加強開放實驗平臺建設(shè)　促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

張家棟　房海蓉

【摘要】從創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要出發(fā),闡述了實驗室開放的必要性和必然性,構(gòu)建了適應(yīng)內(nèi)容開放的實驗教學(xué)體系,提出了學(xué)科實驗室與教學(xué)實驗室一體化的建設(shè)思路,詳細論述了建設(shè)高水平實踐教學(xué)平臺的一些行之有效的措施,營造了濃郁的創(chuàng)新實踐氛圍,發(fā)揮了實驗教學(xué)平臺在研究型大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要作用。

【關(guān)鍵詞】實驗室開放;平臺建設(shè);能力培養(yǎng)

【中圖分類號】G420 【文獻標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009—8097(2009)07—0132—03

引言

新時期高等教育的首要任務(wù)是培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新型人才,而學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)是高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵[1]。周濟部長明確指出:知識來源于實踐,能力來自于實踐,素質(zhì)更需要在實踐中養(yǎng)成,各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要[2],實踐教學(xué)作為高等教育的重要組成部分,在學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)方面具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代地獨特作用。教育部在“質(zhì)量工程”中一直強調(diào):高度重視實踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生實踐能力;根據(jù)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需要,加強教學(xué)實驗室與實習(xí)基地的建設(shè),為學(xué)生提供必要的實驗環(huán)境和條件。這就要求各高等院校必須大力推進實踐教學(xué)內(nèi)容、方法、手段及實踐教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新,不斷加強實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),建立新的實踐教學(xué)體系,形成高素質(zhì)的實驗教學(xué)隊伍,完善高效的實驗室運行管理機制,營造濃郁的實踐教學(xué)氛圍,促進高校開放實驗平臺的建設(shè),為學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐動手能力的培養(yǎng)奠定堅實地基礎(chǔ),從根本上保證創(chuàng)新人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

一 轉(zhuǎn)變觀念,明確新時期實驗室開放的內(nèi)容

近年來,學(xué)校以實施“質(zhì)量工程”為契機,圍繞建設(shè)“國內(nèi)一流、國際知名”的研究型大學(xué)目標(biāo),不斷優(yōu)化本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案,深化人才培養(yǎng)模式和教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新,對于專業(yè)主干課程要求全部采用研究性教學(xué)模式,倡導(dǎo)基于問題和課題的探究式的學(xué)習(xí)方法,學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動探索,這就要求學(xué)校必須提供開放的實驗平臺,構(gòu)建多層次的實踐教學(xué)體系和實踐教學(xué)內(nèi)容,體現(xiàn)“以學(xué)生為本”的教育理念,以適應(yīng)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)和探索實踐的需要。

學(xué)分制的教學(xué)管理模式,打破了原來按固定班級排課、上課的模式,實踐課程、實踐內(nèi)容、實踐時間完全因人而異,沒有開放的實驗室運行機制就無法保證實踐教學(xué)的順利開展。

高校本科生培養(yǎng)規(guī)模的擴大,使在校人數(shù)迅速增加,而實驗面積和實驗設(shè)備相對不足,這將嚴(yán)重影響和制約學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)和實驗教學(xué)質(zhì)量的提高,通過實驗室開放可以最大限度地利用實驗室資源,提高實驗設(shè)備的使用效率。

所有的這些都要求學(xué)校必須加快進行開放實驗平臺的建設(shè),發(fā)揮實驗室在高校育人過程中的重要作用。因此實驗室開放如果僅局限于現(xiàn)有的時間開放和管理開放,已經(jīng)無法滿足當(dāng)前拔尖型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要,因此應(yīng)重點進行實驗室建設(shè)開放和實踐教學(xué)內(nèi)容的開放。

