利用开放实验室培养创新型实验人才的探索与实践

江楠

摘要：创新型人才是我国目前发展亟需的力量。在高校实验室改革过程中建立开放实验室是必然趋势，根据本校电工电子实验中心现状，文章阐述建立开放实验室培养创新型人才的过程与步骤，经过一年多的应用，取得一定成绩，应用效果明显，前景广泛。

Abstract： The innovative talents in China is currently developing much-needed power. The establishment of open laboratory in the university laboratory reform is an inevitable trend. According to the present situation of the university of electrical and electronic experiment center， it Describes the process and steps of establishing open laboratory to cultivate innovative talents. Through a year of much application， it has achieved considerable success. The application effect is obvious and very wide.

关键词：实验室改革；开放实验室；创新型实验人才

Key words： reform of laboratory；opening laboratory；creative talents for lab

中图分类号：G424.21 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0221-03

0 引言

当前，中国国力正在不断增强，国家对人才的要求越来越高，不仅需要有基础技艺的工人，更需要具有一定创造力的高级工程师。这就要求大学工科实验室必须努力培养动手操作能力强并且具有创新精神的学生。东北石油大学电工电子实验中心是具有石油特色的电气类实验室，承担着培养石油工业及其相关专业人员进行电气操作的重任。近年来，电工电子实验中心不断尝试各项改革，以适应国家的发展需要培养各类创新型人才。

1 为培养创新人才建立开放实验室

1.1 建立开放实验室的必要性

原有的实验课程上课时间短，内容陈旧，已经跟不上时代变化。这样的教学方式极大地束缚了大学生在科学实验活动中发挥主观能动性，不利于培养学生创新精神，提高他们的实践动手能力，也无法将学校现有的教学资源充分利用。创造一个宽松、便利、能充分调动学生的学习积极性、充分发挥个人潜能的开放的实验环境，对于加强大学生的能力培养有着十分积极的作用[1]。实验室的开放要求各个实验室在完成计划内教学和科研任务的前提下，运用现有师资、仪器设备设施等资源，对学生开放，给学生提供实践学习科学研究的条件。实验室的开放，不仅能够充分利用实验资源，同时还能为学生提供自主发展和实践锻炼的空间，对于提高仪器设备利用率具有一定意义。开放实验室有利于对实验技术进行交流、融洽、协作与创新；有利于及早发现创新型人才并帮助其快速成长；有利于大学生个性的发展，加强他们的自我管理意识，提高他们的组织管理才能；有利于降低仪器设备的无形损耗，提高其利用率，加快新技术、新设备的投入使用，提高实验技术水平[2]。因此，东北石油大学电工电子实验中心建立开放实验室，让学生根据自己的时间选择实验，自主选择实验内容，最大程度上发挥他们的主观能动性。

1.2 建立开放实验室的方案与措施

有效实行开放实验室的规划建设，加强实验室管理，使其高效运行，并进行示范推广，将有利于实现学校的资源共享，提高实验室各项效益，推进实验教学内容、教学体系、教学方法和手段的革新。实验室开放有很多类型，我们根据自身特点选择，使开放实验室有明确的目标和宽泛灵活的创新机制。“开放”对于学生来说应是课余的、课外的，因此，实验内容应该是人才培养计划所规定的学时以外的，是对人才培养计划内必修实验的延续和提高，包括如综合性、设计性、创新性实验和软件开发、课件制作、网站建设等。对于实验经费的来源，本院学生可通过申请大学生创新项目的方式获得专项经费，也可以参加教师的科研项目来获得实验资助。对于教师的配备，开放性实验室的指导教师要求具有较高的理论知识与实践操作的技能，并能主动引导学生，精心修改实验设计内容。实验室其他技术人员需提供良好的实验教学服务，保证实验室常规仪器设备的完好率，提供实验教学必需的配套服务，营造一个积极向上的教学环境。

为了让学生有充分的实验时间，东北石油大学电工电子实验中心自行建立一套实验课选课系统。学期初，教师在实验选课系统上发布所有能够进行的实验项目，学生根据自身的学习时间和学习进度在系统上选择自己了解或者喜欢的实验项目；在开放时间内，中心根据学生的预约情况准备实验内容，并安排教师负责指导进行实验[3]。

该实验中心在过去的基础上对于实验内容的设置进行了调整和改革，共分三类。第一类是必做实验项目，这类实验注重对学生基础能力的培养，如认识仪器仪表、根据电路图搭建某个电路、观察实验结果等，要求学生掌握最基本的操作技能；第二类是选作实验项目，这类实验在必做实验项目的基础上要求学生可以系统地运用所学理论知识和基本实验技能，上课时由指导教师对学生提出具体实验要求，并提供实验所需材料，同时教师还负责指导和检查实验结果，学生自己则需查阅文献资料，独立设计实验方案和撰写实验报告，这类实验项目可以充分发挥学生的主动性和创造性，培养学生独立的工程设计能力以及分析和解决问题的能力；第三类是创新型实验项目，是指在教师指导下学生独立进行一个研究课题的实验，或者让学生和老师一起进行科学研发活动，比如参加各种设计大赛，或者是参与到创新基金项目中等，这样，学生在研发活动中不断使自己的创造能力、工程意识得到激发、引导和巩固[4]。

