高校实验室开放实施方案的研究与探索

＊胡林楠

（1.西安石油大学地球科学与工程学院 陕西 710038 2.陕西省油气成藏地质学重点实验室 陕西 710038）

近年来，因高校办学规模扩大和教育教学改革，高校实验室管理和运作模式发生了很大变化，实验与实践教学环节在教学过程中出现的比例也大大增加。传统的实验教学都是内嵌于理论教学之中，总体占比很小，一般为2～3个实验，占用4～6个课时，是该门课最核心的几个实验。有些高年级的专业课实验，由于专业性仪器台（套）数很少，一般只做演示性实验。此外，复杂点的实验都涉及前处理或者实验时间较长，在实际教学中，通常是老师提前做好全部实验准备，仅在课堂的有限时间里给学生演示最核心的部分，学生无法实际操作，甚至不掌握实验的全部过程。鉴于这种情况，为了激发学生的自主创新意识，切实增强学生的实践动手能力，各高校纷纷尝试不同的实验教学方法改革，让实验室面向学生全面开放，让学生最大限度地走进实验室，独立自主全流程全要素完成前处理、实验过程、数据分析等实验环节，培养学生掌握科学研究方法，提高人才培养质量，实现教学改革目标。近年来，我院重组整合教学实验室，成立油气地质与地球物理实验教学示范中心，新增《结晶学与矿物学实验》《矿物岩石鉴定实验》等近10门实验课程，大幅度增加了实验课程，提高了实验教学的比例，让学生有更多的时间和机会自己完成实验，而不只是观看老师的实验成果。但与其他高校，尤其是985、211高校相比，我校实验教学在培养学生独立解决问题能力和开放程度上仍有较大差距，因此继续加大实验室开放力度，努力培养学生的创新精神，提高学生独立思考解决问题的能力是今后一段时期面临的重要任务。

开放实验室是提升实验教学质量的有效途径。开放实验室是指导学生在开放的时间里完成开放式的内容，这就需要学生自己独立思考完成，其侧重于理论教学中的实验教学环节，不同于传统的老师安排内容、规定步骤，学生按部就班得到数据、完成报告。而是让学生就自己感兴趣的内容，通过老师指导和自主预习来设计实验，在自己方便的时间，在老师或者实验员的陪同下，完成实验得到数据。在这个过程中，尽量引导学生自己完成，遇到问题自己解决。不过现在国内的大部分高校只能对本校学生或者对本院系相关专业开放，一般达不到跨专业跨学科开放，或者是对其他院校、甚至社会机构开放[1]。

1.国内外实验室开放情况

国外高校实验室开放已经非常普遍，具有了基本固定的流程与模式。很多国外的大学仪器设备都是常年开放供学生使用的，只要取得了使用资格证，经实验室管理员同意均可使用，有的甚至可以24小时开放。而且国外高校的实验室开放一般分为三种等级开放：基础实验室通常是面向本学院或者全校开放，是日常教学的补充；专业性强的专业实验仪器大部分是面向高年级学生、研究生、老师开放，是为各种科研项目服务的；实验研究中心、重点实验室之类的，因为实验仪器价值很高，数量很少，则会面向全社会开放。这其中不管是哪一类实验室基本都是实行预约制，只要你有仪器操作证，知道怎么使用，就可以自行预约，完全不受上下班限制。例如：日本广岛大学的生物生产学部的食品工学实验室、食品物理学实验室、动物产品加工实验室等都是面向学部学生全面开放的。甚至有位广岛大学理学部搞地质的中国留学生通过互联网与东京某学院联系，预约后到该校使用全日本唯一的一台设备进行试验[2]。

国内的各所高校也在开放实验室方面进行了很多尝试，并且取得了很多成功的经验[3]。例如中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，针对地质实验室开放过程中老师与学生的时间不匹配，试验设备数量与学生数量冲突等问题，学校设计了基于读卡系统、互动系统、视频监控和学生自主预约的教学实验室开放管理系统，彻底实现了教学实验室自主开放，确保学生实验课顺利完成[4]。还有例如苏州市职业大学计算机工程学院，也是自主研究搭建了智慧实验室综合管理平台，管理平台涉及了实验教学管理与实验室开放管理方面的一些主要功能，改善甚至解决了高校实验室存在的人工管理、智慧化建设缓慢、开放共享不足的问题[5]。

