新工科背景下地質(zhì)學基礎(chǔ)實驗室的建設(shè)與管理

肖芳偉 陳佳 張建偉

摘 要：本文以中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)為例，分析了新工科背景下地質(zhì)學基礎(chǔ)實驗室使用需求特點及運行現(xiàn)狀，并從實驗室的建設(shè)與管理兩個方面提出針對性的改革措施與優(yōu)化方案，其具體措施有：明確補充建設(shè)目標，優(yōu)化建設(shè)方案;優(yōu)化、補充現(xiàn)有實驗室配置，拓展其使用功能;優(yōu)化標本存取與管理方式;推進管理制度建設(shè)，力促規(guī)范化使用。實踐證明，這些措施有效解決了新工科背景下實驗室的主要問題，確保了實驗室的有序高效運行，切實保障了學生實踐能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)學;實驗室建設(shè);實驗室管理

為適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢，緊緊圍繞國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設(shè)發(fā)展新工科，探索形成中國特色、世界水平的工程教育體系，促進我國從工程教育大國走向工程教育強國，教育部明確提出了深入開展新工科研究與實踐的改革任務(wù)[1]。新工科的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，具有戰(zhàn)略型、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開放式的特征[2]。在新工科背景下，各高校都在積極探索教育教學模式的研究和改革，在實驗教學方面表現(xiàn)尤為活躍[3-5]。中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)（以下簡稱校區(qū)）以建成國內(nèi)一流的高等工程教育示范基地為目標，致力于高層次、應(yīng)用型、國際化人才培養(yǎng)，實踐教學尤為關(guān)鍵。地質(zhì)學科是一門實踐性較強的學科，實驗教學環(huán)節(jié)更是重中之重。

圍繞“培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才”這一目標，地質(zhì)基礎(chǔ)教學實驗室涉及的實驗課程多、學時長、學生人數(shù)多，這對實驗室的建設(shè)質(zhì)量與運行效率提出了更高要求。本文以校區(qū)為例，對新工科背景下地質(zhì)學基礎(chǔ)實驗室的使用需求及現(xiàn)狀進行分析，并對實驗室建設(shè)與管理提出針對性的改革措施與優(yōu)化方案，以期為同類院校實驗室建設(shè)與管理的改革與創(chuàng)新提供借鑒。

1 實驗室現(xiàn)狀分析

校區(qū)資源勘查工程專業(yè)2016年開始招生，首屆學生人數(shù)為82人，自2017年開始，每年招生人數(shù)維持在105人;石油工程專業(yè)招生情況相似;勘查技術(shù)與工程專業(yè)2020年開始招生，每年招生人數(shù)維持在70人;四年在校生將常年維持在1100人左右。根據(jù)該類專業(yè)人才培養(yǎng)目標，為滿足教學需求，通過近2年的時間，先后完成了普通地質(zhì)實驗室、結(jié)晶礦物學實驗室、巖礦實驗室、沉積巖與沉積相實驗室、構(gòu)造實驗室等共5項6間基礎(chǔ)實驗室的建設(shè)。所有實驗室目前試運行近2年，根據(jù)試運行整體情況來看，存在以下問題：

1.1 基礎(chǔ)教學實驗室體系尚需完善

目前，基礎(chǔ)教學實驗室體系尚無法全面滿足相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗教學，部分實驗課程尚無與之相匹配的實驗室條件。實驗教學主要借助于其他單位的實驗室條件，在借用以及使用的過程中困難重重。比如，《古生物地層與地史學》是資源勘查工程的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，該課程實驗教學環(huán)節(jié)必不可少，且其實驗設(shè)備與其他專業(yè)課并不通用，但本校區(qū)缺乏配套的專用實驗設(shè)備，目前一直借用鄰近的某職業(yè)院校相關(guān)實驗室，由此造成一系列問題。首先，在課程的時間安排上，自主性受到很大制約;其次，對于設(shè)備及標本的使用和管理混亂，實驗準備效率低;再次，借用的設(shè)備和標本質(zhì)量較差，且標本的門類并不能很好地滿足教學需求，授課效果大打折扣。

1.2 已建成實驗室的容量無法滿足教學需求

目前已建成的巖礦實驗室受場地和設(shè)備受限，造成所承擔的《造巖礦物學》《巖漿巖及變質(zhì)巖石學》《巖礦薄片鑒定》等課程時效性較差，對實驗教學的質(zhì)量保障有所欠缺。