1.3 建立开放实验室的软硬件基础

该实验中心在2003年曾购进一批价值800多万的实验台，以提供基础实验的操作。如今10余年过去了，旧的实验台已不能满足创新实验的需要，因此，在2014年又购置一批新的硬件设施和仪器设备，如单片机开发实验仪、数字存储示波器、6位半数字万用表、教学实验室虚拟仪器套件、学生实验多功能数据采集器、电能质量分析仪、高精度多功能过程校准器、数字直流电源、数字信号源。实验室组织中心教师经过一年的努力自行研究开发一套网上选课系统，现已投入应用。

2 建立开放实验室需要先进的管理模式和运行机制

电工电子实验中心由学校、院二级管理。学校配有教学校长和教务处负责实验中心建设；二级院配有院长专门负责此项工作，实验中心设主任、副主任、专职实验教师和兼职实验教师，实验室下设项目小组，各小组负责人对实验室主任负责。中心有专兼职实验教师18名，成立4个创新团队，每个团队4～5人，负责不同研究方向的项目。每个团队的教师可单独也可共同指导学生进行创新研究。指导教师和参与实验的人员需对选题的科学性、难易程度及可操作性提前进行论证，对实验过程中有可能发生的安全问题制定应急预案，并提示操作人员进行梳理防范。实验室进行开放时，必须有指导教师或实验室人员在场，除提供实验仪器设备外，还要进行实验过程的监控和实验室安全保障等管理工作，并认真做好实验室开放记录。另外，我们挑选一些比较优秀的研究生和本科生，让他们作为实验室助手，参与到实验教学的指导和实验室的日常管理、仪器维修维护和科研等活动中来。这对于培养学生的创新精神和科学素质、提高他们的综合能力都是大有裨益的。此外，该中心制定了一整套行之有效的安全管理制度。实验室安全管理体系涉及防火、防毒、防盗等诸多方面的问题，每一个方面都有一套完善的管理措施。同时，构建了学校、职能处室、学院、实验室、实验技术人员、实验者的安全管理体系，使实验室安全管理层层相促，环环相扣，并逐级签订安全责任书，落实各级人员的安全责任，责任到人。

实验室文化体现了实验室人员共有的核心价值观念，作为一种软管理手段具有无形的力量，起到了凝聚团队、激发潜能的重要作用。世界上成功的实验室文化最突出的特点是：自由民主、团结协作、相互激励的合作氛围；积极探索、鼓励创新、允许失败的科学精神。因此，东北石油大学电工电子实验中心将努力营造这种和谐的文化氛围。

3 开放实验室培养创新型人才的效果

经过一年多的建设，开放实验室已经投入使用，并初见成效。

首先，在学期初我们面向全校各个专业的学生开设实验选修课，学生通过实验中心网上选课系统进行实验内容的选择。见图1。

我们将实验内容设置为三个层次：基础性实验，提高性实验，创新型实验，即上述所说的必做、选作和创新实验。初次上课的学生必须要完成一定的基础性实验，以熟练掌握仪器的使用，一般需要半个学期的时间。下半学期进行提高性实验，以培养学生独立分析和解决问题的能力。经过一个学期的预热，学生已初步具备实验操作和解决问题的能力。在第二学期，学生直接选择创新型实验，前半个学期主要是教师给出实验要求，让学生自行设计实验方案并进行仿真；后半学期由项目小组的教师带领学生参与设计大赛活动，或进入创新基金项目。见图2。

两个学期过去，选课学生中有石油、机械、电气、化工各专业的学生，他们的动手操作能力、解决问题的能力和创新能力都有所提高。有些学生还在竞赛中获得奖项。因此，我们在未来的一年中将根据专业特色加入适合各个专业操作的实验内容，并依靠各专业的优势学科和优秀的师资队伍，及时将学科前沿的成果加工改造纳入本科生实验教学。

4 总结

实验中心致力于利用开放实验室举办各类竞赛、讲座、论坛和模拟实践等活动，旨在将创新教育渗透到校园文化活动中。通过各项努力，我校学生大部分已经积极参与开放性实验，每年约有7000人次参与到各类型开放性实验的活动中并取得了丰硕成果，极大的活跃了校园学术氛围。在开放性实验室建设过程中，中心组织开展了一些与课外科技竞赛相关课题的研究，对参赛学生代表进行赛前辅导与训练，为我校本科生参加全国电子设计竞赛、全国“挑战杯”创业大赛和全国广告设计大赛等诸多大型赛事奠定了基础。通过学科竞赛，我们使更多的本科生有机会通过各类竞赛得到科学思维、科学方法的系统训练，培养了学生的实践能力和实战能力。经过一年多的应用，通过开放实验室培养的学生取得了一定成绩，在学生中反映良好，见表1。

实验室在培养学生的创新能力和个性发展引导方面一直发挥着举足轻重的作用。东北石油大学电工电子实验中心通过建立开放实验室，建设创新平台，使学生的创新能力得到培养，综合能力得到提高，在全校反应良好。基于以往改革经验，中心在未来需要进行更加全面的建设，为国家输送更多创新型人才。

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