浅析工科院校开放式实验教学模式及其管理系统的构建＊

张建功

(盐城工学院基建规划处，江苏盐城224000)

浅析工科院校开放式实验教学模式及其管理系统的构建＊

张建功

(盐城工学院基建规划处，江苏盐城224000)

通过对工科院校开放式实验教学的分析探讨，揭示了运行过程中开放式实验教学存在的问题，提出了加强开放式实验教学管理、建立科学合理的管理系统的开放式实验教学发展思路。

工科院校;开放式实验教学;管理系统

近年来，随着社会对高校毕业生的能力要求的不断提高，高校毕业生就业形势日益严峻。用人单位考核学生不仅仅局限于学生对书本知识理解和掌握的程度，对人才的需求更多地转向了复合型和创新型。高等院校是培养和造就人才的摇篮，也是大学生走向社会的桥梁，如何实现把知识转化成为生产力，培养有知识、有能力，并赋有创造力的、适应社会发展需求的创新型人才，已成为高校培养人才的关键。

高校实验室是培养和提高学生理论和实践相结合的主要场所，其过程是学生验证书本知识和引发创新思想的重要环节，它在帮助学生将知识融会贯通，培养学生科学严谨的思维和开发学生的想象力、创造力等方面发挥着至关重要的作用。

一、开放式实验教学国内外研究动态

(一)国外的研究动态

国外历来注重开放式实验教学，学生不以传统的教师、课堂和教科书为中心。美国大学实行彻底的学分制，自由选择科目和实验课程。他们打破专业限制，凡对实验有兴趣的学生均可选择这门课程，麻省理工学院物理实验室充分利用仪器设备，为使本地区中学生充分体验科学家进行探索和发现的过程，开发他们从事科学研究的兴趣，常年邀请他们进入实验室，从事一些研究性的实验;哈佛大学的设计性、探究性实验，完全由学生选择实验题目，自由组合研究小组、规划和拟定实验方案、配置实验设备、对实验所需机械零件亲手加工，对实验数据的测量、采集分析、实验方案的调整、结果分析和完成报告时间等均不作硬性的规定，这样学生可以根据自己的时间、兴趣爱好和能力自由安排。从国外多年的实验选题上看，学生的选题多站在科学前沿，且极具创造性。许多学生为能看到世界上有可能是他第一次看到的实验结果，在实验室中刻苦钻研度过几十个小时。这种教学模式极大地提高了学生的理论知识验证和创新的兴趣爱好，培养了学生的科研能力和创造力。

(二)国内的研究动态

我国目前的高等教育正处于重要的转型期。很多高等院校借鉴国外先进经验，在改善因办学规模迅速扩大而造成的高峰时段实验设备不够用，低峰时实验设备、仪器等大量闲置等现状方面做了大量研究工作，特别是，对于开放式实验教学模式的应用取得了实质性的进展。如，浙江大学的开放性实验室管理系统、南京航天航空大学的基础力学网上实验教学管理系统等，开放式实验教学模式下，即打破传统教育模式所要求的“规定的时间、规定的内容、规定的时长”的实验要求，学生根据个人的具体情况选择合适的时间到实验室，在放松的状态下熟悉各种仪器或按实验要求完成相关实验操作。与传统的教育方式最为不同的是，学生可以自由进行实验分组、实验预约、真正做到课前预习，“研究性”教学理念正在逐渐形成。

二、开放式实验教学效果分析

随着高校实验教学改革的步伐不断地加大，开放式实验教学被众多高校广为接受和采纳，其表现出来的优越性被越来越多的教师和学生所认识，学生的独立工作能力、科研能力、创新能力在此期间得到了培养。

(一)传统实验教学的弊端

传统的实验教学多是一门课程，以班级为单位，以教材和教师为中心的教学。实验课程则完全依附于理论课程的教学进度，这种死板的教学方式，一方面学生理论跟实验联系不紧密，另一方面，实验室资源闲置较多，得不到充分的发挥。这种滞后于知识发展的教学模式，严重制约当前高校对于复合型、创新型人才的培养。

(二)开放式实验教学的特点

开放式实验教学是在充分体现以学生为中心的理念下提出的，一改原传统实验模式的、开放的、近年来颇受高校推崇和被教育家学者研究的新型实验教学模式。开放式实验教学利用现代高新技术，特别是网络信息技术，采取将课堂理论学习与实验教学同学生自主学习相结合的方式，调动了学生的积极性和主动性，特别是在培养学生独立思考和动手能力等综合能力上有着显著的特点和优势。开放式实验教学，延伸了实验室有限的空间和开放时间，使学生可以反复进行基本技能训练，对于自选的科研等高级实验有综合的设计和实践的时间，体现了以学生为本原则。

(三)效果分析

1)学生的学习主动性明显增强。自主选择实验题目、自主预约实验时间的，改变了学生实验教学走过场的、漠不关心的心态，有了充分的时间去认真预习实验内容、设计最佳实验方案。这一转变，不仅提高了实验效果，而且因为有了成就感，学生的学习兴趣和自主学习能力都得到了极大的提高。

2)学生之间的讨论与互助增多。开放式实验的一个显著变化是实验过程中，教师不一定能够现场即时回答学生的提问，学生独立思考和通过相互之间的探讨来解决问题就很重要，没有时间压力的宽松实验环境很适合学生循序渐进的只是消化过程，而且学生之间平等的讨论可以激发灵感，畅想自己的思路。

3)学生在实验上投入的时间增加。调查研究发现，很多学生本着学以致用的学习精神，除预习时间以外，为完成一个实验会投入几个小时的时间，他们不单纯以追求实验一个结果为目的，而是独立思考进行多次方案尝试。

