高校开放实验教学管理模式探索

邓 于

(重庆文理学院电子电气工程学院，重庆 永川 402160)

实验教学在高校课程教学中有重要的作用，是培养学生基本技能和能力的重要手段，但传统的实验教学以验证性实验为主，该类实验一般已知基本原理、实验基本方法和实验结果，其目的是对课堂教学中的基本原理的实验验证，有助于学生对基本知识的掌握［1］，但在培养学生的创新思维与创新能力方面，验证性实验是很有局限性的，而开放性实验就显得尤其重要.

开放实验是与指定性实验相区别，可以具有不同的层次、不同的类型、不同的形式和不同的管理模式，要求达到不同的目的［2］.如何利用开放实验，培养学生的综合应用能力和创新能力，以推动学生应用素质教育的深入开展，是开放实验管理与实施的关键和最终目标.

1 开放实验的内涵

开放实验教学的内涵是指实验的空间、时间、管理和部分实验内容的开放，是指各类实验室在完成常规正常教学任务的前提下，利用实验室现有的管理技术、指导师资、仪器设备、实验环境等资源，面向广大在校学生或校外科研与技术人员开放使用的新型实验教学模式［3］.

与传统的指定性实验的教学模式相比，开放实验更注重培养学生应用已掌握基础理论知识和基本实验技能解决工程实际问题的能力，并在此过程中加深对基础认识的理解，掌握新的实验技能;更加注重发挥学生实验的积极性与主动性，更加注重实验技术人员与实验管理人员在实验技能、仪器设备与实验工具的使用等方面发挥其独特的指导作用;允许学生根据个人意愿、兴趣和需要选择不同的实验内容、实验仪器设备、实验方案、实验时间后完成实验;特别注重培养学生科学素养与科研能力的提高，以及文献调研、资料查阅、分析问题和解决实际工程问题的综合时间与应用能力［4］.

1.1 开放实验的类型

实验向在校学生开放时，要遵循“因材施教、形式多样、讲求实效”的原则，根据不同专业、不同年级和不同层次的学生和要求，确定不同的开放实验内容.针对不同的开放内容也应采用不同的开放形式［5］，一般来讲，开放实验的开放类型可分为教学辅助型、科技活动型、参与科研型、自选课题型和人文能力培养型等.

教学辅助型实验主要是指预备性实验和必做实验预习，课内选修的设计性实验、综合性实验、研究性实验，以及仿真实验等.科技活动型实验包含各种技能大赛、科技发明与制作、科技论文等与课外科技活动相关的开放性实验，该类实验结合生产中的实际问题，学生自拟实验题目到开放实验室解决实际工程问题.参与科研型实验以科研实践为主题，以课题组为组织形式，让学生直接参加到新实验的设计和传统实验的更新和改造之中，与专业研究接轨.要缩短教与学、教学与科研、教科书与现代科学技术之间的距离，使学生得到独立科研能力的锻炼.通过选题、开题、初研、实验调试、总结答辩等训练，让学生了解科研的环节和方法，学到更多书本以外的知识，培养科研能力.自选课题型实验是指根据学生自己的实际需要，学生进行教学计划以外的综合型实验、设计型实验或应用型实验.学生在进入实验室必须独立完成课题的方案设计、实验仪器设备的选择、实验数据的测量和实验技术报告撰写.人文能力培养型开放实验是指以提高学生人文素质和综合能力为培养目标的开放实验，可结合学生社团或兴趣爱好者协会开展的活动内容开展实验，加强学生在校期间人文素质与综合能力的培养，以适应新时期人才培养的需求.

1.2 开放性实验的特征

开放实验既有区别于传统实验的典型特征，主要包括:实验设计、操作的独立性，采取以学生为主、教师指导为辅的实验教学模式［6］;开放实验的空间、时间的非固定性，可以根据实验的要求和学生实验的方便来决定实验时间和地点［7］;实验器材与设备选择的自主性，实验所需要的实验设备和仪器需要实验者自主选择和配置;实验步骤、过程的多样性，实验结论的非唯一性，部分实验还具有探索性，甚至有可能得不到预期的实验结果.

2 开放实验的管理模式

开放实验的管理需要结合实验开放的程度、实验室情况等来设计.本文以作者所在单位实验室开放实验的管理为例，构建了开放实验的管理模式，并在实际中得以应用，且已取得了较好的成效.开放实验管理模式的框图如图1所示，图中不同类型的箭头代表不同人员的工作流程，具体涉及学生、实验管理员和实验指导教师，形成了一个综合的运行模式.

