開放式實驗室建設與管理探究

黃勇

摘要：為了深化實踐教學改革，提高創新人才培養質量，通過開放式實驗室管理機制的改革，形成了學生推動項目發展、項目成果推進實驗平臺建設，學生動手能力大大提高，實踐儀器逐漸豐富的良好局面。

關鍵詞：實驗；開放式實驗室；創新

中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0018-02

一、開放式教學理念的形成

目前高校的本科實踐教學主要圍繞基礎性實驗設計人才培養方案，實踐教學多關注學生的基礎性操作能力，學生的能力多局限于對一個知識點或科學知識的驗證，而面對實際中出現的具體問題時，往往很難將一個個在課堂中學習到的知識點融會貫通，快速找到解決問題的方法，如何讓本科教學的實踐教學從“驗證式教學”轉變為“探究式教學”，是現代高校教育面臨的一大難題，也是高校實踐教學改革的最終目標。隨著社會的發展進步，對人才的需求從數量型向技能型轉變，需要的是高素質的應用創新型人才。而實踐教學是培養現代應用型、創新型人才素質的重要途徑。作為機械工程的認識性實習、專業課程的創新實驗、科研項目的創新實踐以及全試驗中心實踐教學課程的安排等工作的主要負責人員和教師，要想落實實踐教學過程中的學生安全問題，帶領同事安全、順利地完成實踐教學任務，課程組教師需要采取開放式實驗室管理的機制，充分發揮學生的自我管理能力，加強學生和教師的溝通交流，從而保證創新型工程師的培養。開放式實踐教學管理體系，即為了深化實踐教學改革，提高創新人才培養質量，課程組在“以學生自主實踐為中心，培養創新能力”的育人理念指導下，將現代制造工程與傳統實踐教學結合在一起，賦予它新的意義和內容。著力培養學生綜合集成能力、組織管理能力和創造發明能力，為學生提供“夢想成真、創造未來”的開放平臺，為培養創新意識、創新能力，以及工程實踐能力、綜合集成能力和管理能力提供更為廣闊的舞臺。

二、管理運行機制創新

開放式實驗室學生可以更自由地根據自己的興趣和時間進行選擇，因此應加強管理。管理機制創新體現在學生自主實踐、自主管理方面。教師及工程技術人員，主要負責儀器（設備）的維護和操作培訓。通過創新管理運行機制，制定政策制度、保障學生安全、服務學生圓夢。具體內容包括：開放實驗室。一是時間開放。“CAD/CAM中心”面向全校學生全天候開放，學生可任選指導教師和實驗時間；慧魚試驗室面向全校實行預約式的開放式實習教學；現代制造試驗室面向全校學生全天候開放。二是內容開放。部分學生直接參加教師的科研課題和部分學生自行設計的學術科技作品方案可到實驗室進行實驗；公差、工程材料等實驗課增設綜合實驗項目，供學生自主選擇；對綜合、創新實驗、畢業設計（論文）實驗和各類科技競賽訓練，學生可自帶實驗課題自主進行實驗。實踐平臺面向全校學生開放，學生可跨專業、跨學科、跨院系選擇開放實驗項目，從機制上保證了學生學習能力、實踐能力、創新能力培養目標的實現。采取項目管理機制，為了激勵學生創造夢想、吸引學生，實行項目申請—評審立項—組建團隊—自主管理的運行機制，項目可以個人自由申請，也可以組織團隊申請。其中一個綜合試驗、一個創意或教師科研中的一個測試小平臺的構建都可作為一個項目。為了保障學生能夠自主完成項目制作，制定了《自主實踐管理辦法》，建立了安全保障體系。教師為管理監督員，負責學生管理小組的建立和實驗室經費的使用監督。充分發揮學生自主能動性，選舉學生組長和實驗室管理小組，讓學生自主管理實驗室，并填寫實驗室具體開展實驗情況。學生試驗的預約和每一組試驗器具的交接、檢查均賦予學生充分的權利，增加學生的主人翁意識，保證開放實驗室能夠真正地開放，而不用拘泥于教師的空閑時間。學生自己組織成員進行調研、立項、設計、制作，并開展項目的實施、預算、安全、庫存管理等活動，給學生自主實踐提供全方位的服務；為學生自主實踐活動提供必要的儀器設備及安全、方便的制作空間；為學生實踐活動提供常用材料、元器件、工具、量具和道具；為學生開展專題項目活動、參加科技競賽提供設計咨詢與指導和制作樣品的條件。開放實驗室網絡教學平臺的建設。為了方便學生準確了解實驗室設備情況，建設相關網絡教學平臺，并定期將教師科研中所需要的試驗項目和實驗平臺的搭建以招標的形式掛在網絡教學平臺中，學生可以根據自己的時間及興趣、能力選擇，方便信息的及時更新和交流。加強校園文化宣傳。為了使實踐項目可持續發展，讓學生不斷挑戰過去、超越自我，以展臺的形式保存和展示學生的獲獎作品或其他好的作品。通過“互聯網+”技術加強實驗室文化宣傳，并將學生創作過程通過照片、錄像匯總制作成一個個小視頻，放在實驗室網絡教學平臺中，加強宣傳，并可加強學生學習交流。

