高校开放性实验室建设探析

建设开放性实验室是高等教育教学改革的趋势，对于提升高校发展的内涵、提升学生的思维能力和创新能力、培养复合型人才有着重要的作用。对高校开放性实验室建设进行分析和探究，对于丰富开放性实验室建设的内涵，进一步提升实验室建设水平，更好地发挥实验室对培养人才的基础性作用，具有重要的参考价值。

高校实验室是培养师生动手能力、探索科学知识、培养科学思维的重要场所，开放性实验室的建设程度和成效是教育部评估高校水平的指标之一。近年来，在“双一流”高校建设和推动地方高校内涵发展的过程中，各高校纷纷采取有力措施，加大对实验室的投入，开放性实验室建设取得了较大成绩。在建设的过程中，也存在一些问题与不足。

建设开放性实验室的重要意义

开放性实验室，不是简单指“时间开放”，而是基于实验者为中心，通过对实验时间、实验器材、实验药品、实验指导教师、实验经费等各种要素有目的、有秩序的开放，从而服务于实验者的活动。[1]建设开放性实验室，对于推动高校发展、培养合格人才、合理配置资源有着重要的意义。

（一）建设开放性实验室有利于推动高校实验改革

传统的实验主要是一种验证性的实验。学生做实验的目的是为了验证教师理论课上所讲的东西是否正确。因而，学生在做实验之前，教师把实验原理、实验流程、所用到的仪器和试剂药品、实验过程中需要注意的事项、实验的预期结果都给学生进行了讲授。学生只需要按照教师所说按图索骥、按部就班操作即可。这种实验方法对于学生学习一些基本的操作流程、掌握一些常用仪器的使用方法当然有帮助，但对深入理解知识点之间的关系、各种实验原理的深层次探究不够、思考不多。在这样的实验中，学生的主动性、创新性没有得到发挥，一定程度上扼杀了大学生难能可贵的好奇心和探索精神。建设开放性实验室，学生可以通过自主设计实验、自由组织团队、自行开展科学探究，这对于提高学生的动手能力，进一步深化高校实验室改革有明显的推动作用。

（二）建设开放性实验室有利于培养高素质人才

习近平总书记在视察清华大学时指出，当前我国对科学知识和优秀人才的需要，比以往任何时候都更为迫切，要鼓励自由探索，敢于质疑现有理论，勇于开拓新的方向。[2]与传统的实验存在明显区别，开放性实验不对实验的内容、目标、所用时间进行规定，学生在进行实验之前，需要通过查阅资料、研读文献掌握实验原理，并对实验进行前瞻性的设计;在实验的过程中，需要亲自动手搭配仪器、添加药品试剂、观察实验进展、分析实验数据、撰写实验报告;实验完成后，需要对实验过程中的仪器归位、元件拆卸、清洗试管、处理实验残余物质，等等。遇到实验失败，学生还需调整情绪，分析原因，以便下次改进实验。在开放性实验的过程中，学生的积极性和主动性得到了充分的发挥，团队精神得到培育，抗壓能力得以增强。这对于培养新时代高素质人才有较大的帮助。

（三）建设开放性实验室有利于提升实验设备的使用率

传统的实验教学模式之下，实验设备普遍存在重复建设、利用率不高和药品试剂浪费的现象。高校里有不同的实验室，这些实验室分属于不同的实验平台和学院，有的是基础实验室，有的是科研实验室;有的实验室是国家级、省部级实验室，有的实验室是校级普通实验室;有的隶属于化学学院，有的隶属于生命科学学院，有的隶属于电子学院……总体看来，实验室之间“条块分割”明显，资源的共享性比较差，很容易出现实验器材和试剂药品的重复购置现象。传统模式下的实验室只在工作日开放，而晚上、周末、节假日和寒暑假等均不开放。有的实验设备、药品试剂只供某个专业或某门课程使用，由于高校开课的周期性特征，可能出现一个学期都无人使用的情况，这就很容易造成实验室资源的浪费。尤其是一些电子元件更新换代频繁、淘汰率高，一些实验性药品试剂由于过期而失效，加重了浪费。[3]建设开放性实验室，实验室的设备可以实现全天候开放，学有余力的学生可以充分利用实验室的设备开展科学探索工作，资源的配置更加合理，有效地避免了浪费现象。

开放性实验室建设过程中存在的问题

近年来，高校开放性实验室的建设取得了一些成绩，实验室开放时长、开放范围、开放程度都有所加深。当然，在建设过程中，也存在如下一些问题。

（一）实验存在的安全隐患较大

开放性实验室与传统的实验室相比，有两个明显不同的特征：一是由于大多数实验是根据实验者的需求自主设计和进行的，而这些实验者来自不同的系部和班级，人员流动性比较大。二是实验的不确定性比较大。开放性实验多为设计性、综合性、研究性实验，这些实验可能成功，也有可能会失利。进入实验室的人员增多，他们的知识水平、安全意识差异比较大，一旦忽视了实验安全，很容易违反实验室操作规程，就很容易造成实验失败，甚至酿成安全事故。开放性实验的探究性和不确定性意味着实验结果的不确定性，也加剧了实验室安全的隐患。

