高校开放实验室的建设路径研究

薛 峰, 马 骥

(1. 常州大学 学生工作处, 江苏 常州 213164; 2. 常州大学 基础物理实验中心, 江苏 常州 213164)



高校开放实验室的建设路径研究

薛 峰1, 马 骥2

(1. 常州大学 学生工作处, 江苏 常州 213164; 2. 常州大学 基础物理实验中心, 江苏 常州 213164)

高校实验室在人才培养、科学研究和社会服务等方面起着重要作用。该文简要地分析了实验室开放的意义和价值,分别从制度建立、强化培训、机构设立、平台优化、师资培养、考核配套以及学生吸引等角度,探讨高校实验室的开放与建设,进一步提升高校实验室的服务面向,增加其服务内容,使高校实验室的功能最大化。

开放实验室； 建设路径； 人才培养； 社会服务

高校实验室是各类专业人才培养和训练、科学研究项目验证和探索、社会服务内容实现和达成的重要场所,在整个高校的教育教学、科学探索、培训培养环节中占据着重要地位[1-3]。高校实验室是开展实验教学的主要场所,实验教学是对课程理论教学的深化和验证；理论知识内化、升华和发展的重要环节,实验教学的重要性和意义更加突现。随着经济社会的快速发展,用人单位对高校培养的人才提出了更高的要求和标准,需要毕业生具备扎实的理论知识、熟练掌握操作技能、拥有踏实肯干、吃苦耐劳的意志品质。为了适应这一人才培养需求的变化,高校要因势利导、主动创新、大胆变革,加大对学生的动手能力的培养和训练。在教育部颁布的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件中就提出,学校的各类实验室要对本科生开放,加强统筹建设和科学管理,实现资源共享,提高使用效率。在工程教育专业认证中,就对学生的培养目标、培养方案、课程设置、培养计划均有要求,并且要求高校提供明确的、可计算的量化指标,真正实现定量化的评估[4]。相关政策以及认证标准均对学生的实践能力培养提出了较高的要求,督促高校加快实验室开放的步伐,提升高校实验室开放的服务面向和服务内容。

1 实验室开放的意义及价值

实验室开放是实验教学模式的创新举措,也是实验室功能进一步拓展和延伸的重要体现。实验室通过深入挖掘和有效整合现有实验教育资源,进一步提升实验室的软硬件的承载力,让理论教学和实践操作相互协调、有机配合,逐步打造出一个学生自主学习、自我管理的新型实验教学模式。实验室对外开放,鼓励、引导和支持本科生进实验室,一方面是让实验室教育资源得到充分利用,使其教育资源效益得以发挥；另一方面是给予学生自主发挥、自我创新的平台和空间,使学生的科学素养和创新能力得到培养和锻炼,为新型的创新创业人才培养奠定基础。下面以我校省级实验教学示范中心的基础物理实验中心为例(以下简称“物理实验中心”),介绍一下在这方面进行的探讨与实践。

1.1 激发自主学习兴趣

实验室开放给大学生的学习创造了一个自主学习、自我管理的空间,学生可以验证教师讲解的知识点和相关理论,也可以重现一些经典的实验,还可以按照自己的设想进行探索实验,更可以大胆地怀疑,对某些实验结果证伪[5]。在整个实验过程中,学生享有充分的自主权,在查阅大量相关文献资料的基础上,主动思考、大胆设计,可以根据实验者的需要进行调整和转换,让学生的掌控欲和求知欲得到满足。如果实验过程取得了成果,这又可以提升学生的成就感,从而进一步激发学生的自主学习的兴趣。物理实验中心于2015年在其相关网站上开设了实验预习系统和仿真模拟系统。使得学生在未进实验室前先有了比较直观的概念。学生可以通过做选择题的方式来完成课前的预习工作,更是能够通过对该实验的仿真模拟来加深他们的求知欲和掌控欲。其点击率与学习人数比接近2.8∶1。

