高校实验教学和管理新模式探索

葛 镜， 余泽太， 严建桥， 李 娜， 黄先莉

(华中师范大学物理科学与技术学院，武汉430079)

0 引言

人才培养是教育的核心问题。不论什么样的人才培养模式，最终目的都是为了培养国家、社会需要的人才［1-4］。当前，较多学者和实验教师围绕实验教学和实验室管理进行了一系列的改革探索，但一切都处于摸索之中［5］。针对国家培养高端工程创新人才的需求，省电工电子实验教学示范中心根据电子、通信专业本科生的实际，积极探索实验室信息化、网络化、数据化、智能化管理新模式，利用武汉“光谷”高科技信息企业集聚的地域优势，全方位整合社会办学资源，引入校企“协同育人”培养模式，使中心成为培养具有坚实专业基础、优异创新实践能力，以及具有国际竞争力的高端工程技术人才和研究型人才的摇篮［6-7］。

1 实验教学与管理现状

实验教学长期以来被视为理论教学的辅助手段，常以加深对理论教学的理解为目的，而忽略了实验教学本身的重要性［8-9］。近年来，许多高校都尝试改进实验教学内容和体制，以及实验室管理模式。但由于观念、条件、经费等限制，改善效果还有待提高［10-11］。

(1)实验教学落后于生产实际。现代科技的高速发展，使得大学教育往往落后于企业的发展。企业或用人单位在招聘时，一般会考察毕业生新技术掌握情况。但目前国内高校培养的应用型人才与用人单位的实际需求之间存在较大差异，导致毕业生在入职初期往往需要一段时间来学习工作中的新技术［12］。

(2)以验证实验为主，不利于激发学生兴趣。目前，大多数高校理工类实验课均以验证实验为主，不利于激发学生兴趣。中心实验室为电子、通信类学生开设的实验分为3类。①基础型实验，主要训练学生基本操作能力和专业技能。②专业综合型实验。③开放设计型实验。这类实验中，选题由教师给出或学生自命题，学生通过查阅资料、独立设计方案后，自主选择实验时间来独立完成测试和实验报告。这类实验虽好，但限于种种原因，实际开出的实验主要以基础型实验为主，专业综合型实验为辅，开放设计型实验较少。

(3)实验室管理模式落后。大多数高校对实验室建设和管理工作不够重视。实验室虽有专人负责实验教学运行、安全维护、仪器设备管理，但还停留在实验室和实验设备的资产管理为主的阶段，实验室的管理缺乏整体布局，实验室现有仪器设备也存在重复购置或分配不合理的问题，导致人、财、物的浪费［13］。

(4)缺乏有效的实验教学考核方式。如何有效地考核学生实验水平一直是实验教学需要探索解决的问题。虽然教学大纲中有关于实验教学的考核内容，但一般都缺乏系统性，可操作性不强。实验考核时，这些内容经常成为走过场，实验过程也变成了听指导老师讲解实验，验证实验的过程，难以督促学生认真做好实验，以及实验后的进一步思考［14］。

2 构建实验教学和管理新模式

鉴于以上问题，需要转变观念，统筹规划，强化实验教学，积极探索人才培养和实验室管理新模式［15］。

2.1 改进课程设置，引入协同育人培养模式

中心参照电子、通信类学生的实验教学大纲，以培养高端创新人才为目的，对实验课程的设置进行了一系列的改革。

(1)对于基础型实验，中心增加网络虚拟与仿真实验内容。在实验操作前，让学生通过虚拟仿真实验了解基本操作和基本技能，然后再通过动手实验来巩固虚拟仿真实验的内容。这种做法改变了以往基础实验教学方式单一，难以激发学生兴趣的问题。

(2)对于专业综合型实验，中心引入教师最新科研成果来更新和充实实验内容，提高实验教学内容的深度，使学生深入了解本专业的前沿发展和研究热点，提升了实验教学水平。

(3)对于开放设计型实验，中心利用光谷高新企业云集优势，建立专业实践基地，引入校企协同育人新模式。学校和专业实践基地根据市场需求、专业发展以及学生特点，共同修订人才培养方案，优化教学内容。同时，企业和学校为学生配备双导师，企业导师必须是高级职称以上的技术人员和高级管理人员。当实践基地提出实验项目开发和设计思路后，学生则根据自身专业技能选择申报合适的项目，然后实践基地和校内导师共同指导学生完成专业实验项目。而实验项目最后取得的成果，学生可运用到自己实习实训、毕业设计。这样，不仅让学生所学理论与实践相结合，提升了学生的实践与创新能力，而且更激发了学生自主学习、探求知识的欲望和能力。另外，校企协同育人的模式，一方面让企业更实时地掌控项目进展及预期效果，另一方面也为企业提前发掘、培养优质员工，为学生的就业提供了较好的渠道。

