在高等教育中, 实验室在培养学生动手能力、分析问题能力、科学的思维方法等方面具有举足轻重作用。但随着时代的发展, 传统的实验室显出其不足, 因为其是封闭的, 学生只能在规定的时间做固定的实验, 这种传统的模式, 不能发挥学生对实验的积极性、主动性, 阻碍了学生动手能力和创新精神及综合素质的培养与提高。因此, 必须改革。开放实验室是针对这种传统的实验模式而提出的, 它是实验教学改革的一项重要内容, 是培养创新型人才的有效途径。下面就开放实验室的意义、模式、建设与管理等进行探讨。
1 开放实验室的意义
1.1 可以更好地培养学生的实践能力和创新能力
培养和提高学生的实践能力是实践教学的核心内容和目的, 是培养学生综合能力和创新能力的重要手段。实验室的开放教学, 可使学生对所学的理论知识融会贯通, 并得以加深和巩固。学生可以在实验过程中积极思维, 独立解决所遇到的实际问题, 掌握所学理论知识的重点和难点, 掌握各种实验手段和实验设备的原理和操作, 调动学生积极思考。学生有机会在老师的指导下发挥特长, 养成独立分析问题、解决问题的习惯。开放实验室让学生充分发挥自己的主观能动性, 主动去驾驭整个实验过程, 学生在实验过程中处于主体地位, 在主动、愉快的实验环境中充分发挥个性, 培养能力, 在知识、能力、品格方面都得以提高。开放实验室可以增加学生的实验兴趣, 提高他们的操作能力, 充分发挥学生的自觉性、独立性、积极性、主动性和创造性。
1.2 有助于培养学生科研能力和自我管理能力
开放实验室有助于将学生的兴趣和精力引导到实验、学习和科研中来, 有利于学生身心的全面发展。对学生的身心健康、自我管理和自我约束能力的培养是大有裨益的。目前高校的学生科研工作已被纳人议事日程, 学生科研通常是利用课余时间在老师的指导下完成。通过开放实验室, 为学生提供便利条件和必要的仪器设备保证, 在教师给予必要指导前提下让学生充分发挥个人的才智, 进行科研实践中实验仿真和验证, 以完善他们的设计和研究, 搞好科研工作。
1.3 有利于高校实验室的改革和高校实验教学的发展
根据学生的需要和实际的不足, 有目标、有重点地进行实验仪器设备的投人, 可以更好地完善实验室功能, 促进实验室的全面发展。开放实验室有利于促进高校实验室的改革, 对实验室的建设、工作内容、工作方式和手段等方面的完善起着重要的作用。同时可以提高高校实验室为学校教学、科研服务的质量, 增加教学职能, 发挥培养学生能力的作用。
2 实验室开放模式
采取多种形式的实验室开放, 满足各个学生层次需要。
2.1 认知型和基本技能训练型
认知型和基本技能训练型开放包括参观实验室和大型仪器设备、基本实验操作开放等。通过开放, 不仅给予学生了解学校实验窒建设情况、仪器设备状况及其功能的机会, 促进学生对基本实验原理和程序的掌握, 培养学生的基本实验技能, 也增强了学生对学校的感情和专业的认识。
2.2 教学计划内实验项目型
随着“学分制”本科教育的实施, 学生选课和上课自主性增大, 严格规定上课内容、时间和地点在某种程度上限制了学生学习的自主性和自身兴趣爱好的发展, 这种形式的开放有效地解决了对实验时间和实验内容的限制。实验室开放不仅是时间上开放更重要是内容和方法上的开放, 注重学生个性差异的存在。
2.3 课程设计、毕业设计型
教师拟定毕业论文的题目, 学生自行查阅资料, 提出设计方案, 独立完成实验、撰写论文。这种开放培养了学生独立开展实验的能力, 满足了教学和个性化发展的需要, 是一种全开放形式, 面向高年级的学生。
2.4 学生科学研究型
目前各高校都不同程度的鼓励吸收一部分高年级的学生参与教师的科研工作, 学生在教师的指导下查阅文献、收集资料, 制定实验方案, 进行较高层次的研究。通过教师的指导, 学生从中感受到科研工作的内涵, 能较快地熟悉科研一般过程, 掌握科学研究的基本规律和科学的思维方法。这对学生今后的成长非常有益。
2.5 学生科技活动型
学生自行拟定科技活动课题。结合实验室的方向和条件, 开展小制作、小发明、小创造、小论文等科技活动和各类实验竞赛活动, 根据课题的研究方向, 联系相关的实验室和指导教师, 开展实验工作。学生科技活动型开放为基础好、能力强的优秀学生提供了实践锻炼和提高的机会, 提高了学生科研能力。
2.6 人文素质与能力培养型
结合学生社团、兴趣爱好者协会等的活动内容。在实验室、大学生创新基地进行第二课堂、创新活动、创业活动等素质与能力培养的过程。既丰富了学生的生活又提高学生的人文素质。
3 开放实验室的建设与管理
3.1 开放实验室建设中需要解决的问题
3.1.1 实验室管理问题
由于实验室开放后所面对的群体与以前大为不同, 实验室的性质也有所改变, 学生的实验是自主实验, 较为零散, 这样给实验室管理工作带来了一定的难度。同时由于学生的水平参差不齐, 对仪器设备的损伤熟悉程度不一, 给仪器设备的管理维护带来了一定的难度。因此, 必须制定实验室开放管理办法和仪器设备管理办法, 制定相关的配套政策。具体实施时, 可对进入实验室进行开放实验的学生提出具体要求和条件限制, 也可以利用计算机管理系统对开放实验室的各实验系统进行监控管理。
3.1.2 实验过程中的指导问题