具體而言，巖礦實驗室共32套學生設(shè)備（主要包括32套三目偏光顯微鏡、32套巖礦薄片及手標本），每次最多只能容納32人，而實驗學生人數(shù)每年級3個自然班，約95～105人，這就需要分3～4組進行實驗教學，時間上必須錯開。而相關(guān)課程的實驗課都是穿插在理論課中間進行，實驗課與理論課環(huán)環(huán)相扣、緊湊銜接，兩節(jié)理論課之間的實驗課必須在較短時間內(nèi)完成。同時，對應(yīng)的課程安排正好是在該專業(yè)各類課程最飽滿的階段，學生的課表非常滿;再者，實驗課程自身學時較多。因此，學生的實驗課程的分組安排在避免與課表沖突的情況下，往往與理論課的銜接受到影響，教學質(zhì)量無法得到保障。同理，類似的沉積巖與沉積相實驗室也存在同樣的問題。

1.3 實驗課程多、學時長，實驗準備工作量大

秉承校區(qū)應(yīng)用型教學理念，資源勘查工程專業(yè)的專業(yè)課程全部包含實驗部分，且占比接近一半。同時，相較同類高校同類專業(yè)，增設(shè)了大量的實踐環(huán)節(jié)。以目前的資源勘查工程、石油工程2個本科專業(yè)計算，每學年的實驗準備工作量近70000總?cè)藭r，而目前地質(zhì)系實驗員僅為2名，平均每人的實驗準備工作量遠遠超出了同類學校同類崗位。

1.4 學生人數(shù)多，儀器設(shè)備管理難度大

如前文所述，參與實驗的學生總?cè)藬?shù)多。同時，各類實驗設(shè)備精密性高，需經(jīng)常校正，如三目偏光顯微鏡、生物顯微鏡等;各類器材小巧易隨意挪動，歸納整理難度較大，如各類礦物巖石手標本及薄片標本、晶體光學模型、古生物標本以及各類輔助工具等;以上各類設(shè)備、器材如使用不當，極易損壞，各類標本、輔助工具易被夾帶丟失，監(jiān)管難度大。

2 實驗室建設(shè)與管理優(yōu)化辦法

針對以上情況，有必要根據(jù)地質(zhì)學基礎(chǔ)教學實驗室現(xiàn)狀，對實驗室的建設(shè)與管理進行優(yōu)化，建立起一套完善的基礎(chǔ)教學實驗室體系，制定一套合理高效的管理方案，進一步提高地質(zhì)學基礎(chǔ)教學實驗室建設(shè)和管理水平，保障實驗教學工作的順利開展，全面滿足實驗教學需求。

2.1 明確補充建設(shè)目標，優(yōu)化建設(shè)方案

首先，通過對照相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案中的課程體系，結(jié)合在校生規(guī)模實際，審視現(xiàn)有的基礎(chǔ)教學實驗室條件，明確急需補充建設(shè)的實驗室。截至目前，校區(qū)地質(zhì)學基礎(chǔ)教學實驗室基本齊全，但非常缺乏《古生物地層與地史學》實驗條件。在明確目標之后，深入調(diào)研其他高校或單位的類似實驗室條件及運行情況，認真總結(jié)其優(yōu)點與不足，同時借鑒本校區(qū)其他實驗室的建設(shè)與運行經(jīng)驗，對古生物實驗室的建設(shè)方案進行優(yōu)化設(shè)計。古生物實驗室主要設(shè)備包括兩個方面：多類型生物顯微鏡和各門類古生物標本，其方案優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵在于如何在有限的經(jīng)費內(nèi)采購最合適的設(shè)備種類和數(shù)量，以期達到最好的教學效果。例如，通過分析其他單位的古生物標本，結(jié)合本校區(qū)的教學實際進行古生物標本門類的精選，既保證門類齊全，又避免類似門類的重復(fù);在生物顯微鏡的選擇上，同時需要透視鏡和體視鏡兩種類型，但其中體視鏡使用的頻次較低，為此，我們采用互動方案，將所有學生機與教師機組成交互教學系統(tǒng)，一方面可以降低體視鏡的采購數(shù)量而節(jié)約成本，另一方面變革了傳統(tǒng)的教學方式，使教學效果得到顯著提升。