2.实验室开放的重要性

对于学生而言，开放实验室可以使他们不再局限于老师指定的实验内容，转而实践自己感兴趣的部分，进而调动学生的学习热情和主观能动性，让他们更愿意参与到实践环节，提高动手能力[6]。比如参加专业竞赛或者大学生创新创业项目的学生，他们都需要通过实践项目帮助他们尽快掌握技能、提高能力。

对于学校来说，开放实验室可以让实验室里的仪器设备大大提高利用率，特别是石油地质类的相关仪器，由于专业性强、精度高、操作难度大，大部分时候是一个学年只在相应几门专业课上用一用，长时间处于闲置状态[7]。开放实验室制度一是可以让学生在老师的指导下更多地进行专业仪器操作，提高仪器开机时间，避免了因为长期闲置而导致的仪器损坏；二是从学校的全局来看，不同学院相关实验室之间的开放，可以更加合理地配置实验仪器，避免重复购买建设，优化教育教学资源[8]。例如，我校地球科学与工程学院的《油层物理》实验就是在石油工程学院的专业实验室上课，通过相互开放，实现了资源共享互利共赢。

3.实验室开放的实施方案

(1)前期组织

实验室对外开放并不表示学生可以随时进入实验室进行实验，学生需要完成很多前期的准备工作，以便完成后期实验。

首先，学生需要根据自己的问题和需求，确定开放实验的内容。一般分为两种情况：一是参加各类专业学科竞赛或者参加考研复试的学生，根据需要确定实验内容，并寻找合适的指导老师；二是老师的科研项目中涉及的实验部分，根据科研的需求确定实验项目，再招募对此感兴趣的学生开展实验。

其次，在确定了实验内容之后，由学生在实验室管理员处提交申请，包括实验地点、实验时间等，由管理员统一安排制订实验课表，按申请时间开放实验室。

(2)实验准备

在完成前期组织后，学生已经确定了实验的时间、地点和内容，接下来就要为正式进入实验室做好准备。在此还有两项工作需要完成：第一，因石油地质的专业仪器都属于大型贵重仪器，专业性强，操作精度高，对实验操作人员有很高的技术要求，所以对申请的学生要求也比较严格，学生在使用前必须仔细认真地预习实验内容，包括实验目的、实验流程、仪器的操作、可能遇到的问题及解决方案等，尤其是仪器操作和突发情况的应对，必须进行培训后才可以进入实验室进行操作。第二，做好实验室安全教育。无论是哪个级别的实验室，在进入之前，无论学生还是指导老师，都需要认真学习学校的实验室安全准入制度以及对应实验室的安全规章制度，熟悉实验室的危险源及相应应急措施，并且完成网上考核，只有考核成绩达到标准，才具备进入实验室的资格。

(3)完成实验

在完成了全部准备工作之后，按照申请的时间，学生在指导老师的带领下，进入实验室进行实验。实验过程中，尽量保证学生可以独立操作完成实验，如果遇到问题可以先自己想办法解决，指导老师尽量不参与，达到培养学生独立实验能力和应对突发状况的处置能力的目的。试验全程指导老师或者实验管理员需要在场辅助指导，维持秩序，确保学生操作得当，同时做好安全防护，避免出现安全事故。

学生在实验完成后，自行进行实验数据处理、总结梳理问题、分析获得结论。如果数据有疑问或偏差，可以联系指导老师，若需要重做实验，可以再次按照流程申请实验室，重新完成实验，直到彻底掌握实验方法、获得正确的实验数据。需要注意的是，实验室基本安全网上考核一个学期只需要完成一次，如果重复实验，不需要每次都参加考试。但是专业实验仪器操作等直接关乎实验成败的内容，需要学生每次进入实验室前都进行预习。

