高校数学实验室开放运行机制的实践研究

戴厚平 宋 艺

(1.吉首大学 数学与统计学院，湖南 吉首 416000；2.长沙民政职业技术学院，湖南 长沙 410004)

实验室实行开放运行机制是对开放教育理念的一种具体实践，是坚持以学生为中心教学模式在实践教学中的集中体现。我国教育教学长期以来存在重理论、轻实践的弊端，其“从听中学”的教学模式与国外“从做中学”相比，存在明显差距[1]。近些年来，我国逐渐认识到这个问题，并把加强实践教学上升过国家战略层面的高度，提出了一系列政策方针，指导实验教学的改革和发展，教育部2007年颁布的《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中提出重视本科教学的实验环节，加快各类实验室开放运行进程。在这个背景下，许多高校通过一系列改革和尝试，取得了一定的效果，在一定程度上提高了实验教学质量和水平，但由于高校规模的扩大、实验经费有限、管理体制等一系列因素的影响，实验室的开放运行机制未能完全实现，在一定程度上制约了实验教学的改革与发展[2]。

本文以我校数学实验室为研究对象，对开放运行机制在数学实验室中的应用做了具体实践研究。

1 实验室开放运行机制存在的问题

分析目前实验室开放运行机制的现状，各个高校在不断改善软硬件环境的过程中，逐步推进实验室开放运行的进程，总体来说是向前发展的，但由于起步较晚，目前仍处于探索阶段，所以还存在如下几个方面的问题：

1.1 意识层面

没有把握实验室开放的真正内涵，许多高校认为实验教学认为是课堂教学的简单延伸或是理论课程的附属品，而没有认识到开放实验室是充分发挥资源效能、培养学生创新能力的优良平台。在这种意识的作用下，导致了实验教学重视不够、投入不足等问题，老师和学生的积极性都没能充分调动起来，使得实验室的开放运行成为一场空谈。

1.2 开放形式

开放形式单一，只是在正常教学活动外的进行定时开放，不够灵活；同时，没有具体的开放项目，缺乏针对性的指导和规范化的管理。

1.3 是管理层

资源配置不够合理，信息化管理程度较低，各实验项目之间不够协调，共享率低；开放内容和时间不能满足学生个性化需求，环境建设也无法尽如人意。

在这些因素的影响下，实验室的开放运行成效低，其对高校整体教学质量水平，乃至为社会培养创新型人才等都产生了不利影响。所以，必须进行一系列改革，建立适合高校特色的实验室开放机制。

2 数理实验室开放运行机制

作为一门演绎科学，数学实验虽然没有主导作用，但在数学的研究和学习中仍然具有重要地位。数学实验主要是利用作图软件、模型、实物等工具解决数学问题，例如探究数学理论、验证数学猜想[3]。数学实验室需要的主要设备为高性能计算机和数学软件。数学与其他科学的不同，促使数学实验室的开放运行机制也不尽相同，本文从顶层设计、开放模式和管理模式三个方面来阐述。

2.1 顶层设计

首先，要明确实验室开放的实质。开放不是简单的开门，还需要把握两个重要环节，一是指导，二是管理。开放实验室是实现资源共享、提高资源利用率的有效途径，通过开放，能促进实验室的规范管理，促进实验室建设；能培养和提高学生的实践能力、创新能力等科研素养；能促进实践教学改革，提高实验教学质量，提高教师队伍的整体水平[4]。

2.2 开放模式

数学实验室的开放模式包括实验教学开放、科技创新开放、科学研究开放、对外服务开放等几个方面。

2.2.1 实验教学开放

根据人才培养需求，以培养学生分析-解决问题能力、创新能力、独立思考能力、团队协作能力等一系列素养为目标，将教学内容分解为相互独立的实验项目，并提供中期检查、结果评定以及疑问解答等服务；同时，设置不拘泥于教学内容的课外实验项目，注重实验内容的多元化，满足各个层次学生的实验需求。

2.2.2 科技创新开放

由学生个体或学生社团，根据自身需求自拟题目，在导师的引导下选题、数据收集、数据分析和研究报告撰写等过程。科技创新开放为学生提供了相对宽松和自主的科研环境，不仅让学生更熟练地掌握实验方法和技巧，而且加深他们对科学研究的理解，培养学生的创新性思维和能力。

2.2.3 科学研究开放

在教师进行科研项目时，除研究生外，还吸收理论基础扎实和具备一定科研能力的高年级学生成员，分解一系列子项目在老师和研究生的指导下独立完成。这样一方面可以激发学生潜能和学习欲望，另一方面也减轻了教师负担。

2.2.4 对外服务开放

适当对社会开放，提高辐射服务能力，在全校乃至校外开展各类培训工作，更有效地利用实验室内资源配置，例如数学建模培训、职业技能培训、教师信息技术培训等等。

2.3 管理模式

在实验室开放运行过程中进行组织、结构、机制等方面的管理创新。

（1）是在组织上的创新。提出基于自组织的三位一体的组织结构，即以学生为主导，教师为引导，研究生参与辅导的运行机制，充分利用现有人力资源参与实验教学活动。

（2）是在资源上的创新。首先要加强数字资源建设，购买Mathematica、Maple、Matlab等数学软件平台；其次要注重资源的管理，做好服务器、数据等软硬件的运维工作；最后，要提高资源共享的深度和广度，积极与其它院系和其它高校合作，这也是体现实验室开放性的重要方面。

（3）是在机制上的创新。经过广泛调研和充分论证，构建服务规范流程和管理办法；建立激励机制，对于实验教学活动提供一定经费支持，对于创新性实验获得的成果给予奖励。

3 开放运行机制应用效果

自从实验室实施开放运行机制以来，提高了开放程度，完善了各项对外教学服务措施，满足校内外本科生、硕士生和进修教师的实验需求，取得了良好的应用效果，具体表现在以下几个方面：

3.1 提高了资源的利用率

实行开放运行机制的半年时间以来，数理实验室完成实验机时48000小时，接纳实验人数29000人次，同比分别增长35.6%和39.4%。

3.2 提高了学生学习能力

巩固了课堂知识、提高了学生的科研素养、创新能力、综合能力。以数学建模为例，实施开放运行机制后，我校共取得了十余次省级和国家级奖项。

3.3 提高了教师积极性

对实验教学的重视，实施的激励措施以及指导学生取得成绩带来的自豪感，提高了实验教师的积极性。

4 结语

开放教育是高等学校进行实现素质教育的最终选择，是知识经济时代对我国高等教育提出的新要求。实验室开放改变了传统的实验教学模式，是实现素质教育目标的重要途径。事实证明，实验室的管理体系和运行机制直接影响其作用和效能的发挥，只有开放运行才能充分发挥效益，只有不断改革和实践开放运行机制，才能不断提高教学质量水平。将实验教学改革纳入学校教学改革中去。

［1］江捷.感悟英国高校多元化的教学方法[J].实验技术与管理，2009，26（2）：175-177.

［2］胡文花，向志军.实验室开放管理的理论内涵[J].商情，2011（17）.

［3］谢治州，罗晓宾，罗琼.国内高校数学实验教学的现状分析与研究[J].教育与职业，2012(26)：113-114.

［4］黄嘉豫.对理工科大学物理实验室改革的建议[J].西安交通大学学报，1979（2）：133-140.