强化开放式实验教学 培养创新型人才

王立云 王龙樟

摘 要 培养创新型人才是高等教育改革的根本任务。开放实验室存在管理、师质力量、学术交流以及仪器设备等方面的优势，可以弥补传统教学在实验教学方面的不足。利用开放实验室开展开放式实验教学，为学生搭建科技创新活动平台、开展学术交流、培养动手能力、参与对外服务，为社会输送创新型人才。开放式实验教学锻炼了学生的创新思维，提高了学生的动手能力，也因此提高了学生的就业率。

关键词 开放式实验室 开放式实验教学 传统教学 创新型人才

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.03.036

Abstract Training innovative talents is the fundamental task of higher education reform. Open laboratory has the advantages of management， teacher quality， academic exchanges and equipment， which could overcame the shortcomings of traditional teaching in experimental teaching. Experimental teaching are performed in open laboratories， to build a platform for scientific and technological innovation activities， to carry out academic exchanges for students， to cultivate students' hands-on ability， and to provide students external services， providing more innovative talents' for the community. Open experimental teaching exercises students' innovative thinking， improves students' practical ability， and thus increases students' employment rate.

Keywords open laboratory； open experimental teaching； traditional teaching； innovative talents

0 前言

隨着科技的快速发展以及社会竞争的日趋激烈，社会对创新型人才的需求越来越高。目前相当多的学生缺乏创新精神，社会适应能力不强，理论联系实际的能力不足。积极推动研究型教育，提高学生的创新能力是时代赋予高校的新要求。当代大学生的教育已由过去的注重基础理论转向素质能力全面发展的创新阶段。高校的教育应以拓展学生的专业能力，培养他们的社会责任感和就业能力为中心。强化学生的主体地位，积极调动其主观能动性、强化兴趣和能力的培养，培养学生的创新思维，不仅是高等教育深化教学改革的重要目标，也是高校创新型人才培养的重要组成部分。[1]

实验教学作为理论教学的继续和延伸，在培养具有高素质的创新型科研人才的过程中占有不可取代的地位。利用资源共享的大型仪器设备，为高校学生开展设计性、研究型实验非常重要。高校开放式实验室集教学、实验、培训、科研、对外服务于一体，如何使开放实验室有效的运行，除了充分发挥其各种优势，积极开展教学实验、培训和科研活动外，不断地改进开放实验室的运行模式使它更好地为实验教学服务、为社会服务十分必要。

1 传统实验教学方法的不足

大学生在课堂上学的理论知识很多，老师还应指导学生把所学知识运用于实践工作，服务于社会。传统实验教学方法存在明显的不足：传统实验室教学基本都是采用演示实验教学，但是大型仪器实验内容抽象、复杂，学生预习困难，演示实验内容都由老师提前准备，这样的实验方式不能使学生学会主动思考，不能调动学生的积极性，学生的创新能力也不能得到发挥。大型仪器分析在灵敏度、准确性及精确度上要求很高，传统的实验教学只能指导学生了解实验过程，不会对实验数据进行分析处理，这样严重的影响了学生对待科学态度的严谨性。另一方面原有的运行体制由于仪器设备利用率不高，在仪器运行维护过程中，经常出现经费紧缺现象，因此不但要改变传统的教学方法，同时还要改变传统的实验室运行模式。传统的实验室限制了实验教学方法的提高，也使教学设备严重滞后，不利于学生的创新能力的培养。

2 开放实验室的优势

开放实验室有严格的科学管理体系。实验室实行对外有偿服务，仪器测试收入的部分作为仪器的维护经费，部分作为申购新仪器的经费，既保障了仪器的运作经费，也促进了实验室的发展和不断壮大，使得实验室的设备处在良好的进行状态，而且还保障了运行设备的更新。由专业维修人员承担日常保养，设立了大型仪器运行和维修的专项基金，确保大型仪器的正常运行。科学的管理措施促进了开放实验室的良性循环。国家重点实验室成立以来，建立健全了一整套完整、实用的大型仪器设备管理规章制度、操作规程，实验室作为创新人才培养示范基地，为了确保开放式实验室的高效运行，各大型仪器设备的使用、管理、维护和保养等方面都有实验技术人员专职负责管理。[2]

开放式实验室不但设备先进，运行稳定，而且还拥有一支高水平的教师队伍，高级职称占比94%，高职人员中院士、杰青和长江学者占比1/3。这支高水平的教师队伍有助于指导学生进行科研训练，能使学生了解和掌握科研方法，提高学生的专业素质，将科研进展和实验教学融合在一起，拉近了抽象理论和实际的距离，培养了学生理论联系实际的能力，提高了学生的学习兴趣，从而提高了学生的综合素质和科研能力。

通過实验室人员队伍建设促进开放式实验室的高效运行。定期参加国内外学术交流活动已经成为实验技术人员岗位的要求，这样可以保证仪器管理人员了解本专业检测技术和检测仪器的现状，掌握本领域国内外检测技术、检测仪器的发展前沿。不断开发和扩展现有仪器设备平台的功能和应用领域，适应现代科学研究不断更新的要求，更加有利于大型仪器的开放共享。[3]

开放实验室拥有大型仪器的平台体系。实验室主要有地质学和地质资源与地质工程两大学科支撑，地质学包含深部地球物质研究和微区地球化学两大平台，地质资源与地质工程学科由成矿系统和成矿预测与评价两大平台构成。在四个平台体系中，大于40万元的仪器有48台，这些仪器支撑起地质科学前沿的研究平台。