二 系統(tǒng)設(shè)計,構(gòu)建開放的實驗教學(xué)體系

開放的實驗教學(xué)體系是開放實驗平臺建設(shè)的核心內(nèi)容。全校實驗教學(xué)體系根據(jù)培養(yǎng)方案的總體框架和“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重個性、強能力、求創(chuàng)新”的總體目標(biāo)要求,既考慮學(xué)生在校期間應(yīng)獲得的知識結(jié)構(gòu)與框架,又考慮學(xué)生各種能力、素質(zhì)的培養(yǎng)和個性的發(fā)展;既考慮第一課堂的人才培養(yǎng),又考慮第二課堂的補充作用,從創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案制定入手,以新的教育理念和教學(xué)觀念為統(tǒng)領(lǐng),構(gòu)建了基于通識教育、學(xué)科門類教育和自主教育三個層次的縱向多層次,橫向多模塊的全學(xué)程實踐教學(xué)體系,體現(xiàn)了開放式的實驗教學(xué)模式。

1 基于實驗教學(xué)的內(nèi)容開放

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊,驗證性實驗多,設(shè)計性、綜合性實驗少,缺乏對學(xué)生的系統(tǒng)科研訓(xùn)練。同時實驗教學(xué)形式單一,學(xué)生難以自主參與實驗設(shè)計,實驗教學(xué)缺乏探索性和啟發(fā)性,客觀上壓抑了學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣,束縛了學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力,影響了學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。在新的實踐體系中,對課程實驗、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等內(nèi)容都進行了優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新,為學(xué)生提供了內(nèi)容廣泛、自主性強的實踐內(nèi)容,學(xué)生可以根據(jù)自己的時間和修課計劃靈活安排實驗內(nèi)容、設(shè)計實驗方案、選擇儀器設(shè)備,在教師輔助指導(dǎo)下進行實驗、測試、處理和數(shù)據(jù)分析,變過去教師完全主導(dǎo)實驗為現(xiàn)在的學(xué)生自主實驗,避免照葫蘆畫瓢式的模仿實踐,充分調(diào)動了學(xué)生的積極性,發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造潛力。

2 基于自主實驗的內(nèi)容開放

以大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目和學(xué)科競賽項目為載體,構(gòu)建了系統(tǒng)的學(xué)生科研訓(xùn)練體系,實現(xiàn)了自主實驗的內(nèi)容全開放。學(xué)生是實驗的主體,學(xué)生針對學(xué)習(xí)和生活中的理論問題、實際問題以及其他感興趣的科研項目,通過申請大學(xué)生創(chuàng)新性計劃項目,參加與專業(yè)相關(guān)的科技競賽項目等方式進行自主實驗,學(xué)校不僅會為學(xué)生配備導(dǎo)師,給予經(jīng)費資助,而且要求所有實驗室為這部分學(xué)生提供開放的實踐環(huán)境。學(xué)生在項目研究實踐過程中,不僅接受提出問題、設(shè)計實驗、動手實踐、觀察和記錄實驗現(xiàn)象、嚴(yán)密分析實驗結(jié)果、得出科學(xué)結(jié)論等系統(tǒng)訓(xùn)練,還可以接觸并參與到教師的科研課題中,了解本專業(yè)領(lǐng)域的工程實際及學(xué)術(shù)前沿,從而很好的培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)和探究新事物的興趣,使學(xué)生獲得了科學(xué)研究的基本技能,強化了學(xué)生的綜合實踐能力培養(yǎng)。

三 學(xué)科引領(lǐng),提高實驗室建設(shè)水平

為了達到各類實驗室利用有限資源更好地為教學(xué)、科研服務(wù)的目的,實驗室的開放運行已成必然趨勢,實現(xiàn)科研實驗室和教學(xué)實驗室一體化的開放建設(shè),是實驗室開放走向良性循環(huán)、促進實踐教學(xué)水平提高的重要保證。

1 學(xué)科實驗室與教學(xué)實驗室一體化建設(shè)

