基础知识和丰富的专业理论知识；②较强的创新意识和创新能力；③较强的实际工作能力和技术攻关能力④优良的品德、踏实的工作作风、奉献精神和认真负责的工作态度。只有高素质的指导队伍才能保证开放实验的高质量完成。开放实验的指导队伍主要由理论教师、专业实验教师、实验技术人员和实验管理人员组成，在科研型大学部分研究生也参与开放实验的指导。理论教师开展工作多且杂，往往不能保证指导工作的连贯性。由于实验室工作长期存在的一些弊端，专业实验教师、实验技术人员和管理人员流动性大，学历层次低，专业素质相对偏低。因此，建立稳定的高素质的开放实验的指导队伍非常重要，应根据业务能力和知识水平选择一批具有奉献精神、较强创新意识且业务能力强且岗位齐全的人员编设为一个固定的指导团队，同时注意加强开放实验指导人员的业务水平的提高，如开展再教育、进行岗位培训、吸收高层次人才入实验室等[6]，只有这样才能保证相关知识的积累和指导水平的稳步提高。

3.4 开发合理规范的开放实验项目是开放实验的关键

要保证开放实验高效的开出，开发合理规范的开放实验项目是关键。开放实验项目的提出者可以是开放实验参与者中的任意一方，可以是指导教师设计制定的，也可以是学生根据兴趣爱好提出的。根据实验项目的来源，可以是归附于课程的综合性或设计性实验、科技活动的小制作、学生申请的科技创新课题、科研项目中的子题目或者为学科竞赛服务的训练项目等。

3.4.1 综合性或设计性实验

实验教学计划是根据专业人才培养目标制定，是组织实验教学活动的基本依据，实验室的建设和设备的购置主要是为实验教学计划服务，实验的开展必须围绕着实验教学计划展开。开放的实验教学可以为那些不能在常规实验教学内完成的实验项目服务，比如电信专业的高频电子线路课程实验中，综合性的“接收（发送）部分的联试实验”没有6个学时根本无法完成，而综合设计实验对于创新能力培养的意义远大于常规的验证性实验，用开放实验的形式可以很好地实现它。综合设计性实验内容上必须做好与原有常规实验体系的传承和衔接，要具有良好的互补性、形式上应更加灵活、深度上应具有更佳的层次性，根据学生的学习能力和掌握程度，量体裁衣。开放实验教学可以不在实验教学计划之列，但应该为其服务。每学期初，实验室将综合设计性实验项目公布出来由学生选择，学生根据题目要求自行设计方案制作或操作完成。开放实验的考核成绩应以就高原则覆盖常规实验成绩或以其他形式在学生的成绩考核中体现。综合性设计性实验没有“标准答案”，有利于学生自主学习和个性化发展，指导老师在此过程中应有意识培养学生的创新意识和创新思维，并注意发现发掘创新能力突出的学生，进行重点培养。

3.4.2 科技科研活动

大学生参加的各种科技创新活动和科研活动是开放实验项目的一个重要来源。各大高校都设立了各种科技创新基金，鼓励学生申报科技创新课题，并开展了各种各样的科技创新活动。在我校的“科技文化月”等科技活动中，学生根据自己的兴趣自行拟定题目，自己联系指导老师和实验室，完成各种科技小制作，学校进行评比奖励。作为开放实验的一种形式，学生占主导地位，指导老师协助完善设计方案并给予一定的技术指导，起辅助作用。学生可以申请各种省市级以及校级学生科技创新项目，从查阅资料、题目申报、项目开展、发表论文、项目结题一手完成，在困难中锻炼其解决问题的能力，培养其勇于创新永不言败的精神和良好的学术习惯，提高其论文写作能力，还为进一步开展科研打下基础。科研是高校的一个基本功能，是高校教师的主要工作任务之一，老师可以把自己科研中一些子项目分配给有兴趣有能力的学生来完成，学生在与老师的指导与合作中提高自己的创新能力，往往能够事半功倍。