3 利用开放实验室开展开放式实验教学

搭建大学生科技创新活动平台。该平台不仅为学生提供了培养科研素质和展示自我的机会，同时也把教师的教学科研工作与学生的科技创新有机的结合起来。开放实验室不仅持续组织对本校学生、外单位实验人员的上机培训和数据处理方法培训，同时还承担学生实验教学任务以及毕业生毕业论文的实验测试部分。[4]实验室建立了网上预约平台，学生可以根据仪器设备开放时间和本人时间自主预约实验项目，让学生课余时间能多一些上仪器的机会，使学生更加熟练的掌握仪器，这样有助于提高学生的综合素质，提高学生的社会竞争力。[5]

大学生科技创新活动平台在创新型人才培养中发挥重要的作用。学生的创新思维不可能凭空产生，从多方面提供给学生实践机会，在不断的实践中发现问题，才能萌发创新思想。大学生实践创新计划项目是高校培养创新型高素质人才的全新途径。学生可以通过申请学校的大学生创新项目，根据项目需求进行实验测试，也可以采用和老师合作，参加老师的科研项目，还可以申请实验室设立的助管、助研岗位，从多种渠道获取实践机会。[6]实验室各平台团队的学生活动踊跃，SEDI地球深部研究团队、ODM公开讨论会、IAMG-SCC国际数学地球科学协会学生分会每周一次讨论会，在讨论会上学生相互交流自己实验成果，共同解决遇到的问题，在解决问题的过程中，每个参与的学生都得到了锻炼，让学生在相互交流中提高创新能力。讨论会由优秀学生负责组织，团队老师参加并给予指导。这样的实验教学形式变被动为主动，为培养他们的创新能力创造了条件。

大学生科技创新活动平台推动了学生动手能力的培养。实验室采取与国际接轨的方式，要求学生亲自上机操作，自己处理样品和整理数据。不仅大大提升了学生的动手能力，而且大大促进了学生的科研创新思维。作为实验室机组成员的硕士研究生和博士研究生，都要参加长期的严格培训，必须具备独立运行管理仪器和独立开展分析测试服务的能力，深刻掌握仪器的基础理论知识和原理以及仪器发展的最新情况，而且可以解决仪器的一般软硬件故障问题，拥有仪器测试功能开发和研究的能力。

学生参与对外服务。实验室对所有仪器设备全部实行统一管理，分级负责，聘任在仪器设备使用、维护和保养等方面有技术专长的实验技术人员专职管理仪器，负责仪器的日常记录，仪器的日常维护以及仪器报修、安全等。为了确保大型仪器的正常运行，制定了管理及使用人员岗位职责，仪器设备使用者采取先预约登记，然后使用的原则。任何使用者必须掌握仪器设备的性能与操作程序后方可上机操作，每台仪器聘用了1-2名助管，学生助管经过严格培训，要求能熟练掌握仪器操作，与仪器管理人员共同管理仪器，这样可延长仪器的工作时间，提高仪器的利用率（表1）。由于对外服务工作出色，激光机组连续7年在华中地区大型科学仪器共用网评中荣获一等奖，由国际地球化学分析家联合会组织的GeoPT盲样检测中也连续7年名列分析测试水平世界前列。这种学生参与的对外服务，不仅是对开放实验室的肯定，更是对学生实验教学水平的肯定。

开放式实验教学成果丰硕。通过开放实验教学，学生对大型仪器有了深入的了解，动手能力增强，学生的整体素质得到提高，这种培养模式与社会发展相适应，培养出了具有创造性思维和独立工作能力的人才。毕业生反馈意见统计显示，实行开放式实验教学模式培养出的学生在实习或就业岗位上能够熟练应用所学知识和技能，得到社会的好评。开放实验室不仅提高大型仪器的开放程度，而且测试成果也非常显著，所用测试数据在论著论文中无论是数量还是质量都有了大幅提高（表1）。

总之，开放实验室提高了大型仪器的开放程度，测试数据大幅提高论著论文的数量和质量。在全国高校中，开放实验室的大型仪器开放程度和机时率以及对外服务等方面名列前茅，分析方法的创新和高质量的分析数据为科研创新提供了强大技术支撑。开放式实验教学使学生的创新思维得到了锻炼，提高了学生的动手能力，其所培养的学生得到了社会的广泛认可。开放实验教学不仅提高了学生的创新能力，也因此提高了学生的就业率。

4 结论

开放实验室利用严格的科学管理体系、高水平的老师队伍、国内外的学术交流和大型仪器的平台体系，为学生搭建科技创新活动平台、培养学生的动手能力和创新思维，为学生提供对外服务的训练和对外学术交流的机会，克服传统实验教学中接触先进设备和优秀科研团队难的问题，为社会提供创新型科技人才，增加了学生的就业率。

参考文献

[1] 刘志军.实验改革和实施开放实验模式的创新实践[J].实验技术与管理，2006.23（1）.

[2] 卢艳军.开放式实验教学模式的探讨[J].实验室科学，2009（1）.

[3] 徐志君，隋成华，魏高尧.实验教学示范中心的共建与共享[J].实验室研究与探索，2012.31（2）.

[4] 张伟，郭顺京.开放式实验教学网络建设的研究[J].实验室科学，2011（1）.

[5] 邹龙江，高路斯，史淑艳.大型贵重仪器开放式实验教学研究与实践.实验室科学，2013.16（3）.

[6] 倪海儿，李和生.大学生创新能力培养体系构建.宁波大学学报（教育科学报），2013.35（4）.