依托學(xué)科優(yōu)勢,整合優(yōu)質(zhì)辦學(xué)資源,實現(xiàn)學(xué)科實驗室與教學(xué)實驗室一體化的建設(shè)是構(gòu)建高水平實踐教學(xué)平臺的重要舉措。學(xué)校依托1個國家重點實驗室、8個省部級重點實驗室,已經(jīng)建設(shè)了“土木工程實驗中心”、“電工電子實驗中心”2個國家實驗教學(xué)示范中心和“機械工程實驗中心”北京市實驗教學(xué)示范中心,并且已經(jīng)向全校學(xué)生全面開放。

2自主研制高水平的實驗平臺

加強科研成果轉(zhuǎn)化,促進實驗平臺自主研發(fā)是提升實驗設(shè)備水平和實驗開放層次的重要手段。學(xué)校依托通信與信息系統(tǒng)、交通運輸規(guī)劃與管理、橋梁與隧道工程、載運工具運用工程等國家級重點學(xué)科,研制了一批科研教學(xué)兼顧、獨具軌道交通特色的實驗系統(tǒng),為學(xué)生開設(shè)專業(yè)綜合實驗和自主創(chuàng)新實驗提供了根本保證。利用“軌道交通專用數(shù)字移動通信網(wǎng)”、“青藏鐵路GSM-R系統(tǒng)”等最先進的研究成果,完善了光纖通信實驗平臺、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)實驗平臺和無線通信實驗平臺;依托隧道與地下工程試驗研究中心以及我國唯一的地下雙層隧道綜合試驗室,開發(fā)了地下工程與軌道實驗平臺、流體-固體耦合隧道結(jié)構(gòu)加載實驗系統(tǒng)、盾構(gòu)掘進模擬實驗系統(tǒng);首創(chuàng)了基于網(wǎng)絡(luò)控制的動車組特色實驗系統(tǒng),開發(fā)了一批模擬動車組牽引與制動、動車組裝備、信息顯示等內(nèi)容新穎、技術(shù)先進的動車組實驗教學(xué)儀器;依托交通運輸智能技術(shù)與系統(tǒng)實驗室和交通運輸系統(tǒng)模擬實驗室的科研成果,成功開發(fā)了5個實驗教學(xué)系統(tǒng),其中 “鐵路運輸生產(chǎn)模擬實驗教學(xué)系統(tǒng)”為國內(nèi)首創(chuàng),現(xiàn)已在多所高校推廣使用。這些實驗系統(tǒng)解決了學(xué)生不能到現(xiàn)場親自操作的問題,提升了本科生實驗教學(xué)的水平,為學(xué)生實驗提供了良好的環(huán)境。

四 建立機制,營造開放實驗氛圍

1 開設(shè)實驗室功能介紹的選修課程

為了全面構(gòu)建與學(xué)?！皣鴥?nèi)一流、國際知名”研究型大學(xué)的目標(biāo)要求相適應(yīng)的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,深化人才培養(yǎng)模式改革,促進開放實驗平臺建設(shè)的實施效果,學(xué)校開設(shè)了《主要實驗室功能介紹》選修實驗課程,學(xué)生通過該課程可以了解學(xué)校各實驗室的功能、科研方向和開放情況,為以后學(xué)生進行開放實驗奠定基礎(chǔ)。課程內(nèi)容主要包括實驗室功能概述、實驗室近年來科學(xué)研究與承接工程項目等工作情況、實驗室研究方向的國內(nèi)外研究概況及研究成果、與學(xué)生互動內(nèi)容、典型實驗過程演示或展示項目列表。為了進一步滿足學(xué)生的需求,在以后的實驗室開放建設(shè)中,將提供套餐式課程供學(xué)生自由選擇,切實做好人才培養(yǎng)模式的改革工作和實驗室開放工作。