1.2 培养实践创新能力

在传统实验教学过程中,所有的学生完成一整套的规定实验教学流程,很容易让实验能力较弱的学生“吃不了”,而实验能力强的学生“吃不饱”,不利于所有学生的全面发展,也不利于优秀学生的个性化培养[6-7]。而在开放实验室中,实验能力较弱的学生则可以加强对基础实验的学习和演练,从而巩固自己的实验基础,为下一步的实验项目推进奠定基础。实验能力强的学生可以开展更深层次的实验探索和实验训练,通过实验方案的规划和设计,实验设备的调试和操作,实验方法的探索和实践,实验数据的采集和分析,突发状况的应对和处理等方面的学习和训练,进一步强化和提升他们的实践创新能力,从而为将来的科学研究打下良好的实验基础[8]。物理实验中心除了正常开设的40多个普通物理实验和近代物理实验之外,每年还新增实验若干。这些新增的实验基本用于培养学生的创新能力,组织学生参加创新活动。从2001年起组织学生参加江苏省大学生“物理及物理实验科技作品”创新竞赛,获得江苏省“物理与实验科技作品”创新竞赛一等奖3项,二等奖14项,三等奖6项,同时9人次被江苏省物理学会评为优秀指导教师。

1.3 培养团队协作能力

开放实验室为广大师生提供了科学研究、科研实践的平台。学生可以利用课外时间进行学科竞赛、科技创新训练计划以及教师的科研项目等。因为现在很多科研项目都需要很多人的共同参与才能够顺利完成。这需要对整个科研项目进行科学合理地分解,以课题组的形式承接科研任务,每个人只需要完成其中的一小部分任务,通过科学的分配,有效的协作配合,进而完成整个科研项目。如果一个环节有问题,就有可能影响到下一个实验的正常开展,项目的紧密程度要求人与人之间的关系更加密切,促进学生要经常性的沟通和交流,熟悉科研进度,探讨实验过程中出现的问题,进而增强学生的团队观念、团队意识,形成强有力的团队协作能力[9]。物理实验中心拥有一支学历结构、年龄结构、职称结构较为合理的主讲教师和实验技术人员队伍,现有实验指导教师18人,专职实验技术人员5人。专任教师中高级职称8人,82%的教师具有硕士以上学位。近5年来,累计发表重要学术论文近200多篇,其中SCI收录、EI收录120多篇,出版学术专著4部。主持、参与国家自然科学基金等国家级项目10多项、省部级、市厅级项目20多项。申请专利13项,已授权专利8项,已公开专利5项。教师发表论文获常州市优秀科技论文奖一等奖1篇,二等奖1篇,三等奖1篇。3名教师被评为江苏省普通高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师。

1.4 提高实验室利用率

一般情况下,日常实验教学任务不可能全天候、满负荷地开展,实验室还有大量的时间是空闲的；实验室不开展科学实验,导致实验室的利用率不高,实验室资源的无形流失以及仪器设备的固定资产折旧较为严重。尤其是科学技术的日新月异,先进仪器设备的更新换代速度加快,如果不加以充分开发利用,此类损耗难以估计,容易导致国有资产的无形流失和浪费。实验室开放可以为广大师生提供更多尝试科学研究的机会,鼓励更多的师生走进实验室,进行科学研究和科学探索,让更多的实验仪器设备运转起来,推进实验室资源的有效利用,进而提升实验室利用率。作为省级物理实验教学示范中心及常州市中学物理科普基地,多年以来平均每年接待近3 000人次的参观学习和实践。

1.5 促进实验教学改革

传统的实践教学大多进行演示性或验证性实验,对教师和学生来说,他们只需要在实验原理、实验目的、实验方法、操作步骤等序列的指引下进行演示和操作即可,这种实验教学模式阻碍了学生进行深层次实验探索和科学发现,不利于培养学生的科学思维。而在开放实验室里,实验教学模式得到根本性的改变,教师不再被课本牵着走,学生不再被教师牵着走,实验是以学科竞争、科技创新训练计划以及科研项目来开展,实验的目的性和针对性更加明确,实验过程更加灵活多变,这就要求教师要不断充实和完善自己的知识储备,提升自己的科研能力和科研水平,充分利用和挖掘现有实验室资源,并将教师自己的科研项目成果转化到实验教学中来,开展探索性实验和开创性实验,进一步完善实验教学模式,增加实验教学项目,扩充实验教学内容,丰富实验教学方法,推进实验教学改革向前发展[10]。

2 开放实验室的建设思路

加快和推进实验室开放,需要在制度建立、强化培训、机构设立、平台优化、师资培养、考核配套以及吸引学生等方面加强建设和优化,进一步提升各个模块的协同配合能力,推进开放实验室的高效运转。