4)实验过程由学生独立完成。学生自行设计实验方案，实验过程和实验报告均由学生独立完成，此过程大大加深了学生对于实验现象的理解，使学生分析问题和解决问题的能力得到了锻炼。

三、我国开放式实验教学存在的问题

(一)实验室开放的问题

我国工科院校由于实验建设条件的限制，实验内容偏窄和对某些实验项目的种类和层次的不够，只能选择部分开放，存在面向学生基本技能训练和兴趣培养的实验比较少，有的高校的开放对象是针对参加实验大赛或搞毕业论文的学生，不能满足大部分学生对实验的要求。一些学生受重理论、轻实践思想的影响，学生不能正确认识开放实验室对他们综合素质提高的作用，思维方式缺乏独立性和自主性，参与意识不强。

(二)实验室管理问题

实验室管理主要存在以下三方面的问题:

1)与日常实验教学的矛盾。开放实验目的之一是补充日常实验教学的不足更好地为师生服务，过度开放会大量占用实验室，实验设备的利用率提高的同时，损坏率也随之提高，如果对设备的保养维修跟不上，就会影响正常的教学。

2)开放实验的管理问题。实行开放式实验教学后，学生出入试验室频次增加，相对于正常教学的实验时间、实验内容和实验对象相对固定，学生自行的实验时间、所用的实验设备等都相对灵活，二者的合理调配都需要遵守科学合理的管理制度。

3)现有实验室管理体制不到位。现阶段，工科院校存在实验室开放的工作运行职责不清晰、要求不明确的现象。特别是在院系还是学校层面，教学和实验，在共同完成计划内教学和实验的任务时能够相互配合;而在完成实验室开放这一新兴的、对学生能够产生很大帮助的计划外任务时，却在一定程度上表现出不适应和相互之间的不和谐，缺乏相应的管理体制的约束。

4)资金的不到位。开放实验教学必然会增加实验材料的消耗、增加实验设备的检修和维护费用，实验人员的薪酬以及教师的课时费等都是这项教学所面临的费用支出。由于开放实验形式多样，并且往往是和正常教学实验共享实验室资源，因此经费的投入量很难精确地统计。由于很多院校对此尚未设立专项经费，使得现有的实验室运转经费无法满足实验室开放的需要，大大影响了室验室工作人员的积极性和实验室开放的质量和效果。

四、构建开放式实验教学管理系统应注意的问题

(一)开放式实验体系建设

应制定开放式实验相关管理制度，建立实验教学质量管理体系。对开放式实验室实施质量控制，其目的是对开放式实验中的每一个环节进行精细化管理。开放式实验体系可由管理系统、实时监控系统、信息反馈系统等组成。

(二)实行多元化的开放式实验教学

1)时间上的多元化。为了保证日常的实验教学，实验室开放时段可多设置在正常实验课时间以外，比如晚上、周末、节假日或寒暑假，方便学生根据自己的学习情况选择实验时间。

2)实验内容的多元化。开放式实验室应采用多层次开放，既利用节假日面向低年级学生开放，内容或自选，或与指导教师共同讨论，又面向高年级学生的综合性实验，鼓励学生帮助或直接参与到教师的科研项目研发中。

3)开放模式的多元化。开放式实验室不应仅限于参加实验大赛人员或者毕业生，积极鼓励各专业、各年级的学生参与到开放实验中，努力培养和提升自身的综合能力;将院校或者校企合作的优秀的科研项目引入实验教学，实现实验教学与科研共享。积极推行校企合作的开放模式，利用工科院校的理论优势和实验设备举办企业培训，实现校企共建实验室。

(三)建全实验室管理体制

1)改变传统的经费划拨方式。学校应采取多种方式，通过各种渠道，在经费方面给予实验室以支撑和保障，如设置开放实验室专项基金，特别是对学生设置勤工俭学岗位，这样，既能解决开放实验管理人员缺乏的问题，也能锻炼学生的工作责任心和积攒一定的工作经历

2)整合现有的实验室资源。应制定相应的管理制度，将分散设置和封闭管理的实验室进行统一管理，优化配置，整合资源。如针对全校的基础课可以建设基础实验室;对于专业课可以设置专业或综合实验室等，除此之外，还应建立共同使用的开放实验室

3)完善设备调配制度。利用网络信息技术，及时准确地掌握各实验室仪器设备的完好程度，检查是否在检定有效期内，对资源配置和设备的运行情况进行实时监控，做好设备的科学、统一的调配。

4)建立实验室开放管理系统。通过校园网信息平台，建立一整套实验室开放管理系统，实行实验室预约制度，使学生、实验教师、实验室三者之间建立即时联系。

五、结论

综上所述，开放式实验教学是培养学生的综合素质和创新能力的重要环节，近年来已成为教育部评估高校教学工作水平的重要的内容之一。构建开放式实验教学管理系统，对开放式实验教学模式进行科学的、合理的管理，是高校院校教育改革的方向，也是向社会输送高素质的创新性人才永恒的话题。

［1］宋国利，盖功琪.开放式实验教学模式的研究与实践［J］.实验室研究与探索，2010，29(2):91 －93.

［2］霍文兰.高校实行开放式实验教学存在的问题及对策［J］.榆林学院学报，2010，20(2):105 －107.

［3］刘琴.开放式实验教学研究现状及展望［J］.实验科学与技术，2010，8(4):81 －82.

2011－05－18

张建功(1972－)，男，江苏盐城人，硕士。