工程教育背景下实验室开放模式探讨

曹 毅，曹机良，许志忠

(河南工程学院 材料与化学工程系，河南 郑州 450007)

工程院校实验室是进行实验教学、科学研究和社会服务的主要基地，也是衡量高校办学实力和人才培养质量的重要标志.实验室开放是提高高校教学和科研水平的必要措施，是实验室科学管理的必然趋势，也是充分发挥实验室设备资源的重要形式[1-2].

河南工程学院是应用型工程院校，在工程教育背景下，主要培养应用型高素质人才，应高度重视实验教学环节.实验教学在培养学生的创新意识、创业素养和实践能力的过程中发挥着重要作用，合适的实验室开放形式，对提高学生的实践技能与创新能力，具有重要的意义.

轻化工程实验室是河南工程学院的重点实验室，它包括染整工程实验室、材料加工工程实验室、包装与印刷工程实验室.实验室的主要任务是轻工、纺织、食品化学类课程的体验性、验证性、综合性情景模拟的教学、科研和社会服务.在教育的改革开放过程中，实验教学内容得到了极大的丰富.为了适应教学改革的需要，本研究提出了具有工程教育特色的实验室开放模式，包括时间开放模式、内容开放模式和管理开放模式.

1 时间开放模式

对新成立的工程学院来说，实验室开放是一种新的实验室运行模式，也是实验教学改革的一次尝试，要突破传统实验教学的授课方式，以传授实验知识、提高创新能力为立足点，以创新思维、实验设计为核心，以工程教育为目标，循序渐进地培养具有创新精神、创新能力和扎实实验基础的高素质工程技术人才[3].轻化工程重点实验室根据自身学科和实验室的特色，根据实验教学、科学研究和社会服务的要求，采取了灵活的实验室时间开放模式.

由于实验室开放不能与正常的教学和实验活动冲突，所以只能利用课余时间,具体包括星期一至星期五课外活动时间和星期六、星期天全天.另外，考虑到某些教师的科研项目需要和一些学生的学习兴趣，本实验室在暑假和寒假期间也有特别开放时间，具体根据情况需要，由相关教师或学生提出申请而定.由此可见，除了平时的正常教学和实验活动外，学生均可以选择进入开放实验室，有着充分的自主性和灵活性.

2 内容开放模式

2．1 对辅助实验教学内容开放

为了加强学生对所学知识的进一步掌握和理解，轻化工程实验室在实验教学计划范围外，开放性地让学生选择与实验教学内容相关的项目，主要包括以下实验内容.

2．1．1 教学内容的扩展

由于受正常的实验教学计划课时所限，许多实验项目不能在规定的学时内完成，这样学生就可以利用实验室开放时间，继续完成更多延续和提高的实验内容.在计划实验教学项目的基础上，教师可围绕该实验项目，设定多个相关联的实验项目作为教学内容的补充和扩展，供感兴趣的学生选择.如在过氧化氢漂白工艺必修实验项目的基础上，设定了其他氧化剂的漂白工艺、过硫酸盐漂白工艺、还原漂白工艺等任选实验项目.学生如果选择了高锰酸钾漂白工艺项目，可进行一个学期的研究.在实验过程中，学生可自行完成实验过程，认真观察并记录实验结果.这样,调动和激发了学生学习的主动性和积极性，使学生独立思考、自主发挥，有了自主学习的时间和空间.

2．1．2 生产模拟实验

生产模拟实验是结合生产实际，进行的生产实际、工业运行环境模拟实验教学，每个实验项目都是一个完整的生产工艺过程，由原料至成品的加工过程.由学生向老师申请，虚拟成立了“博大印染有限公司”，将工程理念渗透到训练中，引入质量、成本、市场等概念，把质量意识、成本意识、团队意识等工程意识培养渗透到各个环节中.学生自己动手完成了工程技术训练项目，直接获得了对现代工业生产方式和生产工艺过程的基本认识，接受了生产工艺技术组织管理能力的基础训练，增强了工程实践能力，提高了综合素质.