秀容月明看着飞向天空的虫子，长长吐了口气，似对纠结已久的事情终于有了决断，仰起头，将杯中酒一饮而尽，道声谢，起身就走。

2.1 出台相关管理制度

没有规矩不成方圆,没有制度的规范和引导,开放实验室的运行和管理将会是一盘散沙,一团糟。高校实验室管理部门在广泛征求意见以及学习借鉴国内外其他高校开放实验室的成功经验的基础上,出台“开放性实验室管理办法”“开放实验室规则”“开放实验室学生实验守则”“开放实验室实验材料、低值品、易耗品使用管理办法”“开放实验室安全事故应急处理办法”“大学生开放与创新性实验项目实施办法”“开放实验室安全卫生管理规定”等一系列管理规章和管理制度,全面衡量和评估各类实验室管理过程中可能出现的相关问题,提供相应的处置办法和解决方案,确保所有开放实验室管理和运行过程中有法可依、有章可循[11]。

2.2 实施考核准入制度

开放实验室的管理和建设要借鉴国外开放实验室的管理经验,对所有进入实验室的师生进行考核,实现开放实验室考核准入制度。所有师生均需要学习开放实验室的各项规章制度,实验仪器设备的基本操作流程以及注意事项,实验药品(试剂)的储存和使用,突发安全事故的应急处理等内容,各实验中心组织考试,为了提升考试的效率,建立实验室考试题库,以上机考试的方式进行。只有考试合格者,才发放合格证书,准予进入开放实验室,无合格证书者一律不得进入。

2.3 设立组织管理机构

实验室开放需要一个组织或机构来管理运行,学校应该成立开放实验室管理委员会,委员会成员由分管教学工作的副校长、二级学院教学院长、各实验中心主任、实验中心工作人员共同组成。该委员会要全面负责开放实验室的顶层设计、相关管理制度的制定、修订与发布、实验项目的规划和管理以及与学校学院其他部门的组织协调工作。开放实验室的运行则由各实验中心、专业实验室的工作人员全面管理,并对各工作人员的权责利进行明确划分和规定,确保实验室开放过程中,所有的事有人干,所有的事能干好。

2.4 构建信息化管理服务平台

2.5 加强实验室队伍建设

开放实验室就算有完善的规章制度、高精尖的仪器设备,但没有人去执行规章制度,去操作和维护仪器设备,那这种实验室的开放也只能停留在美好的愿景之中,并不具有实际意义。所以打造一支学缘结构合理、工程背景深厚、实践教学能力强、老中青梯队适当、工作热情高的实验室师资队伍至关重要[12]。他们是提升实验室开放的层次、拓展实验室开放宽度、挖掘实验室开放的深度的重要保障因素。为了真正有效地推进实验室师资队伍建设,学校应该建立集“实践教学学科带头人+企业导师+实验管理人员+实验课程教师”的实验教师团队。以“走出去”和“引进来”的方式,不断提升实验教师的能力和水平。所谓“走出去”就是鼓励引导支持实验教师进行学历提升,攻读博士学位。积极为他们创设机会,到国内外知名企业的技术研发中心、其他高校或科研院所的重点实验室进行兼职或挂职锻炼,学习和借鉴它们的先进管理理念和具体做法,然后运用到自己的实际工作中来。所谓“引进来”就是将有着丰富实践经验的企业专家吸引到实验教学队伍中,以兼职、“柔性引进”或全职加盟的方式来优化和充实实验室师资队伍,同时鼓励科学素质较高、能力素质较强的博士从事实验室教学管理工作,不断提升实验室教师队伍的学历层次和研究水平。

2.6 建立科学合理的考核评价体系

为激励教师从事实验室工作,必须建立科学合理的考核评价体系,高校要在职称评定、岗位晋升、评奖评优、福利待遇等方面进行改进和提升。原来的职称评审序列中,实验师的高级职称只有高级实验师(其职称级别只相当于其他专任教师的副高职称),就算教师有强烈的上进心、业务能力强、教学效果好,再进一步已不可能,因为已经没有更高职称可以晋升了,很容易出现“天花板”效应,让教师丧失进一步提升自我的愿望和动力。况且高校教师的薪资待遇是与其职称直接挂钩,职称级别越高,其收入水平也越高；反之,则低。在这种情况下,可以借鉴工程师系列的职称评审体系,考虑设立教授级高级实验师,其薪资待遇与其他系列的教授持平,让实验室的教师有动力、有希望、有奔头。国内高校中,浙江大学率先推行了教授级高级实验师,并取得了很好的激励效果,值得国内其他高校学习和借鉴。开放实验室意味着实验室教师的工作量、工作负荷的增加,需要他们牺牲课外时间(正常下班后,甚至于周末都需要值班),这需要对实验室教师的工作付出进行量化评估,给予教师一定的教学工作量补贴,在岗位聘任、职务晋升、评奖评优等过程中,要优先考虑实验室教师贡献度,通过开展先进实验室集体、先进实验教师个人的评审活动,让表现出色的实验室和实验教师获得相应荣誉,以精神激励和物质奖励相结合的方式,让他们感受到尊重和认可,在实验室岗位同样可以创造价值,实现自身发展目标。

