高校實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)施方案的研究與探索

＊胡林楠

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 陜西 710038 2.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西 710038）

近年來，因高校辦學(xué)規(guī)模擴(kuò)大和教育教學(xué)改革，高校實(shí)驗(yàn)室管理和運(yùn)作模式發(fā)生了很大變化，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在教學(xué)過程中出現(xiàn)的比例也大大增加。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是內(nèi)嵌于理論教學(xué)之中，總體占比很小，一般為2～3個(gè)實(shí)驗(yàn)，占用4～6個(gè)課時(shí)，是該門課最核心的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。有些高年級(jí)的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)，由于專業(yè)性儀器臺(tái)（套）數(shù)很少，一般只做演示性實(shí)驗(yàn)。此外，復(fù)雜點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)都涉及前處理或者實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，在實(shí)際教學(xué)中，通常是老師提前做好全部實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，僅在課堂的有限時(shí)間里給學(xué)生演示最核心的部分，學(xué)生無法實(shí)際操作，甚至不掌握實(shí)驗(yàn)的全部過程。鑒于這種情況，為了激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，各高校紛紛嘗試不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革，讓實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生全面開放，讓學(xué)生最大限度地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，獨(dú)立自主全流程全要素完成前處理、實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)分析等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)研究方法，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革目標(biāo)。近年來，我院重組整合教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，成立油氣地質(zhì)與地球物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，新增《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)實(shí)驗(yàn)》《礦物巖石鑒定實(shí)驗(yàn)》等近10門實(shí)驗(yàn)課程，大幅度增加了實(shí)驗(yàn)課程，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例，讓學(xué)生有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)自己完成實(shí)驗(yàn)，而不只是觀看老師的實(shí)驗(yàn)成果。但與其他高校，尤其是985、211高校相比，我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題能力和開放程度上仍有較大差距，因此繼續(xù)加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生獨(dú)立思考解決問題的能力是今后一段時(shí)期面臨的重要任務(wù)。

開放實(shí)驗(yàn)室是提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。開放實(shí)驗(yàn)室是指導(dǎo)學(xué)生在開放的時(shí)間里完成開放式的內(nèi)容，這就需要學(xué)生自己獨(dú)立思考完成，其側(cè)重于理論教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，不同于傳統(tǒng)的老師安排內(nèi)容、規(guī)定步驟，學(xué)生按部就班得到數(shù)據(jù)、完成報(bào)告。而是讓學(xué)生就自己感興趣的內(nèi)容，通過老師指導(dǎo)和自主預(yù)習(xí)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在自己方便的時(shí)間，在老師或者實(shí)驗(yàn)員的陪同下，完成實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，盡量引導(dǎo)學(xué)生自己完成，遇到問題自己解決。不過現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的大部分高校只能對(duì)本校學(xué)生或者對(duì)本院系相關(guān)專業(yè)開放，一般達(dá)不到跨專業(yè)跨學(xué)科開放，或者是對(duì)其他院校、甚至社會(huì)機(jī)構(gòu)開放[1]。

1.國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室開放情況

國(guó)外高校實(shí)驗(yàn)室開放已經(jīng)非常普遍，具有了基本固定的流程與模式。很多國(guó)外的大學(xué)儀器設(shè)備都是常年開放供學(xué)生使用的，只要取得了使用資格證，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室管理員同意均可使用，有的甚至可以24小時(shí)開放。而且國(guó)外高校的實(shí)驗(yàn)室開放一般分為三種等級(jí)開放：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室通常是面向本學(xué)院或者全校開放，是日常教學(xué)的補(bǔ)充；專業(yè)性強(qiáng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器大部分是面向高年級(jí)學(xué)生、研究生、老師開放，是為各種科研項(xiàng)目服務(wù)的；實(shí)驗(yàn)研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之類的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器價(jià)值很高，數(shù)量很少，則會(huì)面向全社會(huì)開放。這其中不管是哪一類實(shí)驗(yàn)室基本都是實(shí)行預(yù)約制，只要你有儀器操作證，知道怎么使用，就可以自行預(yù)約，完全不受上下班限制。例如：日本廣島大學(xué)的生物生產(chǎn)學(xué)部的食品工學(xué)實(shí)驗(yàn)室、食品物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)物產(chǎn)品加工實(shí)驗(yàn)室等都是面向?qū)W部學(xué)生全面開放的。甚至有位廣島大學(xué)理學(xué)部搞地質(zhì)的中國(guó)留學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)與東京某學(xué)院聯(lián)系，預(yù)約后到該校使用全日本唯一的一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)[2]。