开放实验室后, 学生实验内容较繁杂, 难度加大, 涉及的知识面较宽, 因而对实验指导教师的素质和水平提出了更高的要求, 要求指导教师具有更多的知识储备和实验操作的技能。因此, 实验指导教师必须注意自身业务能力的提高, 不断地给自己“充电”, 学校可适时地为他们业务能力的培养创造条件。
3.1.3 实验室开放中的费用问题
开放高校实验室, 必然会涉及到费用问题, 包括实验室的管理维护、仪器设备的折旧、实验耗材使用等费用, 还涉及到指导教师的报酬问题。实验指导教师的报酬应适当提高, 以调动其积极性和主动性, 做到人尽其职, 充分挖掘潜力, 为培养学生的综合能力创造条件。
3.2 开放实验室管理中应采取的措施
3.2.1 建立科学的管理模式
学校成立实验中心, 由实验中心及各实验室专门承担全校各院、系相关实验课程的实验教学和相关方向的科研工作, 实验教学任务由学院统一下达, 具体工作由实验中心及各实验室安排协调。经实践, 此管理模式是成功可行的。
实验中心分管实验教学和实验室管理工作, 仪器设备由实验技术人员专人管理, 教师与实验技术人员的职责相对明确, 教师主要负责实验课程的建设、承担实验教学任务, 并负责实验教学改革、新实验项目的开发和实验指导书的编写等;实验技术人员主要负责实验中心的建设和仪器设备的采购、管理、调配、维修和维护, 按照实验教学要求配备实验装置, 做好实验课程的准备工作等。
3.2.2 建立健全管理规章制度
实验中心及实验室, 必须建立健全岗位责任制和各项管理规章制度, 包括安全管理制度、仪器设备管理制度、学生实验守则、实验技术人员职责、实验指导教师职责、教师科研实验室管理制度、学生创新开放实验室管理制度等。
3.2.3 加强实验队伍的建设与管理
抓好实验技术队伍的建设, 要求各院校必须辅之于相应的必要措施:一要正确对待实验技术人员的地位和作用, 确立实验技术人员应有的地位及相应的经济待遇, 为他们的进修学习创造条件。二要实现实验技术队伍的合理化, 结构合理的实验队伍应该是年龄、职称、学历等结构都合理, 这就需要学校为实验技术人员创造良好的工作和生活环境, 以保证中青年、高职称的人员愿意到实验室的工作岗位上来, 建立一支结构合理的实验技术队伍。
3.2.4 设立实验室开放专项基金
随着新技术的发展, 各个学科、专业相关课程的实验仪器设备推陈出新, 有些实验室的实验设备匮乏, 不能满足学生实验和能力培养的要求。因此必须适时投人经费, 对陈旧落后的设备进行更新, 适量添置开放实验所必须的仪器设备, 完善实验室的功能。
3.2.5 根据相应的实验设置相应的学分
从目前学生实验的状况来看, 在实验过程中有部分学生积极性不高, 存在应付或敷衍的现象, 没有认识到实验对于培养自身能力的重要性。为了改变这种状况, 使开放实验室不会有名无实, 建议对学生进行课外开放实验时, 根据开放实验的数量、难度, 给予学生相应的学分, 以鼓励学生主动参与。
3.2.6 完善实验教学档案和仪器设备管理
为避免学生在实验过程中造成仪器设备的损坏, 将一些典型的危及设备安全的违规操作在实验室醒目位置予以警示。为了增强学生责任意识, 对进人实验室的学生, 必须严格登记其使用仪器设备的名称与编号。因此, 学生进入实验室的第一件事是检查仪器设备的好坏, 有问题及时向管理人员报告, 正式实验开始之后, 出现的故障可视为本次实验造成。对于明显由于违规和不当操作造成的仪器设备损坏, 学生应按实验室有关规章予以经济赔偿。
建立开放实验室管理系统, 必须利用管理软件对开放实验和仪器设备进行规范化管理。实验管理人员可以在计算机中对实验教学大纲、指导教材、教学日历、教学文件、实验报告等整理建档, 并登记仪器设备使用、维护情况, 登记参加开放实验学生的基本信息及实验指导教师登记并发布学生实验的成绩、学分等等, 将现代化的管理手段融入开放实验室的管理中。
4 结语
高校实验室开放, 是实施素质教育, 培养学生创新精神和实践能力的重要途径。实验室开放不是简单的时间和空间开放的问题, 而是一项系统工程, 涉及实验室资源的配置、实验队伍建设、科学规范的管理制度建设, 同时必须与实验教学体系、教学内容、教学方法、教学手段等的改革相结合, 与高校的实际和基本条件相适应。实验室层次开放, 可较好地解决现阶段高校实验室开放与条件之间的矛盾, 是一种比较切实可行的实验室开放模式。开放实验室对培养学生的动手能力, 全面提高教学质量能够起到很好的作用。随着高科技的不断发展, 社会竞争会越来越激烈, 更要求高等院校必须开放实验室, 只有在开放中实现自身现代化, 不断吸取先进的科学技术和管理经验, 才能培养出更多的创新能力强的跨世纪人才。
摘要：对开放实验室的意义、模式、管理方式、存在的问题及解决方法等进行了探讨。
关键词：开放实验室,创新,模式,管理,研究
参考文献
[1] 王春义.加强实验教学提高学生的创新能力[J].实验技术与管理, 2002, 19 (5) :129～130.
[2] 曹锐, 徐朝军.开放实验室管理理念及实现[J].实验室研究探索, 2002, 21 (3) :108～110.
[3] 甘纯巩, 李今煌, 谢苗.开放式公共实验室管理的探讨[J].实验室研究与探索, 2005 (1) :83～86.