2.7 建立学生引导机制

开放实验室的建立,最主要的目的应该是吸引广大师生进入实验室,进行科学实验和科研探索,提升学生的实践创新能力和创新素质。每个人都会有害怕失败和畏难情绪的心理特点,对此,高校应该建立渐进式分层次的开放实验教学模式。一方面要根据学生培养方案、专业达成目标以及学生的学习规律和学习习惯,对不同年级学生进行差异化教育培养。低级阶段(主要指大一到大二上学期这段时间),借助新生入学教育、专业思想教育等方式和手段,带领学生到实验室参观学习,让学生对实验室的功能和作用有一定的认识和了解。尤其是要利用好基础实验课,通过开展验证性基础实验以及较低水平的设计性实验,让学生全面了解实验目的、实验方法、操作流程、注意事项等,并且要掌握基本的实验操作技能；中级阶段(主要指大二下学期到大三上学期这段时间),通过专业实验课程、学科竞赛、大学生创新训练计划、课程设计等途径,推行设计型和综合型的实验项目,进一步提升学生自主设计实验的能力和水平；高级阶段(主要指大三下学期到大四学年这段时间),引导学生参与到教师课题组,通过承担具体的科学实验,强化学生的实践创新能力。这种由低到高、由易及难的实验教学模式符合学生的认知规律,可以较好地解决其畏难情绪,况且阶段性成果的获得,也有助于提升其自信心和成就感。另一方面启动学分激励计划。学校在制订各专业培养方案时(尤其是理工科专业),要设定相应的创新学分要求,若要顺利完成学业,每位学生都需要参加创新创业实践活动,对参加项目(各级别学科竞赛、教师科研项目、各类精选实验课程等)的类型、级别、等级等均有相应的学分奖励标准,只要学生参与相应活动,并取得相应成果,那么学生就能够获取相应创新学分,以学分奖励制度吸引学生主动参与到科技创新活动,提高学生到开放实验室做实验的兴趣和热情。

3 结语

高校开放实验室的建设需要得到学校领导层、二级学院、实验中心、教师以及学生的全面配合,需要从体制机制、管理制度、人员配备、软硬件环境、学生激励等多个方面进行规划设计,确保开放实验室出成果、产效益,真正体现出高校实验室的意义和价值,进而推动高等教育事业向前发展。

References)

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Research on construction path for open laboratory in colleges and universities

Xue Feng1, Ma Ji2

(1. Office of Students’Affairs, Changzhou University, Changzhou 213164, China;2. Fundamental Physics Experimental Center, Changzhou University, Changzhou 213164, China)

The university laboratory plays an important role in talent cultivation, scientific research, social service, etc. This paper analyzes the significance and value of an open laboratory, and explores the opening and construction of the university laboratory from the perspective of establishing the system, strengthening the training, establishing the institution, optimizing the platform, and the teacher training, assessment supporting and the attraction of students so as to further enhance the service of the university laboratory, increase its service contents, and maximize the function of the university laboratory.

open laboratory; construction path; talent cultivation; social service

10.16791/j.cnki.sjg.2016.11.069

2016-06-22 修改日期：2016-07-08

2015年江苏高校哲学社会科学项目研究课题(2015SJB512)；2016年常州大学高职教育研究院立项课题(CDGZ2016004)

薛峰(1984—),男,江苏如东,硕士,讲师,主要从事思想政治教育、高等教育管理

E-mail：sunnyxf@sina.com

马骥,(1979—),男,江苏常州,硕士,讲师,主要研究方向为非线性光学.

E-mail：jma@cczu.edu.cn

G642

A

1002-4956(2016)11-0267-04