高校实验室面向中小学生开放研究与实践

刘 建 华

(福建师范大学 地理科学学院， 福州 350108)

0 引 言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》要求着力提高学生的实践能力和创新能力[1]，这尤其需要从中小学生抓起。而指导中小学生开展科普活动或科技创新活动，是培养创新与实践能力的有效途径之一。但中小学组织开展此类活动，缺乏合适的科技活动场所和科学实验条件，高校实验室面向中小学生开放则不失为解决上述问题的一种理想选择。目前，高校实验室的开放实践多针对在校大学生[2]，而面向中小学生开放的研究与实践文献极少。本文拟通过对高校实验室面向中小学开放的意义、模式进行探讨，并利用本院实验室面向中小学生进行开放实践，为未来高校实验室进一步扩大开放范围、提高开放程度提供参考。

1 高校实验室面向中小学生开放的现实意义

实验室开放是指在完成正常教学、科研情况下，利用现有实验师资、仪器设备等资源对学生进行开放，供学生开展实验和进行科学研究之用[3-4]。近年来，许多管理者从实验室开放的意义、模式、制度、问题、建设与管理等方面进行了有益的探索[5-8]，促进了实验室开放的广度与深度。而相对中小学校来说，高校实验室环境条件优越，仪器设备齐全，实验师资力量强大，面向中小学生开放，是提高实验资源利用率的重要举措，是加强中小学生技能训练和创新能力培养的有效手段，有利于激发学生积极、自主、独立解决实际问题的能力，并彰显实验室开放的综合效益[9]。

1.1 高校实验室具有丰富的实验资源优势

高校实验室是高校实验教学和科研的重要场所，在高校基础设施建设中占据重要地位，实验仪器设备在学校固定资产中占有很高比重，每年仪器设备及实验药品等采购更新费用也很大，经过长期的建设与管理，高校实验室设施相对完备、仪器设备种类齐全、覆盖学科范围广，其中不乏先进、大型精密仪器，这些丰富的实验资源优势都是一般的中小学校难以具备的。

1.2 高校实验室具有专业的师资及技术队伍

高校实验室拥有一支高学历高职称的实验教学、管理及科研队伍。实验教师和实验技术人员都具有较为丰富的专业知识，不仅能为中小学生讲授丰富的科普知识，还能为中小学生进行实验或开展青少年科技创新活动提供更为专业的技术指导，更好地培养中小学生的实验动手操作能力。高校实验室的教师和实验技术人员长期从事实验教学、管理和科研，其科研素养及对科学的前瞻性，也是中小学老师难以企及的。

1.3 彰显高校实验室的综合效益

尽管许多高校在实验室资源共享方面做了大量工作[10-11]，但由于各种原因，仪器设备的利用率仍较低。目前，高校实验室的资源共享大多局限于校内或大学城的高校之间，而面向社会或中小学等其他教学机构开放服务的实践案例很少。高校实验室面向中小学生开放能提高实验室资源的利用率，还能更好地促进实验室的管理，促使高校实验室的建设，促进高校的综合发展，扩大高校的社会影响，为高校招生起到良好的宣传作用。同时中小学校利用高校实验室这个综合平台，能更好地培养中小学生的科学兴趣和科学素养，提高中小学生的动手能力和实践创新能力，为以后从事相关学科的学习和科研工作奠定坚实的基础。

2 高校实验室面向中小学生开放途径

2.1 建设实验室开放信息共享平台

信息化程度的高低，直接影响实验室开放的水平及效率，为使高校实验室资源利用最大化，吸引更多的中小学生参与，应以学科为导向，规划整合实验室“人、财、物”资源，组建大实验共享平台，实现实验资源的统一管理与调配，并在此基础上，建立基于校园并延伸社会服务的实验室信息服务门户，将实验室的仪器设备、可开放的实验项目、开放时间等信息在网上发布。通过信息服务门户提供的网上查询、登记、预约等服务，中小学师生可方便快捷地查询高校实验室仪器设备、师资力量、开放时间及流程等信息，便于师生根据需要进行预约并提前熟悉实验操作的有关事项。可建立实验室服务微信公众平台，作为实验室信息共享平台的补充，实时动态推送实验室相关信息，如实验室资源信息、服务管理、技术支持、意见反馈等。

