开放实验室的思考与实践

齐洪方+陈冰泉

摘 要 开放实验室的建设，创新了实验教学运行模式和管理机制，创建一个可供全校各专业学生使用的开放实验教学网络平台和完善的实验教学管理系统。开放实验室的建设充分调动学生积极性，培养学生实践动手能力和创新能力，达到培养应用技术型本科人才的目的。

关键词 开放实验室 运行模式 管理机制

中图分类号：G482 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.086

Abstract Construction of open laboratory innovates the operation experimental teaching mode and management mechanism； and creates an open experiment network teaching platform for all the students of different specialties and a perfect experimental teaching management system. Construction of open laboratory fully mobilizes the enthusiasm of students， cultivate students practical ability and innovative ability， achieve the goal of cultivating applied undergraduate talents.

Keywords open laboratory； operation mode； management mechanism

0 引言

培养大量的一线创新人才，是当代中国高等教育最重要的历史使命。在适应应用型转型发展的同时，如何站在实现创新型国家的战略高度，将对人才创新精神和创新能力的培养这个问题充分考虑进去，是武汉华夏理工学院教学改革的任务之一。

本院从建校以来始终坚持“为区域经济发展服务，培养高层次创新应用型人才”的培养目标。然而应用型人才和创新型人才是两个不同的概念。应用型人才的知识结构是围绕着一线生产的实际需要加以设计的，其能力体系是以一线生产的实际需要为核心目标，其培养过程更强调与一线生产实践的结合。而对创新型人才的特质有很多种描述，归纳起来大都是在强调人的个性全面发展的同时突出创新意识、创新能力的培养。也就是说仅有创新意识和创新能力还不能算是创新人才，创新人才首先是全面发展的人才，个性的自由独立发展是创新人才成长与发展的前提。

建设创新型国家，不仅需要领袖级的、摘取诺贝尔奖的那一类顶层创新人才，还需要更多的基层创新人才。在一般工程创新方面需要大量有创新意识和创新能力的人才，即便是应用型工科大学也应该把培养大批具有创新能力的工程师和工程技术人才放在至关重要的位置。

所谓创新是对已有知识的发展。创新型人才的知识结构通常是既有深度又有广度。即既要有深厚而扎实的基础知识，又要了解相邻学科及必要的横向学科知识。只有通过知识的不断积累才能用更为宽广的眼界进行创新实践。拥有的信息量越大，文化素质越高，思路便越开阔，更有助于增强综合思维能力和创新能力。

实验教学是高等学校教学体系的重要组成部分，探索实验教学理念、运行模式和管理机制，对激发学生的学习兴趣和潜能，开发学生智力、启迪学生思维、培养学生实践能力、创新意识和团队精神，促进学生自主创新能力和实践技能的提高具有重要意义。

1 传统实验教学存在的问题

（1）传统实验教学从实验学时、实验内容到实验步骤，都是由教师事先定好，学生基本没有选择的机会，无法调动学生的积极性和主动性；（2）实验设备相对较少，特别是价值较高的设备。每组学生人数较多，学生动手机会较少，无法充分了解新仪器和新技术，不利于学生实践动手能力的培养；（3）由于学生学习任务重，实验时间安排困难或者较为集中，实验室利用率较低；（4）在传统教学管理中，部分教师只需要讲授现有验证性实验，缺乏创新动力，特别不利于青年教师的培养。

2 开放实验室的必要性

开放式教学模式充分体现了“以人为本”的教育思想，在时间、空间和内容等方面对学生全面开放。突出学生的个性发展和创新能力的培养，具有调动学生学习积极性、实现学生自主学习、充分利用现有教学资源、显著提高教学质量等诸多优点，开展开放实验室有以下必要性：

2.1 提升学生实践动手能力和创新能力

实验室全面开放后，学生从被动接受变为主动选择，学生可以根据自己的学习状况，选择难度适合自己实验，也可以根据自己的兴趣，自己设计并完成相应实验内容，实验中可以充分发挥学生主动性，让学生更加专注于实验的每一个细节，不再是依葫芦画瓢，提升学生的实践动手能力和创新能力。

2.2 提升实验的灵活性

实验室全面开放后，在时间和空间上给了学生更多的灵活性。学生可以不受课程时间的限制，根据自己的时间安排实验时间；实验也不再受到实验设备台套数的限制，学生能够有更多的机会与实验设备接触，熟悉设备的使用方法。

2.3 促进了实验教学团队的建设

实验室全面开放后，需要实验教学团队围绕开放内容，必须不断提升自己的理论素养和业务水平，掌握好基本实验的试验目的原理，熟练实验设备的使用；积极探索新的实验内容和实验方法，掌握更多的实验技能和实际经验，才能满足开放实验的要求。

