高校实验室开放共享新领域开拓模式探索

焦昆鹏， 马丽苹， 康怀彬， 向进乐， 李 阳， 王 耀， 古绍彬

（1. 河南科技大学 食品与生物工程学院， 河南 洛阳 471023；2. 食品加工与安全国家级实验教学示范中心， 河南 洛阳 471023）

目前， 我国正处在科教兴国、 大众创业、 万众创新的高速发展时期， 科技研发和技术转化突飞猛进。 实验室资源开放共享不仅是师生教学科研的需求， 也是地方科技发展、 成果转化和经济发展的内在需求[1-2]。 随着我国教育理念和教学方式改革的不断深入， 教育部门在培养学生的创新、 创业能力过程中， 越来越重视实践教学。 教育部指出新时期高校实验室发展建设要坚持科学规划、 资源整合、 开放共享、 高效管理原则； 要创新对外交流与合作模式， 利用科研院所、 行业企业人才和技术优势， 建设校内外互惠互利、 可持续发展的实践育人条件；要实现实验内容、 空间、 时间、 人员、 仪器设备等的高效利用和开放共享； 要起到示范和引领作用[3-9]。2001 年， 教育部印发了《 普通高中“ 研究性学习”实施指南（ 试行）》 的通知， 明确指出了各普通中学要因地制宜地开发和利用教育资源， 积极争取社会各界的支持， 包括高等院校、 科研院所、 学术团体、专业技术部门（ 包括农村实用技术研究与推广部门）的人力资源和研究资源， 为学生进行研究性学习创造条件[10]。 2020 年6 月1 日， 教育部发布《 关于学习贯彻习近平总书记给广大少年儿童“ 六一” 国际儿童节寄语的通知》 ， 明确指出各教育管理部门要立即研学， 明确任务[11]。

基于高校实验教学资源的分布和运行现状， 积极探索实验教育资源的整合、 重组和高效利用， 提出了利用高等院校实验室资源的开放共享来实现中学生研学实验项目的实施[12-17]。 利用了高等院校相对丰沛的实验资源， 弥补中学实验教学资源匮乏的现状， 提升了社会实验教学资源的利用率， 促进了双创型人才培养。 以河南科技大学食品与生物工程学院实验教学资源开放共享为基础， 结合地方高级中学生物学研学项目， 开展基于高校实验室开发共享的中学生物学研学项目共建模式探索， 为实验室开放共享新领域开辟提供参考。

1 共建研学实验项目运行框架构建

1.1 中学生物学研学实验项目的确定

研学是学校课堂教育的延伸和补充， 在课堂教学和理论知识掌握的基础上， 加强推进研学， 有助于强化学生对所学知识的理解， 提升学生创新实践能力。

研学实验项目内容确定由中学生物教研室根据学生所学学科知识背景和学生兴趣和操作能力进行综合考虑， 确定中学生物研学实验项目库， 以备学生选择。 以高中生研学需求为例， 可开设生物学研学实验项目有“ DNA 提取及PCR 扩增实验” “ 植物有效成分提取实验” （ 精油提取、 胡萝卜素提取、青蒿素提取等） “ 蛋白质的分离提纯实验” “ 植物组织培养实验” “ 果醋发酵制作实验” “ 果酒酿造实验” “ 泡菜制作实验” “ 泡菜中乳杆菌的分离培养鉴定实验” 等。 所选实验项目涉及的基本原理都应在高中生物学的知识范围之内， 实验操作相对简单， 适合中学生在教师的指导下独立完成。 由于中学实验教学资源相对匮乏， 对实验操作重视不够，即便是这些简单的实验项目也难以在大多数的中学实验室开展， 所以这些看似简单的实验项目对中学生来说， 依然充满了神秘感， 能够激发广大中学生参与的兴趣。

1.2 研学实验项目共建模式

在确定备选研学实验项目库的基础上， 首先由中学生物教研室向当地高校相关专业的学院提出实验项目共建申请。 经双方商讨， 根据学院实验中心条件和实验资源空闲情况， 在满足实验室开放共享要求的前提下， 确定可选实验项目和分班、 分组人数、 空闲时间等， 并向教务处申请备案， 经教务处批准后， 由学院实验中心具体落实。