2.2 校企共建实验室，建立实验设备管理新模式

高校与专业实践基地共建实验室，对校企可以起到优势互补、资源互用的作用［16］。企业拥有资金、生产设备和技术优势，高校有教育资源和智力优势，能为企业提供良好的科研平台，并为企业节省一定的仪器购买、存放和管理资金，实现资源共享［17］。为更好地共建实验室管理和协同育人的培养模式，中心遵循“以生为本，自主开放”的管理理念，建立了实验仪器设备开放管理模式:对常规仪器设备采取集中开架式管理，即有针对性地对学生、教师、企业开放，以满足多方需要;而对于大型仪器设备则还是采用集中管理，提前预约的管理方式。

2.3 实施实验室信息化管理

近几年，学校先后投入大量的资金和人力，实现实验教学和实验室仪器设备管理网络化、信息化、数字化、智能化，建成了华中师范大学实验室综合管理平台。该平台集设备共享与管理、仪器预约、开放实验室预约等功能一体。不仅实现学生选择实验项目、实验时间、实验考勤、提交实验报告等一系列的实验管理，还实现一系列信息资源和其他优质资源的有效利用，满足了各类实验教学的自主要求。该平台提供的便捷的管理方式与开放的实验环境，目前已成为学生开放式实验管理的重要支持。该平台的主要功能如下:①选课与派位管理是学生自主选择要求提供技术支持的信息化平台，可以实现网上选做实验项目、实验时间、实验设备等功能。②平台通过网络实时监控系统，可对实验室的门禁、实验桌位电源、实验时间等方面进行管理，实现了开放实验室24 h无人化管理。③在实验室的教学网络平台，师生可以通过E-mail、QQ群、微信群、通知平台等，实现教师与学生之间实时沟通和交流，包括答疑、讨论、指导等。

为配合该平台做好实验室信息化管理，中心进行了针对性改革:① 将具有一定通用性、为多学科教学科研服务的精密贵重大型仪器组织起来，构建资源共享服务中心。②打破院系间实验室的界限，树立全校意识，使各学院的实验室除为本学院服务外还能为全校服务，提高了实验设备利用率。③ 打破校际、校企之间的界限，实现校际、研究机构、企业共享资源设备的开放管理模式。

2.4 实行实验室开放管理新模式

实验室综合管理平台为休息和节假日开放实验室提供了技术上的支持，保证实验室对学生、教师及企业导师的全天候开放。不同年级的学生也可根据自身不同情况和需要，自由组合团队进行感兴趣的实验研究，自由进出实验室。实行全天候，人性化的管理模式，有效保证了学生整个大学期间从事科研活动的连续性。同时，中心还根据学生的不同水平和实验能力，进行了分层开放管理模式。①对能力稍弱、需要强化基础的学生，中心在周末对他们开放，并按照实验进度分段列出实验要求。② 对能力较强、学有余力学生，中心除周末外，节假日、寒暑假也向他们开放，并为他们制定开放设计型实验，以及国家、省级、校级各类比赛或创新项目。通过以上两种分层开放管理模式，供不同需要的学生选择，提高了实验动手和实践创新能力。

2.5 改革实验教学考核方式

学生选定一个实验项目或开放设计型实验后，均需经过一段时间的实验探索才能取得一定的研究成果。为保证对学生实验教学的过程考核，并有效利用实验的研究成果，中心将学生的实验成绩与参与实践基地的实验项目、成功申报学生科研立项、各类学科竞赛获奖、发表论文、获得专利、毕业论文选题等成果挂钩，同时辅以参考学生提交的实验报告、文献综述、学习总结等文字材料，对学生给出一个客观、综合的成绩评定。这种考核方式广泛调动了学生学习的积极性，树立了优秀学生的典型代表，也大大提升了学生实验创新能力。

3 结语

近几年，中心通过创新实验室管理、协同育人的人才培养模式，积累了一些经验，在培养学生实践动手与创新能力方面取得了一些成绩，培养了一批专业基础扎实、学习研究兴趣浓厚、实践创新能力强的学生。近年来，学生参加各类国家级科技或创新竞赛均获得奖励，发表论文数量逐年递增，质量逐年提升。学生就业情况良好，大批学生进入知名科技企业工作，学生就业满意度，用人单位满意度测评也均在90%以上。取得这些成绩，与学生的基础、努力程度有关，也与中心近年来创新实验室管理和协同育人的人才培养模式分不开。探索人才培养之路任重而道远，但只要坚持不懈，一定能越做越好。