（二）难以真正做到因材施教

高等院校的学生来自不同的地域，存在不同的学业水平层次。有的学生来自城市高中，接触实验比较多，动手能力比较强，有个人的想法和一定的创新能力，除了基础性实验还想进一步拓展自己的能力;有的学生来自农村高中，接触实验的机会不多，动手能力比较弱，完成基础性实验尚有一定的难度。这就决定了教师在指导实验的时候不能搞“一刀切”。而开放性实验室的教师可能并非是实验者的任课教师，对团队中的每一位成员的情况难以做到心中有数，这样要做到根据每个人的情况分类指导、因材施教就比较困难了。尤其是有些学生来做实验的目的只是想“搭便车”拿到学分，不积极参与实验过程，那教师就更加难以指导了。

（三）难以对实验进行有效管理和评价

传统的实验一般是任课教师进行指导，在前期的上课过程中，师生已经建立了一定的感情，师生之间有教学互评，可以相互监督，课堂管理有了一定的模式和惯例，管理的制度性强、效率高。而开放性实验打破了原有的“班级”概念，学生和指导老师之间的关系不是传统的基于班级之上的师生关系，而是一种基于项目之上的指导关系，项目完成了，这种指导关系就结束了，师生之间的相互了解较少。在开放性实验中，由于学生来自学校的不同系部，加之教师很难全程在实验室进行指导，这种管理就比较松散。开放性实验往往是团队作业，且以设计性、探索性实验为主，团队成员相互协作，共同完成某项实验，哪个成员对实验的贡献大小如何确定，难以进行评价。

（四）实验室的师资难以得到保证

在当前各高校大规模扩建实验室、增加实验项目的背景下，实验室的师资建设难以跟上实验室建设的步伐，师资短缺成为实验室发展的一个短板。以笔者所在的高校为例，从2012年至2020年九年间，学校新增了多个省级重点实验室、省工程技术研究中心和校级实验室，而同期的实验室管理人员，仅仅从30人增加至41人。[4]部分高校的实验指导人员专业不符、基本功较差、动手能力一般，加上平时忙于工作、疏于学习，原有的知识体系由于时代发展变化已经逐步淘汰和落后;部分高校的实验管理人员被定义为教辅人员，在职称评聘、职务晋升、工资待遇方面与专任教师都存在一定的差距。这些原因导致了实验室的师资缺乏。在开放性实验室建设当中，有的教师由于时间紧、科研教学任务重，没有时间参与实验指导;有的教师由于水平和能力有限，很难对学生进行专业、系统和全面的指导。[5]

加强高校开放性实验室建设的对策建议

要把开放性实验室建设好，需要思想重视、各方配合、加强教育、科学管理，为培养复合型和创新型人才发挥基础性作用。

（一）转变观念，树立以学生为中心的实验观

思想是行动的先导。要建设好开放性的实验室，就必须要解除思想上的禁锢，树立新的思想观念。一是从思想上重视开放性实验室的建设。要从培养高素质的合格的社会主义建设者的高度来对待开放性实验室的建设，认识到开放性实验室对于培养学生动手能力、思考能力、探索能力的重要意义。把实验教学作为整个教学工作中的重要环节，结合学生的知识水平和结构，通盘考虑，循序渐进地做好对全部实验室的开放式管理工作。二是树立以学生为中心的实验观。在传统的实验中，教师和管理人员是实验的主体，往往把学生置于“被管理”的地位，在这种管理理念之下，学生往往是被动参与实验室的各项实验，不利于激发学生的探索精神，也不利于建设和谐的师生关系。开放性实验室的建设，要求切实树立以学生为中心的实验观，鼓励学生积极参与实验的设计、操作、探索，注重学生的个体差异，教师和管理人员要主动与学生进行交流，倾听他们的合理意见和建议，合力攻克实验过程中的难关，构建和谐的师生关系。三是根据学生的不同情况因材施教。要根据不同生源的素质和水平，对实验的内容多元化，对基础比较差的学生，引导其参加基础性实验;对基础中等的学生，引导其参加素质提升类实验项目，对基础比较好的学生，引导其参加竞赛类的实验项目。实验室管理人员不但要做好保障实验室正常运行的基本要求，而且要给学生实验进行科学的指导，提供有益的建议，激发学习兴趣。[6]