3.4.3 学科竞赛训练

高校一般都非常重视参与学科竞赛，比如电子类有全国电子设计大赛、飞思卡尔车模大赛等，学科竞赛训练内容丰富且深入，培训周期较长，可视为一种开放实验形式。指导教师根据需要制定培训计划，设计训练项目，项目内容由浅入深，由基础到专业，学生根据老师指定的项目要求进行训练。这种开放实验要求实验室完全开放，对实验指导人员的业务素养要求最高，对学生的专业培养最系统，最有利于深入挖掘学生的创新潜力。

3.5 建立有效的管理机制是开放实验的保证

3.5.1 建立完善开放实验教学档案和仪器设备管理制度

开放实验教学管理机制的建立是开放实验平稳有序进行的保证，建立完善开放实验教学档案和仪器设备管理制度是最基本的要求。在原有实验室管理制度的基础上，根据开放实验的特点，制定开放实验文件档案制度、开放实验学生实验守则、开放实验指导人员工作职责、开放实验登记管理办法、开放实验物质管理制度、开放实验仪器设备损坏、丢失赔偿办法、开放实验安全管理办法等。

3.5.2 加强信息化管理

购置或开发开放实验网上教学管理平台，加强开放实验的信息化管理，实现题目网上申报、学生网上选题、网上预约登记、网上提交报告。实验室给每个参与开放实验的人员发放电子卡，卡内已输入人员信息和参与实验信息，实验人员按照要求进行操作。每学期末对相应数据库进行汇总分析，对效果不好的实验项目进行调整。同时注意定期对网上信息进行纸质文档备份。

3.5.3 “全员”参与和导师负责制

开放实验形式多样，为便于管理，应在在实验室开放管理的基础上把重点移到对开放实验项目的管理上。除了实验室管理人员以外，每个环节还需要参与实验的教师、实验技术人员和学生共同参与。要做好开放实验的管理，首先需要所有参与人员（“全员”）具有高度的责任心，爱护仪器设备。使用前做好检查测试，使用中严格按照操作规定使用,注意观察，发现问题立即关闭电源做好保护，使用结束恢复原状。要严格杜绝野蛮操作、乱拿乱放、甚至将实验室器材偷偷带出去的现象，一旦发现严惩不贷，并剥夺其进行开放实验的资格。开放实验的管理采用导师负责制。指导老师不但对实验项目的内容进行把关，对实验方法和技术提供指导，还应对实验的安全与管理负责，因此在开放实验申请通过时，学院就与指导老师签订开放实验安全管理责任状，由指导老师督促学生进行安全操作、进行设备使用登记等。鼓励学生参与管理，培养学生的主人翁意识。各个开放实验项目指定一个责任心强的学生管理助理，指导老师提供管理指导，学生进行操作，如清点设备、检查核实使用登记表、检查检测实验设备的工作状况等，学生在参与管理的过程中，可进一步熟悉实验设备，提高工作能力。

总之，正视开放实验对创新型人才培养的重要作用，构建一个全面高效的开放实验教学体系，在各方面的不懈努力下，在开放实验的不断开展中，开放实验体系逐步取得完善，而开放实验的各项成果又将提高和巩固其在高等教育中的地位，并推动其进一步发展。

[1]孙晓燕，刘正堂.建立实验室开放平台培养学生的创新精神与实践能力[J].实验室研究与探索,2006,25(4):489-491.

[2]中华人民共和国教育部高等教育司和高等学校实验室工作研究会.高等学校实验室工作规章制度选编[M].北京：中国铁道出版社，2002.

[3]万 琼.高校创新人才培养影响因素及其优化[D].北京：南京航空航天大学，2008.

[4]娄保东.构建有效提升大学生创新能力的训练体系[J].实验技术与管理,2008,25(4):35-37.

[5]张雅君,周 宇,韩 英,等.建立实验室开放平台培养学生的创新精神与实践能力[J].实验技术与管理,2008,25(2):24-26.

[6]卢常伟,李 岩,刘陵顺.实验技术人员综合素质培养的研究[J].实验技术与管理,2008,25(4):16-18.