三、開放實驗平臺實踐效果

經過以上實踐教學平臺的實施和推進，形成了學生推動項目發展、項目成果推進實驗平臺建設，學生動手能力大大提高，實踐儀器逐漸豐富的良好局面。為學生提供一個動腦設計、動手制作的科技創新平臺，為學生營造創造和發明的優良環境。加強了從理論到實際應用、工程實踐的認識，采取實踐教學與理論教學相協調、與科研相結合、與職業技能相適應，課堂內外相結合的教學模式，開發新的實驗項目，為學生提供開放式實驗教學環境，促進學生的個性化發展。課程組教師結合專業技術和科研項目，在開放式實驗教學平臺中成立動態項目小組，帶領學生一起獨立設計制作實驗設備8套，如帶-勺式馬鈴薯排種器實驗臺、振動式紅棗收獲實驗臺、羊用飼喂撒料實驗臺、滾筒式真空脈動變溫干燥實驗臺等，這些設備又被應用在后續教學及科研項目的實驗測試過程，形成了教學、科研相互促進的良好局面。深化“大工程教育”理念，結合開放式實驗室網絡教學平臺，積極組織學生參加學科競賽，多項作品參加全國大學生創業大賽、“挑戰杯”大學生創業競賽、兵團創新創業大賽等，均獲得優異的成績。學生在開放式教學平臺中，解決問題的實踐動手能力和創新能力均得到了較大的提高，在大學生創新訓練計劃項目申報中獲得資助率也大大提高。學生也在動態項目小組中明白了什么是科研，面對一個實際問題，如何設計解決問題的方案，如何設計實驗、進行驗證、總結科研成果、發表專利和論文。在項目的牽引下，從簡單的手工制作到組織團隊開展智能汽車大賽，學生通過項目構思、制作、發明等動手實踐的全過程，不僅能夠獲得知識、靈感和智慧，而且能夠獲得一種成就感，體驗了“小制作、大發明”的樂趣。學院提供完成項目制作的硬件條件，解決學生實現夢想的途徑和手段問題，培養學生創新能力、綜合集成能力和管理能力。

四、結論

傳統的實踐教學多側重基本理論的驗證、基本技能的掌握。學生依賴于培養方案的教學計劃，在實驗指導教師的指導下，在固定的儀器設備上進行，完成規定的實驗項目，學生不能自由設計實驗內容，不能根據自己的夢想，自由地使用儀器、設備。課程組結合原有的三層次實踐教學體系，將“自主實踐、創造發明”為主要目的的實踐活動融入實踐教學體系，從而構建了“課堂內外相結合，模塊化、多層次”的實驗教學新體系。通過大學生創新實踐基地與專業實驗相結合，彌補了原實踐教學體系在培養創新能力方面的不足，形成了學生推動項目發展、項目成果推進實驗平臺建設，學生動手能力大大提高，實踐儀器逐漸豐富的良好局面。

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