（二）借力科技，发挥新技术对开放性实验室的支撑作用

科技兴则民族兴，科技强则国家强。科技是推动民族和国家前进的重要动力，也是推动开放性实验室建设的重要力量。一是充分发挥新媒体在开放性实验室建设的作用。传统的关于实验室操作的流程、安全准则、注意事项、规章制度的宣传，往往通过纸质媒体、课堂讲授、专家报告、实验室张贴、橱窗展示等方式进行，在短期内可能会取得一定的效果，但时间一长，学生可能就记得不牢固。新媒体时代的到来，这些流程、规章制度、注意事项等都可以通过“两微一端”进行推送。实验室的各种危险物标识、安全教育等内容还可以通过大学生喜爱的视频网站、微视频、抖音等新媒体进行推送，学生可以随时随地接受相关方面的知识学习。二是开发实验室智能管理系统。要采取联合开发、独立研制等手段，研发实验室智能管理系统，提高管理的科學性。智能管理系统应包括电源管理、门禁管理、人员管理、实验过程监控、通信信息、紧急事件报警等功能。通过智能管理系统，可以实现网上预约实验、推送实验仪器相关知识、宣传实验注意事项、监控实验过程、师生实时交流、一键报警等功能。这样既提高了管理的效率，充分配置了资源，也使实验的过程有了清晰的记录，教师可以同步对实验进行监控和指导。

（三）科学管理，提升开放性实验室的管理水平

科学管理是取得管理效果的前提基础。一要通过制度实现管人管事。制度具有长期性和全局性。要根据需要制定开放性实验室学生守则、实验室安全管理规定、大型仪器操作流程、实验室物品损坏赔偿办法、实验室节约规定、实验室事故处理办法、实验室预案、实验室责任事故追究办法等，通过制度实现实验室设备完好、运行顺畅、安全节约的目标，一旦发生事故，可依据制度追究相关人员责任。二要加强对实验室的过程管理。开放性实验模式下，学生进入实验室的时间不同、进度各异、实验步骤不一。为了确保取得预定的实验效果，提高实验的成功率，要加强对实验的过程管理。比如，学生在申报有较高难度的设计性实验时，要求学生提交开题报告，对实验的设想、内容、进度和预期成果以报告的形式呈现，交给专家评审认可后方可进行;在实验的过程中，要经常查看学生的实验记录本、材料领用本、经费使用本，搞清楚学生的实验进程。三要动员学生参与管理。师生共同参与实验室管理是提升实验室管理科学化水平的重要手段。可以组织学生社团，通过社团制定规章制度，形成自我管理、自我约束的管理氛围;还可以聘请研究生助管，设立勤工俭学职位，既可缓解学生经济压力，又可帮助学生树立主人翁意识。

（四）优化师资，建立一支适应开放性实验室建设的队伍

开放性实验对于指导教师的水平、能力、态度有较高的要求，实验能否顺利进行、达到预期目标，指导教师甚至起着非常关键的作用。一是要保障师资数量适应开放性实验室建设的需要。要根据实验室建设需要，大力引进相关的专业人才，大力创造干事创业的氛围，做到以事业留人、以待遇留人、以感情留人。当引进人才的数量不足以满足需要时，还可以通过返聘老教师、增加研究生助管等方法增加师资总量。二要改善实验指导教师的水平和能力。开放性实验的内容和形式比较灵活，往往涉及到学科的前沿知识或未知领域，这对指导教师的水平能力提出了更高的要求，这就要求学校通过集体备课、校外培训、提升学历、专家讲座、合作帮扶等方式提升指导教师的眼界和水平。当然，教师的敬业精神、合作态度对学生也有潜移默化的影响，也应当要强调。三要加大对实验教师的鼓励力度。要改变实验教师被定义为教辅人员的尴尬局面，帮助其树立主人翁意识，要给予实验教师和专任教师同样的政治和经济待遇。尊重实验教师在指导学生付出的劳动并给予一定的补偿。比如，指导学生人数为20人以下进行一般性的实验操作，可计3-6节课;指导学生进行综合性的实验操作，可计20-30课时。学生参加“挑战杯”等实验竞赛中获奖，可以奖励指导教师科研经费，在职务、职称晋升时作为科研成果看待。

结 语

建设开放性实验室是高等教育教学改革的趋势，对于提升高校发展的内涵、提升学生的思维能力和创新能力、培养复合型人才有着重要的作用。建设开放性实验室不可一蹴而就，要思想重视、遵循规律、综合施策、凝聚各方力量，把开放性实验室建设成展示高校水平、体现高校风貌的窗口。

参考文献

[1]王超.开放性实验室建设的难点及对策[J].衡水学院学报，2014（4）：82-84.

[2]习近平在清华大学考察时强调：坚持中国特色世界一流大学建设目标方向，为服务国家富强民族复兴人民幸福贡献力量[N].人民日报，2021-4-21.

[3]蒲保兴.开放性实验室建设的探索与思考[J].软件，2017（2）6-9.

[4]陈波，佟晓楠.新时期高校实验室安全管理体系构建研究[J].赣南师范大学学报，2021（6）：129-132.

[5]段佩玲等.高职院校开放性实验室建设的探索与实践[J].河南科技学院学报，2015（4）：106-109.

[6]邹勤等.开放性实验室创新管理模式的探讨[J].中国现代教育装备，2017（10）：19-21.

作者简介

张海英 赣南师范大学地理与环境工程学院助理实验师，研究方向为高校实验室管理