4.实验室开放的初步成效

全国各所高校在实验室开放方面都在不断尝试与摸索，相关的方案也层出不穷，甚至有的高校还研发了相关的办公系统，旨在提高办公效率，更进一步让开放实验室这件事情不受时间人员的限制[9]。这些年我院在实验室开放方面一直在摸索经验，实施方案、管理办法根据实际工作中遇到的各类问题不断地调整完善，尽量做到既能达到培养学生的目的，也能最大限度地提供方便。到目前为止，按照现有的开放制度，大大提高了学生对实验实践活动的兴趣，开放实验室预约人数年年攀升，学生越来越多地参与到了实验环节，这样既加深了对本身课程的理解学习，又提高了学生的动手能力。近几年，我院组队参加的全国地质技能各种大赛中取得了优异成绩（表1），学生实验实践水平明显提高。大量的实践活动激发了学生动手操作的乐趣和热情，加深了学生对本专业的认识和热爱，吸引了更多本科生报考研究生，扩大了研究生储备。

表1 近三年部分参赛获奖情况

当然，现在的实验室开放制度还不是很完善，绝大部分高校都是局限在自己学校或者自己学院内部，涉及到的学生、老师、实验室数量都不会很多，人员范围也相对固定，管理起来比较简单，但是如果将实验室开放范围扩大，管理的漏洞就会显现出来，安全隐患的风险也会相应增加，而这正是需要我们继续摸索实践的领域。

5.实验室开放的措施计划

鉴于已经取得的成果，开放实验室确实是一件非常有利于学生培养和学校发展的好事，但随着开放的力度越来越大，参与的学生越来越多，实验室面临的考验也越来越严峻，尤其是目前很多学校由于办学规模扩大、原校区发展受限等因素，异地新建了不同的校区，也使得实验室开放面临新的机遇与挑战。近年来，我校也新建了鄠邑校区，开启了“两地办学”模式，通过前期的努力和摸索，我们针对“两地办学”模式下加强实验室开放工作提出以下思路和对策。

第一，注重全局统筹规划。鉴于“两地办学”的不便性，学校更应该注重全局观，从校级层面加强整体规划，避免各个院系单打独斗，自成一派，最大限度地做到物尽其用，争取实现整个大学内部的实验室共享，这样既增加了实验室开放的广度，统一的管理也会让学生更加方便。既有利于资源共享、人员互补，也有利于学生参与学校建设发展。

第二，完善管理规章制度。伴随着实验室开放的力度更大、范围更广，我们现有规章制度的弊端就会越来越明显。例如随着越来越多外专业学生走进实验室，实验室的管理制度、实验仪器的操作流程、应对突发事件的应急预案，都需要做出相应的修订，更加完善的规章制度，更多关注细节的管理办法、实施方案，是保证实验室正常开放、学生安全实验的根本。

第三，建立绩效考核办法。有了学校的规划和引领，有了完善的规章制度保证，下面就需要更多的政策来鼓励各个院系、各个实验中心和更多的实验室管理人员、实验指导老师参与进来，开放更多的实验项目，开放更多的实验室，大力增加开放的力度。除了常规实验课程之外，因为开放实验室而增加的工作量，应该根据实际实验课时数额外计算。或者，针对开放实验室及其管理人员，根据实际开放时长给予一定的补贴等等，政策的倾斜才能让实验室管理员和实验指导教师更加愿意参与实验室开放。

第四，加强实验经费保障。随着越来越多的实验室开放，也有越来越多的学生参与进来，实验项数的不断增加，必然导致实验耗材的消耗变快，除了部分科研实验项目有一定实验经费支持外，大部分面向本科生的、旨在提高学生实验能力，补充本身实验教学漏洞的实验是没有实验经费单独支持的，这就无形中增加了实验室本身的运维成本，更何况一些高精尖专业仪器的损耗、实验耗材也是不小的开销。这就要求学校或者二级学院，针对本学院的实验室开放情况，每年增加实验室耗材的预算，或者设立专门针对开放实验室的经费预算，用以补贴学生参加开放实验室所需要的材料器材消耗。

第五，完善配套激励措施。在鼓励学生参加实验室开放活动上，提出一些奖励机制。对于那些积极参加、并在实验过程中表现优异、取得良好实验成果的学生，学院应该给予一定的鼓励，无论是获得课外实践学分，还是颁发证书，都可以最大限度地让学生愿意走进实验室，参与到我们的开放实验室中，并且从中得到收获。

我们始终相信，在这个越来越开放的时代，开放实验室也是大势所趋，我们一起共同努力，一定可以让实验室的开放力度更大，开放时间更长，开放范围更广，让更多的学生参加和受益[10]。