研学实验项目共建模式框架图见图1。

图1 研学实验项目共建模式框架图

高校实验中心以公益的方式实施研学实验项目，所需费用由参与研学实验项目的学生承担。 所有费用包括实验材料费用、 实验设备折旧费用、 水电费、相关教师加班费等， 费用由高校财务处设立专用账目， 统一收支管理。

2 共建研学实验项目实施方案

2.1 组织阶段

中学生物教研室根据高校实验中心最终确定的实验项目内容和开放时间表， 组织中学生依据自己的兴趣、 时间等选择相应的实验项目， 组建实验班级和小组， 并根据高校财务处提供的账户进行缴费。

2.2 实验操作前准备阶段

完成实验班级、 小组组建和缴费后， 由高校相关实验教师和中学生物教师共同编制实验大纲和实验指导书， 明确实验的目的、 意义、 方法、 材料和设备、 操作过程、 操作要点、 思考题及实验报告撰写要求等详细内容。

然后， 以组建的实验班级为单位， 在中学教师的指导下， 依据实验大纲和预设设备清单， 让学生进行资料查阅， 小组商讨， 制定实验方案和详细实验操作步骤。 中学教师依据预定实验指导书内容，对学生制定的实验方案和实验操作步骤进行评价，并指导学生对方案和实验操作步骤进行完善。

最后， 对学生进行实验室准入制度、 安全制度的培训， 带领学生进一步熟悉实验指导书的相关内容， 熟悉实验操作过程和设备使用要点等； 高校实验教师则依据实验安排时间， 提前准备实验场所、仪器设备和实验材料等物品。

2.3 实验操作过程实施

中学教师组织学生按计划准时到达实验现场，按实验室准入制度和安全制度要求， 在高校实验教师的统一指挥下进入实验室。

高校实验教师对学生进行实验室制度和安全教育， 并对学生实验预习和设备了解情况进行提问考核， 在确定学生可以安全、 独立完成实验的情况下，组织学生开始按预先分组进行实验。 实验教师和中学相关教师全程陪同学生， 进行辅助指导、 秩序维护和安全防护等工作， 确保学生实验能安全顺利进行。

实验过程结束后， 双方教师根据学生操作情况和实验结果， 进行总结点评， 指出实验操作中存在的问题， 分析实验结果偏差的原因。

2.4 实验报告及总结

实验过程全部结束后， 要求学生在规定时间内，利用课余时间对实验进行总结， 并向自己学校的生物教研室提交实验报告。

3 研学实验项目效果反馈机制

中学生物学研学实验项目的实施有三方人员直接参与， 分别是中学生、 中学教师和高校实验教师。其中， 学生是主体， 中学教师和高校实验教师的活动都围绕学生来进行， 中学教师工作重心是项目的组织管理和实验前学生指导方面， 高校教师则在实验方案的制定、 实验准备和操作过程指导方面起到更多作用。 三方之间流畅的信息交流是实验项目得以顺利进行， 并完成预期效果的根本保证。 只有建立高效的反馈机制， 才能持续改进实验项目和共建模式， 使开放共享持续良性发展， 扩大受众学生群体数量和收益效果。

学生作为项目实施的主体， 是反馈信息的源泉，学生对实验项目所涉及的理论知识的掌握程度和实验项目流程的熟悉程度， 反馈至中学生物教师处，可帮助生物教师在日常教学和实验项目前期辅导中调整内容和方法， 提高学生掌握程度。 高校实验教师可在实验操作过程中留意收集学生存在的问题，结合中学教师通过实验报告收集到的问题， 对实验项目的设置、 实验指导的编制及实验的准备等进行改进， 以提高后续研学实验项目的实施效果。

4 结语

大学之大， 在于包容、 在于开放。 在高校实验平台建设方面， 不仅要加强对内开放， 更要面向社会开放。 其中， 大学优质的实验和教学资源面向中小学生团体的开放和共享是建设开放型高校的重要组成部分， 不仅提高了优质实验教学资源的利用效率， 更有助于提高中小学生素质的培养， 为高校和社会供给更优质的生源和人力资源。 在基于高校资源的中小学生研学项目共建的道路上， 只有不断尝试、 敢于创新、 善于总结， 才能探索出高效率、 可持续的良性发展模式。