國(guó)內(nèi)的各所高校也在開放實(shí)驗(yàn)室方面進(jìn)行了很多嘗試，并且取得了很多成功的經(jīng)驗(yàn)[3]。例如中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，針對(duì)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室開放過程中老師與學(xué)生的時(shí)間不匹配，試驗(yàn)設(shè)備數(shù)量與學(xué)生數(shù)量沖突等問題，學(xué)校設(shè)計(jì)了基于讀卡系統(tǒng)、互動(dòng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控和學(xué)生自主預(yù)約的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放管理系統(tǒng)，徹底實(shí)現(xiàn)了教學(xué)實(shí)驗(yàn)室自主開放，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)課順利完成[4]。還有例如蘇州市職業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，也是自主研究搭建了智慧實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)，管理平臺(tái)涉及了實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理與實(shí)驗(yàn)室開放管理方面的一些主要功能，改善甚至解決了高校實(shí)驗(yàn)室存在的人工管理、智慧化建設(shè)緩慢、開放共享不足的問題[5]。

2.實(shí)驗(yàn)室開放的重要性

對(duì)于學(xué)生而言，開放實(shí)驗(yàn)室可以使他們不再局限于老師指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，轉(zhuǎn)而實(shí)踐自己感興趣的部分，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主觀能動(dòng)性，讓他們更愿意參與到實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高動(dòng)手能力[6]。比如參加專業(yè)競(jìng)賽或者大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的學(xué)生，他們都需要通過實(shí)踐項(xiàng)目幫助他們盡快掌握技能、提高能力。

對(duì)于學(xué)校來說，開放實(shí)驗(yàn)室可以讓實(shí)驗(yàn)室里的儀器設(shè)備大大提高利用率，特別是石油地質(zhì)類的相關(guān)儀器，由于專業(yè)性強(qiáng)、精度高、操作難度大，大部分時(shí)候是一個(gè)學(xué)年只在相應(yīng)幾門專業(yè)課上用一用，長(zhǎng)時(shí)間處于閑置狀態(tài)[7]。開放實(shí)驗(yàn)室制度一是可以讓學(xué)生在老師的指導(dǎo)下更多地進(jìn)行專業(yè)儀器操作，提高儀器開機(jī)時(shí)間，避免了因?yàn)殚L(zhǎng)期閑置而導(dǎo)致的儀器損壞；二是從學(xué)校的全局來看，不同學(xué)院相關(guān)實(shí)驗(yàn)室之間的開放，可以更加合理地配置實(shí)驗(yàn)儀器，避免重復(fù)購(gòu)買建設(shè)，優(yōu)化教育教學(xué)資源[8]。例如，我校地球科學(xué)與工程學(xué)院的《油層物理》實(shí)驗(yàn)就是在石油工程學(xué)院的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室上課，通過相互開放，實(shí)現(xiàn)了資源共享互利共贏。

3.實(shí)驗(yàn)室開放的實(shí)施方案

(1)前期組織

實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放并不表示學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要完成很多前期的準(zhǔn)備工作，以便完成后期實(shí)驗(yàn)。

首先，學(xué)生需要根據(jù)自己的問題和需求，確定開放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。一般分為兩種情況：一是參加各類專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽或者參加考研復(fù)試的學(xué)生，根據(jù)需要確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并尋找合適的指導(dǎo)老師；二是老師的科研項(xiàng)目中涉及的實(shí)驗(yàn)部分，根據(jù)科研的需求確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，再招募對(duì)此感興趣的學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)。

其次，在確定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之后，由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室管理員處提交申請(qǐng)，包括實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等，由管理員統(tǒng)一安排制訂實(shí)驗(yàn)課表，按申請(qǐng)時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室。

(2)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

在完成前期組織后，學(xué)生已經(jīng)確定了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、地點(diǎn)和內(nèi)容，接下來就要為正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做好準(zhǔn)備。在此還有兩項(xiàng)工作需要完成：第一，因石油地質(zhì)的專業(yè)儀器都屬于大型貴重儀器，專業(yè)性強(qiáng)，操作精度高，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作人員有很高的技術(shù)要求，所以對(duì)申請(qǐng)的學(xué)生要求也比較嚴(yán)格，學(xué)生在使用前必須仔細(xì)認(rèn)真地預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)流程、儀器的操作、可能遇到的問題及解決方案等，尤其是儀器操作和突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)，必須進(jìn)行培訓(xùn)后才可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作。第二，做好實(shí)驗(yàn)室安全教育。無論是哪個(gè)級(jí)別的實(shí)驗(yàn)室，在進(jìn)入之前，無論學(xué)生還是指導(dǎo)老師，都需要認(rèn)真學(xué)習(xí)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入制度以及對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)章制度，熟悉實(shí)驗(yàn)室的危險(xiǎn)源及相應(yīng)應(yīng)急措施，并且完成網(wǎng)上考核，只有考核成績(jī)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才具備進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的資格。