3 开放实验室建设的具体措施

3.1 建立合理的开放实验室的运行模式

国内高校大多都设有面向学生的开放式教学、开放实验室或开放实验。但目前绝大部分学校都选择基础课实验做为开放实验，而工科非基础性的专业课很少有开放实验。在近4年的湖北省高等学校省级教学研究项目中也几乎没有研究非基础性工科专业开放实验及开放实验室建设的项目。在课外实践活动方面，特别是让学生根据兴趣和能力、跨专业、跨学科自主选做的开放实验不多，而可供全校学生选择的工科的开放实验几乎没有。

我们以机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程和机械电子工程等机械类本科专业实验为依据，以机电实验中心现有和必备的实验仪器设备为基础，开发适宜全校不同各专业学生选做的三个层次开放性实验。

第一层次为基本实验，主要由内容单一、设备简单或设备操作简单，不需太多专业基础的实验组成，这一层次以演示性实验、验证性实验和操作性实验为主，主要面向非机械类专业，学生根据自己的兴趣，选择相关实验，完成实验预习报告之后，在开放实验指导老师的辅导下，按照实验大纲的要求，完成实验内容，提交实验报告。这一层次的实验主要是希望通过实验帮助学生了解机械，认识机械，开阔视野。

第二层次为综合实验，主要用于培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力等。这一层次的实验按照概念、原理、分析、应用相结合的思路将相关的专业课程的知识综合到一起形成综合实验，需要学生具备一定的专业知识。如“焊接接头力学性能测试实验”（涉及焊接概念、力学知识、测量技术、断口分析、力学性能测试方法及设备操作）、机电综合实验（涉及机、电、设计、制图、工艺、软件应用等），这一层次的实验主要锻炼学生综合运用所学的专业知识解决问题的能力。

第三层次为设计性实验，这个层次的实验又可以分为两类，一类是在给定实验目的要求和实验条件下，由学生自行设计实验方案并加以实现，不但要求学生综合多科知识和多种实验原理来设计实验方案，还要求学生能运用已有知识去发现问题、分析问题、解决问题。另一类是结合大学生科技竞赛和科研活动，学生根据自己学习需要提出实验申请，着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理和团队协作能力。

3.2 建立高效的开放实验室的管理制度

（1）开发实验室需要做到在实验时间和实验内容上全面开放，所以给实验管理带来了巨大的挑战，传统的试验管理方法，已无法满足开放实验时间灵活，内容多变的需求。目前，对开发实验的管理多采用电话预约、现场登记等多种管理方法，管理起来还是较为麻烦。

我们采用基于WEB的网络技术手段，建立网络实验教学管理系统，系统可以实现在线预约、实验预习、实验考勤、提交/批改报告、登记/查看实验成绩、意见反馈、信息公告以及查询、统计、打印等功能。减少了实验室管理人员的工作量，降低实验室管理的难度。

（2）准备参加基本实验和综合实验的学生可以通过网络管理系统提供的实验指导书和实验录像了解实验内容，确定所要选择的实验，并完成实验预约，进入实验预习环节。

（3）参加设计实验的学生可以在网络提交实验课题的实验方案，经指导老师审核通过后，方可完成实验预约，进入实验预习环节。

（4）预约成功的学生，应按规定提前确认实验时间、地点，并按时参加实验。所有参加开放实验的学生必须严格遵守实验室各项规章制度。

（5）制定合理的开放实验成绩评定体系。根据开放性实验的特点，在开放实验结束后，学生按时提交实验报告，指导老师根据实验预习、实验操作、实验报告、实验结果等加权计算，给出学生实验是否合格、是否给学生实验课程学分的结论，并在学期结束前报教务处。

4 结论

开放实验室的建设是一个长期性的工作，需要不断改革传统的实验教学管理机制和运行模式，科学规划开放实验室管理，创新运行模式；依托现代教育手段和网络信息技术，不断完善开放实验教学网络平台和完善的实验教学管理系统；不断研发由基本实验、综合实验、设计性实验组成的三层次开放实验，促进学科交叉、知识融合，拓宽学生的知识面，提高学生的综合素质、实验/实践能力及创新能力，满足应用技术型人才培养的需要。

参考文献

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[2] 武湘君.浅谈独立学院开放实验室管理模式探索与实践[J].山东工业技术，2015（5）：258.

[3] 卢学英.关于高校实验室开放的研究[J].实验技术与管理，2006.23（5）：123-125.