2.2 完善实验室开放管理制度

实验室要制定完善相应的开放管理制度，细化面向中小学生开放程序和安全管理规定。对申请来实验室开展活动的中小学生要提前预约，并详细列出开展实验活动所需仪器等，以便实验技术人员提前做好准备。如果是科技创新活动需要用到大型仪器设备，需事前参加大型仪器设备使用培训。实验结束后学生要清理好实验室并关闭相关仪器设备，经实验指导老师同意后方可离开实验室，以培养学生的实验素养，养成良好的实验习惯[12]。面向中小学生开放，安全问题十分重要，要加强安全使用培训，让学生充分了解仪器设备的操作规程。开放实验室可能会增加实验技术人员的工作量，因而学校应建立健全开放实验工作量考核机制，充分调动实验技术人员的工作积极性[13-15]。

2.3 构建多层次开放实验活动

各高校实验室可针对中小学不同年龄阶段的学生设立低、中、高3个不同层次的实验活动内容。对于低年级的小学生来说，可设立以科普为主题的活动，倾向于知识性和趣味性，旨在培养小学生的科学探索兴趣；对于中年级的初中生来说，可设立一些基础性的验证型实验活动，旨在培养学生掌握一些基础性理论和基本的动手操作能力，重在体验实验过程；对于高中生来说可设立一些具有创造性和挑战性的实验项目，这类实验项目需要学生查阅相关专业资料，运用所学理论知识，进行团队合作才能达到预期实验目的；另外中小学生也可自创项目到高校实验室开展科技创新活动。

2.4 建立“双导师”实验指导机制

中小学生与大学生、研究生不一样，他们不具备系统的专业知识，也缺乏独立研究和创新的能力，因此，要很好地完成科技创新活动，老师的指导至关重要。因大多数中小学校不具备实验型创新项目所需的仪器设备资源，实验过程需要到高校实验室完成，但实验数据的整理分析一般需回到学校处理，为方便对学生的指导，需设立“双导师”制度，分别由高校实验教师或实验技术人员和学生所在中小学校的老师担任。

2.5 合理安排高校实验室开放时间

高校实验室可在保证本校实验教学和大学生开放实验的前提下，合理安排面向中小学生的开放时间[16]。对于科普性实践活动，可利用周末时间开放，组织学生来实验室参观科普展板，开展丰富有趣的科普活动。对于青少年科技创新活动，可于寒暑假期间开放，因开展科技创新实验一般周期较长，实验时间需具一定的连续性，较适合于在寒暑假期间进行，也方便中小学生在假期与大学生进行创新实验交流。

3 面向中小学生开放活动实践及效果调查

地理科学学院有岩石矿物标本馆、植物标本馆、动物标本馆、大型天文观测室及其他各种与地理及生态有关的专业实验室共计19个，这为我院面向中小学生开展科技实验活动提供了良好的条件。为扩大我院的社会影响力，提高我院实验室开放服务水平，提高仪器设备的使用率，近几年来，我院和福建省科技馆、福州市科技馆合作开展了一系列开放性实验，利用科技馆的组织协调优势，将开放实验融入中小学生的科技活动之中，旨在培养中小学生的科学兴趣和科技创新及实践能力。

以地质地貌实验室、植物地理实验室、天文观测实验室和岩石矿物标本馆、动植物标本馆开放的实践为例，对2015～2016年实验室开放的效果进行了调查分析，实验活动开展情况及效果调查结果见表1、2。

表1 实验室及标本馆开放活动表

表2 面向中小学开放实验活动效果调查表

从该院开放实验活动的调查结果分析，高校实验室面向中小学生开放活动对培养中小学生的科学精神，激发中小学生对天文、地理、生物等相关学科的兴趣，提高其动手实践能力及创新能力有积极的作用，受到了家长、老师和学生的一致肯定，部分学生更是多次重复申请到高校实验室开展实验实践活动，取得了很好的效果。

4 结 语

相对中小学校来说，高校实验室环境条件优越，实验资源丰富，实验技术队伍强大。高校实验室面向中小学生开放，是创新实验室管理的一次有益尝试，不仅是提高实验设施及仪器设备等资源利用率的重要举措，也是提高中小学生创新能力和实践技能的有效手段，可有效激发中小学生对科学及相关学科的兴趣；同时，实验室开放能促进高校的综合发展，扩大高校的社会影响。因此，高校实验室面向中小学生开放是多方共赢的一种创新方式，值得推广。

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