图1 开放实验运行与管理模式

2.1 开放实验的组题

开放实验训练内容和选题由实验管理员、指导教师和学生共同协商确定，选题要符合学生和实验室的实际.这些选题都是在教学实际或生产实际中提出来的，具有非常明显的研究价值，也具有较好的研究条件，不用太多的投入就可以完成的课题.教师对这些问题要有较好的研究和了解，学生在教师的指导下，通过自己的努力就可以完成课题.

这些题目主要包括新实验项目的开发、新实验仪器的设计与制作、已有的实验和仪器的改造与完善、对实验中的一些问题进行理论和实验的研究和探讨;教师教学或者科研中产生的、适合学生完成的部分研究项目或项目分支等;部分选题也来源于学生的实习课题、企业的生产与研究课题等，也可不受这些内容的限制，自行选题.

2.2 实验时间的预约

将开放实验纳入常规教学轨道，根据不同层次的学生，在课表安排一定学时，引导学生做开放实验.开放性实验大都实现预约开放，其主要目的是为了保证实验教学的正常运行，也给实验管理员有时间准备必要的实验仪器和元器件.根据不同性质的开放实验，提前预约的时间要求也是不一样的.

对于预备性实验、必做实验预习等这类开放实验，不需要预约，学生在上班时间内可以随时到实验室完成;而对于验证实验和测定类实验的开放，至少需要提前两天预约;综合和设计性实验提前一周预约;一些加工、制作室，可以随时对学生开放，如需要就可对其开放.

2.3 开放实验的实施

对于预备性实验、必做实验的预习等此类开放性实验，学生可以根据具体实验内容到相关的实验室独立完成.预习实验结束后，学生应主动填写预习实验运行记录，并经实验管理员签字同意后，整理实验室后方可离开.

而对于预约性开放实验，开放实验的实施严格按照预约时间、地点和指导教师的安排来进行，因各种原因耽误了的开放实验必须重新预约.学生进入实验室前，应做好相应的准备工作，完成实验后，认真填写实验运行记录，凭实验数据记录经过指导教师审查签字后，方可离开实验室.

对于完成周期长的设计性或创新性实验，学生均在专门的创新实验室完成，所需要的仪器在相关实验室借出使用，需要的时候可以使用制作室、工艺室等场所，同样要求学生每次实验也要填写实验运行记录，有利于实验管理员和实验指导老师掌握实验的进展情况和仪器的使用情况.

2.4 组织管理

开放实验室的管理由教学实验中心及其下属各实验室负责，包括开放实验项目的管理，开放实验人员的管理和项目实施的管理等几个方面.

开放实验项目管理过程中，申请开放的实验题目由教学实验中心审批后，通过网络等方式提供给学生选择，实验项目的实验记录和项目结题工作由实验室完成，并交由教学实验中心存档.

开放实验人员管理主要指教学实验中心应根据参加开放实验学生情况和实验项目申报情况等内容，配备相应的实验技术管理人员和实验项目指导教师，对学生的实验活动进行管理与指导.

项目实施管理主要指实验室开放时，必须有指导教师或实验技术人员值班，负责做好教学秩序、器材供应、实验室安全等管理工作，并认真做好实验室开放记录［8］.学生在每个实验项目(测试整理)完成后，应向项目所属实验室提交实验技术报告，实验指导教师定期对实验技术报告进行考核评级.实验中在做好成果收集的同时，应该对优秀的实验论文推荐并指导发表工作.各教学实验中心应定期将实验室开放的情况及效果报实验室与实验教学管理中心备案，并促进开放实验水平的提高.

2.5 开放实验的考核

开放实验的考核主要针对学生、指导教师和实验室三方进行考核，根据各自的任务和职责不同，考核的内容和指标也各不相同.

学生除了正确准备和操作实验外，在完成开放实验后，必须提交实验报告或设计总结，对设计的基本原理、实验仪器情况、结果分析等内容进行必要的说明，并将实验报告提交给指导教师批改，其成绩是考核开放实验完成情况的依据之一;指导教师应该按照开放实验预约登记表的安排指导实验，解答学生在实验中提出的任何问题，监督实验仪器的使用情况，对实验记录的数据和实验结果进行审批，并敦促学生填写实验运行记录;对实验中心所属各实验室主要从仪器设备的维护情况、开放实验的量、开放实验情况总结、成果收集整理和论文推荐发表情况等方面考核.