(3)完成實(shí)驗(yàn)

在完成了全部準(zhǔn)備工作之后，按照申請(qǐng)的時(shí)間，學(xué)生在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，盡量保證學(xué)生可以獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)，如果遇到問題可以先自己想辦法解決，指導(dǎo)老師盡量不參與，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)對(duì)突發(fā)狀況的處置能力的目的。試驗(yàn)全程指導(dǎo)老師或者實(shí)驗(yàn)管理員需要在場(chǎng)輔助指導(dǎo)，維持秩序，確保學(xué)生操作得當(dāng)，同時(shí)做好安全防護(hù)，避免出現(xiàn)安全事故。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)完成后，自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、總結(jié)梳理問題、分析獲得結(jié)論。如果數(shù)據(jù)有疑問或偏差，可以聯(lián)系指導(dǎo)老師，若需要重做實(shí)驗(yàn)，可以再次按照流程申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室，重新完成實(shí)驗(yàn)，直到徹底掌握實(shí)驗(yàn)方法、獲得正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。需要注意的是，實(shí)驗(yàn)室基本安全網(wǎng)上考核一個(gè)學(xué)期只需要完成一次，如果重復(fù)實(shí)驗(yàn)，不需要每次都參加考試。但是專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器操作等直接關(guān)乎實(shí)驗(yàn)成敗的內(nèi)容，需要學(xué)生每次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前都進(jìn)行預(yù)習(xí)。

4.實(shí)驗(yàn)室開放的初步成效

全國(guó)各所高校在實(shí)驗(yàn)室開放方面都在不斷嘗試與摸索，相關(guān)的方案也層出不窮，甚至有的高校還研發(fā)了相關(guān)的辦公系統(tǒng)，旨在提高辦公效率，更進(jìn)一步讓開放實(shí)驗(yàn)室這件事情不受時(shí)間人員的限制[9]。這些年我院在實(shí)驗(yàn)室開放方面一直在摸索經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施方案、管理辦法根據(jù)實(shí)際工作中遇到的各類問題不斷地調(diào)整完善，盡量做到既能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目的，也能最大限度地提供方便。到目前為止，按照現(xiàn)有的開放制度，大大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)的興趣，開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約人數(shù)年年攀升，學(xué)生越來越多地參與到了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，這樣既加深了對(duì)本身課程的理解學(xué)習(xí)，又提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。近幾年，我院組隊(duì)參加的全國(guó)地質(zhì)技能各種大賽中取得了優(yōu)異成績(jī)（表1），學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐水平明顯提高。大量的實(shí)踐活動(dòng)激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手操作的樂趣和熱情，加深了學(xué)生對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)和熱愛，吸引了更多本科生報(bào)考研究生，擴(kuò)大了研究生儲(chǔ)備。

表1 近三年部分參賽獲獎(jiǎng)情況

當(dāng)然，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)室開放制度還不是很完善，絕大部分高校都是局限在自己學(xué)校或者自己學(xué)院內(nèi)部，涉及到的學(xué)生、老師、實(shí)驗(yàn)室數(shù)量都不會(huì)很多，人員范圍也相對(duì)固定，管理起來比較簡(jiǎn)單，但是如果將實(shí)驗(yàn)室開放范圍擴(kuò)大，管理的漏洞就會(huì)顯現(xiàn)出來，安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)相應(yīng)增加，而這正是需要我們繼續(xù)摸索實(shí)踐的領(lǐng)域。

5.實(shí)驗(yàn)室開放的措施計(jì)劃

鑒于已經(jīng)取得的成果，開放實(shí)驗(yàn)室確實(shí)是一件非常有利于學(xué)生培養(yǎng)和學(xué)校發(fā)展的好事，但隨著開放的力度越來越大，參與的學(xué)生越來越多，實(shí)驗(yàn)室面臨的考驗(yàn)也越來越嚴(yán)峻，尤其是目前很多學(xué)校由于辦學(xué)規(guī)模擴(kuò)大、原校區(qū)發(fā)展受限等因素，異地新建了不同的校區(qū)，也使得實(shí)驗(yàn)室開放面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。近年來，我校也新建了鄠邑校區(qū)，開啟了“兩地辦學(xué)”模式，通過前期的努力和摸索，我們針對(duì)“兩地辦學(xué)”模式下加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放工作提出以下思路和對(duì)策。