已开设的生产模拟实验有：增白棉织物的生产加工模拟和染色棉织物的生产加工模拟.学生通过这两个生产加工模拟可获得从坯布到成品系统的生产加工知识，包括生产计划编制→生产任务下达→样品实验室仿制→样品试生产→成品生产加工.在生产模拟实验前，由学生提出实验项目申请，领取任务书，设计加工方案，仿制小样，试制中样，成品加工，提交总结报告和实物样品.

轻化工程实验室将生产模拟实验作为近期实验室开放的重点，通过对参加生产模拟实验学生的调查得知，学生感觉收获颇丰.同时,此举也得到了企业的认可，某公司点名力邀参加过生产模拟实验的学生到该单位工作.

2．2 对研究项目内容开放

利用实验室开放，学生参与教师的科研项目或者自己选择感兴趣的问题，边学习，边研究，深刻领会了科学研究的途径和方法.这不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力，也有效地培养了学生的创新思维和科研意识，促进了学生科研能力和创新能力的全面提高.

2．2．1 学生参加教师科研项目

在实验教学内容开放中，让学生参加到教师的科研项目中来，作为教师科研工作的助手.在实验室开放的准备时间，教师发布科研项目题目，吸收部分优秀学生进入实验室参与教师的科研活动.指导教师可引导学生学会用多种方法思考问题，用专业知识分析和解决问题，使学生在亲身体验成功和失败、发现与创造中初步学会研究的一般方法.这种形式对于培养学生形成积极的学习态度和良好的学习策略，对于培养学生的创新精神和实践能力，有重要的意义.参与实验室开放的同学不仅通过参与教师的科研了解到学科的发展现状、接触到学科的热点问题，还可以从指导教师身上学到做人、做事、做学问的道理,对自身的成长大有裨益.学生在实践中发挥自主创造性，提高了分析问题和解决问题的能力,这样既利于人才的培养，又利于科研的开展，对教师的工作也有一定促进作用.轻化工程实验室每学期开放的科研项目有大约二十个，参加的学生约九十人.

2．2．2 学生自选探究项目

学生利用实验室开放，对自己感兴趣的问题进行探究，进入实验室进行科研和创新活动.这种方法贯彻了因材施教的原则，使一部分有兴趣、有潜质的学生有一个发展的余地，给他们一个选择自我发展方向的机会和体现自身特点的空间，进而发掘自身的潜能.这种项目由学生自己提出来，在教师的指导下，学生按要求独立查阅文献资料，设计实验方案，由老师审核同意后，自主进行实验.学生通过对实验结果的分析得出结论，从而达到自我提高的目的.模拟科学研究的基本过程，可以使学生受到研究过程的全程的训练.如学生自选了B型活性染料羊毛染色性能研究并对该项目进行了一个学期的探究，使自己的专业素养得到了有效的提升.

2．3 对校园文化活动开放

轻化工程实验室积极参与校园文化活动.在学院开展的“立德树人、成长成才”主题教育活动中，着力培养学生奋发向上、勇于创新的探索精神，营造“勤奋学习、善于创造、自觉实践、奋发成才”的良好风气，指导学生结合自己的专业，利用实验室开放，积极设计和制作健康向上的艺术作品.学生制作了双龙戏珠青花瓷印花工艺品和环保购物袋等作品，参加了“河南工程学院第二届科技文化艺术节”和“大学生创新成果展示”活动.这样的活动使学生的专业素质和文化修养得以提高，创新意识得以进一步增强.

2．4 对社会服务开放

轻化工程实验室积极发挥辐射作用，面向地方，服务社会，承担着郑州市职业技能鉴定印染试验工、化纤聚合工和印刷制板工的实操考核、培训和取证工作.同时,实验室与西安工程科技大学、郑州大学联合培养学生，开展高水平合作研究，促进了院校之间的交流，同时带来了许多新思想和新方法，增强了实验室的活力.