2 完善實驗室開放管理辦法

建立完善的規(guī)章制度和管理辦法是開放實驗室良性運轉(zhuǎn)的重要保障,學(xué)校組織制訂了《實驗室(中心)開放管理實施辦法》,對設(shè)備的使用及實驗室開放等做出了明確規(guī)定,并依據(jù)實驗室主要服務(wù)功能對實驗室開放模式進行了分層次的設(shè)計和實踐。現(xiàn)有國家級實驗教學(xué)示范中心、北京市實驗教學(xué)示范中心以及學(xué)校其他教學(xué)實驗室面向本科生全面開放,國家重點實驗室、國家工程研究中心等國家級實驗平臺,教育部重點實驗室、教育部工程研究中心等省部級實驗平臺,以及校內(nèi)其他科研實驗室,在導(dǎo)師指導(dǎo)下面向參加大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目的本科生開放。明確學(xué)校所有實驗室都具有人才培養(yǎng)的責(zé)任和任務(wù),要求學(xué)校所有實驗室都要以不同形式為本科生開放。

為了充分利用實驗室資源為教學(xué)服務(wù),同時給學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的空間,教學(xué)為主的實驗室實行星期一至星期日早8:00時至晚10:00時向?qū)W生開放,其他實驗室在規(guī)定時間開放。學(xué)生通過網(wǎng)上預(yù)約或到實驗室登記預(yù)約,可以在開放時間內(nèi)到開放的實驗室進行相應(yīng)的實驗學(xué)習(xí)和項目實踐,打破原來按班排課、固定時間上課的管理模式, 實現(xiàn)了管理開放。避免了學(xué)生集中上課時間實驗室空閑、下午晚上實驗室擁擠的問題,大大提高了實驗室的利用率。

3 打造一支適應(yīng)開放模式下的高水平實驗室人員隊伍。

開放實驗室實驗內(nèi)容的改變以及設(shè)備的開放使用,對實驗室技術(shù)人員的素質(zhì)要求進一步提高,因此學(xué)校不斷采取措施建設(shè)高水平的實驗教學(xué)隊伍。通過對現(xiàn)有實驗技術(shù)人員培訓(xùn)、選派年輕優(yōu)秀實驗人員到國內(nèi)外交流學(xué)習(xí)、專兼結(jié)合、面向校內(nèi)外公開招聘引進高水平的工程技術(shù)人員以及制定完善的激勵政策等措施,打造一支適應(yīng)當(dāng)前實踐教學(xué)需要的高水平實驗隊伍,為學(xué)生的開放實驗奠定基礎(chǔ)。

四 結(jié)束語

加強學(xué)校開放實驗平臺建設(shè)不僅是提高實驗室和儀器設(shè)備利用率的重要舉措,更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動手實踐能力的有效途徑和推進學(xué)校實驗教學(xué)改革的重要手段。開放實驗平臺的建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不是一朝一夕可以完成的,需要在實際工作過程中不斷探索研究,與時俱進,堅持不懈和不斷創(chuàng)新,我校將在已有建設(shè)基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗,繼續(xù)加大投入,提高開放實驗平臺建設(shè)水平,切實發(fā)揮研究型大學(xué)實踐教學(xué)優(yōu)勢,為國家建設(shè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

參考文獻

[1]屈波,房海蓉.構(gòu)建做學(xué)融合的科研訓(xùn)練體系,形成創(chuàng)新實踐的長效機制.中國大學(xué)教學(xué),2009,(1):82-84.

[2]周濟.實施“質(zhì)量工程”,貫徹“2號文件”,全面提高高等教育質(zhì)量[J].中國大學(xué)教學(xué),2007,(3):4-8.

[3]葉民.借“質(zhì)量工程”契機推進實驗教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新[J].中國高等教育,2007,10(5):32-34.

[4]朱秀民.搞好實驗室開放,培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實驗室科學(xué),2007,(3):109-110.

[5]張雅君,周宇.建立實驗室開放平臺培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力[J].實驗技術(shù)與管理,2008,(2):23-25.

[6]宋象軍,汪春華,等.營造實驗室開放環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生自主實驗[J].實驗技術(shù)與管理,2008,(1):23-25.

[7]楊玉強,王立志,等.綜合大學(xué)實驗室開放的實踐與探索[J].實驗技術(shù)與管理,2008,(1):23-25.