第一，注重全局統(tǒng)籌規(guī)劃。鑒于“兩地辦學(xué)”的不便性，學(xué)校更應(yīng)該注重全局觀，從校級(jí)層面加強(qiáng)整體規(guī)劃，避免各個(gè)院系單打獨(dú)斗，自成一派，最大限度地做到物盡其用，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)整個(gè)大學(xué)內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)室共享，這樣既增加了實(shí)驗(yàn)室開放的廣度，統(tǒng)一的管理也會(huì)讓學(xué)生更加方便。既有利于資源共享、人員互補(bǔ)，也有利于學(xué)生參與學(xué)校建設(shè)發(fā)展。

第二，完善管理規(guī)章制度。伴隨著實(shí)驗(yàn)室開放的力度更大、范圍更廣，我們現(xiàn)有規(guī)章制度的弊端就會(huì)越來越明顯。例如隨著越來越多外專業(yè)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的管理制度、實(shí)驗(yàn)儀器的操作流程、應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，都需要做出相應(yīng)的修訂，更加完善的規(guī)章制度，更多關(guān)注細(xì)節(jié)的管理辦法、實(shí)施方案，是保證實(shí)驗(yàn)室正常開放、學(xué)生安全實(shí)驗(yàn)的根本。

第三，建立績(jī)效考核辦法。有了學(xué)校的規(guī)劃和引領(lǐng)，有了完善的規(guī)章制度保證，下面就需要更多的政策來鼓勵(lì)各個(gè)院系、各個(gè)實(shí)驗(yàn)中心和更多的實(shí)驗(yàn)室管理人員、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師參與進(jìn)來，開放更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開放更多的實(shí)驗(yàn)室，大力增加開放的力度。除了常規(guī)實(shí)驗(yàn)課程之外，因?yàn)殚_放實(shí)驗(yàn)室而增加的工作量，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)額外計(jì)算?；蛘撸槍?duì)開放實(shí)驗(yàn)室及其管理人員，根據(jù)實(shí)際開放時(shí)長(zhǎng)給予一定的補(bǔ)貼等等，政策的傾斜才能讓實(shí)驗(yàn)室管理員和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師更加愿意參與實(shí)驗(yàn)室開放。

第四，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)保障。隨著越來越多的實(shí)驗(yàn)室開放，也有越來越多的學(xué)生參與進(jìn)來，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)數(shù)的不斷增加，必然導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)耗材的消耗變快，除了部分科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有一定實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)支持外，大部分面向本科生的、旨在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，補(bǔ)充本身實(shí)驗(yàn)教學(xué)漏洞的實(shí)驗(yàn)是沒有實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)單獨(dú)支持的，這就無形中增加了實(shí)驗(yàn)室本身的運(yùn)維成本，更何況一些高精尖專業(yè)儀器的損耗、實(shí)驗(yàn)耗材也是不小的開銷。這就要求學(xué)?；蛘叨?jí)學(xué)院，針對(duì)本學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室開放情況，每年增加實(shí)驗(yàn)室耗材的預(yù)算，或者設(shè)立專門針對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)預(yù)算，用以補(bǔ)貼學(xué)生參加開放實(shí)驗(yàn)室所需要的材料器材消耗。

第五，完善配套激勵(lì)措施。在鼓勵(lì)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)室開放活動(dòng)上，提出一些獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。對(duì)于那些積極參加、并在實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)優(yōu)異、取得良好實(shí)驗(yàn)成果的學(xué)生，學(xué)院應(yīng)該給予一定的鼓勵(lì)，無論是獲得課外實(shí)踐學(xué)分，還是頒發(fā)證書，都可以最大限度地讓學(xué)生愿意走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，參與到我們的開放實(shí)驗(yàn)室中，并且從中得到收獲。

我們始終相信，在這個(gè)越來越開放的時(shí)代，開放實(shí)驗(yàn)室也是大勢(shì)所趨，我們一起共同努力，一定可以讓實(shí)驗(yàn)室的開放力度更大，開放時(shí)間更長(zhǎng)，開放范圍更廣，讓更多的學(xué)生參加和受益[10]。