3 开放实验的改革与发展

3.1 建立完善的激励机制

在很多高校，开放性实验的开设一直是以鼓励的方式来推广并实施的，没有具体的方式来规范管理.不管是对于学生、指导教师和实验室管理技术人员，相应的激励机制对提高开放实验的水平是很有必要的.

若将课外开放实验纳入本科培养方案，学生参加课外开放实验经考核达到要求者可申请学分，这样有助于扩大开放面和提升开放实验的效果.健全开放实验管理与指导工作考核激励机制，将实验室开放纳入学院、教学实验中心的目标管理和教学评估的范畴，把实验室开放工作水平作为学院考核的重要指标.以年度为单位，评选一批在培养学生创新能力方面成效突出的开放实验项目作为优秀项目，对参与者进行不同形式的奖励.

3.2 搭建合理的开放平台

为了保证开放实验的顺利进行，应该为学生创造合理方便的实验开放平台.主要从开放实验题目的组织、实验室和实验设备的准备、实验指导教师的安排等多方面综合考虑，使学生完成这些实验题目难度适中，与科研和生产实际结合紧密，每一个题目的完成能保证学生得到大的收获.对于综合性、设计性的实验项目，有指导老师现场指导，而对于创新性且周期长的开放实验，学生能有老师定期的指导，解决学生在实验过程中遇到的问题.实验室为学生创造良好的开放实验环境，调配所需要的实验设备与仪器，实验技术人员必须为设备提供良好的维护和维修服务.

3.3 拓展开放实验的内涵与外延

开放实验的目的是提高学生的创新能力，不能局限于规定题目的完成，也不能局限于仅仅对本专业学生开放，因此开放实验在内涵与外延上都有必要扩展.

从开放内容上来看，鼓励学生完成创新型、科研型的开放实验，对于这类开放实验，实验的最终结果不是唯一的，甚至有可能无法实现结果，但学生通过这个过程所掌握的知识和培养的技能同样也是难得的.从外延上来看，除了对本专业学生开放以外，还应该向非本专业学生开放，也应该向全校教师、研究生开放，也可向外单位相关专业有需要的学生与技术人员开放，为他们提供实验或科研工作所需的实验室环境、仪器设备和指导教师等资源.也可以充分利用实验中心各种资源为企事业单位提供技术检测、工程分析等服务向社会开放.也为学生举办的各种形式的科技活动、技能竞赛、科技创新等活动提供培训条件及活动场所.

3.4 完善开放实验成效考核体系

与传统的根据实验操作和实验报告评定成绩的办法相比，开放实验特别是创新性和科研性开放实验成绩的考核，实验过程的评价应该占据更重要的位置.对于创新性和科研性开放实验，可以组织专家组对其设计原理、设计过程、结果演示、课题答辩等进行评判后给出开放实验总成绩.

4 结语

高校实验教学是整个课程教学的重要组成部分，也是学生应用型能力培养不可缺少的环节，但传统的指定性实验教学只能培养学生最基本的实验知识与实验技能，这也不是实验教学的唯一目的.创新能力与科学素养的培养一直是实验教学中的薄弱环节，开放性实验教学能很好地培养学生的这一能力.开放实验的兴起与发展是适应高校实验教学改革的必然产物，如何有效地进行开放实验，拓展开放实验的内容与形式，是有关开放实验问题研究的永恒话题.

［1］侯世英，周林，吕厚余，等.电工电子技术开放自主实验模式的探索与实践［J］.实验技术与管理，2006，23(11):27－29.

［2］姜增如，汤建平.加强能力培养，探索开放实验新模式［J］.实验技术与管理，2006，23(2):15－17.

［3］朱向运，许建飞，杨琴.推进实验教学开放的若干措施［J］.实验室研究与探索，2006，25(2):257－259.

［4］石光明，王松林，周佳社，等.实验中心开放运行模式的探索和实践［J］.实验技术与管理，2007，24(4):1 －4.

［5］何英.推进实验室开放深化实验教学改革［J］.电气电子教学学报，2006，28(2):87－90.

［6］赵文敏，胡华，周怡.开放实验教学模式的研究与探讨［J］.实验室研究与探索，2006，25(9):1116－1119.

［7］陈宁宁.高校工科实验室的开放与实验教学模式的改革［J］.实验技术与管理，2006，23(4):110－112.

［8］谢志伟，谢莺燕.开放实验室的设想［J］.科技创新导报，2008(20):202.