3 实验室开放的管理模式

通过对实验室开放工作的探索与实施，体会到了实验室开放工作的重点是实验教学，体现在注重学生工程素质的培养上.为了促进实验室的规范化管理,在实验室开放的管理模式上，主要采取以下措施.

3．1 教师参与管理

教师积极参与是实验室开放的前提，只有调动教师积极参与，实验室开放才能真正有效地进行.教师积极准备实验室开放项目以备学生选择，填写“河南工程学院开放实验项目申报表”报系、教务处审批后开始实施.学生可以在教师的指导下根据自己的特长，利用课余时间参加实验教学和科研活动，提高自己的动手能力、分析问题与解决问题的能力，为今后的工作打下良好基础.

3．2 引导学生积极参与

学生的积极参与是实验室开放的主体.实验室开放由学生自愿报名，根据自己的兴趣选择要参加的实验项目，并填写“河南工程学院学生进入开放实验室申请表”交至实验中心备案即可实施.在动员学生参加实验室开放时，学生的积极性很高，在自愿选择实验项目时，有的学生既选择了教学辅助项目又选择了科研项目.由于是利用业余时间进行开放实验，选择太多可能完成不了任务，并且实验设备也可能产生使用冲突.这就需要教师引导学生进行取舍，要达到既能有效利用实验设备，又不造成争设备、争地点的混乱状况，这需要教师的精心组织与合理调度.

3．3 规范实验室管理

实验室规范化管理是实验室开放的保障.实验室开放的大部分时间是由学生自行观察和实验，实验中常接触水、电、火、易燃易爆或具腐蚀性毒性的药品，保证安全尤为重要.轻化工程实验室除日常管理规定外，又补充了系实验室开放管理规定, 加强了实验室技术人员的安全意识，提高了管理人员的责任感.同时，在实验前组织学生认真学习实验室管理规章制度，对进入实验室的学生进行必要的安全教育，提高学生的安全防范意识，有效地保障了财产与人身的安全.认真落实实验室开放的安全责任制，才能减少实验室潜在的安全隐患，保障实验室开放的教学效果和质量.

3．4 加强教学效果的考核

教学效果的考核是实验室开放持续发展的关键.开放实验教学在对学生成绩进行评价时一定要公平合理，进行科学评价.如何制定考查学生创新能力的评分体系是值得研究的课题.实验室开放教学效果的考核，不是对规定实验内容掌握程度的考试考核，而是对不同的开放类型采用灵活的能力考核方式，着重考查学生的实验动手能力及对实验数据的处理分析能力.在学院实验室开放的管理规定中，虽然规定“选做开放实验的学生，应按实验室确定的实验时间、地点，按时参加实验，对学生的要求和公选课的管理要求一致”，但没有明确将开放实验室管理纳入学生实验教学环节，学生参加开放实验室实验项目的考核成绩还不能以学分的形式计入总学分，等同与公选课的学分.由于激励机制不到位和学生个人认识等因素的限制，也有一些学生没能从头至尾长期地坚持下来，存在着半途而废的情况.建议学院继续完善实验室开放管理规定，设置创新学分，设立实验室开放专项基金给予一定的消耗材料的经费支持，提高学生参与实验室开放的积极性，使实验室开放能够长久持续发展.

4 结束语

实验室开放是一项长期复杂的系统工程，是提高实验教学质量的重要手段.在组织和实施的过程中还会不断发现问题，这都需要认真总结改进，争取取得实验室开放的最优效果.只有继续完善实验开放模式，才能使实验室开放得到可持续的发展.

参考文献:

[1] 王会文. 实验室开放的研究与探讨[J]. 实验室科学, 2009(4):138-139.

[2] 刘海燕, 孙红梅, 王广慧. 应用型本科高校实验教学体系的研究与探索[J]. 长春工业大学学报, 2009(3):72-73.

[3] 沙力争, 赵会芳. 轻工学科群综合人才培养的专业实验模式[J]. 教育理论与实践, 2008(11):53-55.