建立开放实验室与高校培养创新人才模式的关系研究

    刘琳琳

    摘要：开放实验室是培养高校学生创新意识和创新能力的基地。文章从开放实验室建立的必要性、管理的现状、面临的各项问题等几个方面展开，论述了建立开放实验室与高校培养创新人才模式的关系。

    关键词：开放实验室；创新人才；实验教学

    创新型人才是当今世界最重要的战略资源。大力培养创新型人才，己成为各国实现经济发展和科技进步的重要战略举措。党中央会议中指出，加快确立人才优先发展战略布局，加大创新创业人才培养的支持力度。实施创新教育，培养创新人才，是高等学校的根本任务。因此，培养高素质专门人才和创新人才己成为高等教育成功与否的重要标志。创新之根源在于实践，而实践的基础归根于实验，建立开放实验室在培养高校创新人才的创新意识、创新能力等方面具有举足轻重的作用。

    1 建立开放实验室的必要性

    开放实验室是高校实验教学改革的一项重大举措，是培养学生的创新意识和创新能力的重要基地。建立开放实验室的根本目的是为高校学生提供一个开放、宽松的实验和研究环境，通过开放性实验培养高校学生的设计思维、开拓意识、创新能力、科学素质和动手能力，为高校学生锻炼成长，为国家培养创新型人才打下良好的基础。

    开放实验室是一种全新的运行模式，将学生被动式实验转变为主动式学习。在传统的实验教学过程中，高校学生在实验课上完成教学计划所规定的课内实验项目，记录实验数据，完成实验报告，学生处于被动学习的地位；这类验证性的课内实验项目操作模式，使学生的思维模式局限于步骤性的实验指导方法和操作环节，限制了其创新能力的培养。而通过开放实验室的建立，可以有效开展更多综合性、设计性和创新性等类型的实验项目，有利于高校学生实验操作能力和创新能力的培养。

    2 开放实验室是培养创新人才的基地

    高校培养的创新人才所具有的特点，即具有突出的发现问题、分析和解决问题能力的创新人才。建立开放实验室的最终目标是培养和提高学生的动手能力和创新能力，为高校学生提供更加自由广阔的环境与空间，让学生积极主动地参与到整个实验过程中，充分发挥学生的主动性、独立性和创造性。将所学的理论知识融会贯通，不断提高他们的实际操作能力。另外，开放实验室同时也注重实验方案设计和实验方法的合理运用，注重培养学生的分析问题和解决问题的能力。参与开放实验室专业方向项目的学生，可以在实验教师的指导下查找文献资料，参与实验项目方案的设计和实施，进行深入的研究。因此，开放实验室是培养学生综合能力和创新能力的重要手段，是培养高校创新人才的摇篮和基地。

    3 开放实验室运行管理现状

    近一两年以来各高校都在进行开放实验室的建立和教学改革，为学生提供一个开放的实验环境。例如哈尔滨工程大学建立了电工电子本科开放式教学实验室，把人才培养目标放在培养学生工程实践能力、系统综合应用能力上。通过重组教学资源，加强理论教学与实验教学改革等，提高学校电工电子专业学生综合能力的培养。还有，台州学院有机化学教研室建立的有机开放实验室，实验内容是教材以外综合性的多步骤有机合成实验，内容覆盖广，操作技能强，很好地提高了学生的积极主动性和动手创新能力。

    武汉华夏理工学院的信息工程学院也于2016年新建立了开放实验室，主要方向有网络设计与软件开发、智能控制与机器人技术、电路与电子系统设计与应用、嵌入式系统设计与应用等。学院根据每个方向学生申报情况对开放实验室进行统筹安排，在确保仪器设备运行维护良好的情况下最大限度地利用实验室资源开展各类实验项目。在实验项目内容的选择上，最大限度地选择能够反映本学科方向的最新科技成果，同时又能满足不同学生需求的创新实验项目，使实验内容紧跟科研最新动态，使实验教学具有代表性和先进性。在实验指导教师安排上，学院与指导教师签订开放实验室项目任务责任书，由专业指导教师针对性的对学生实验项目进行全过程指导。在实验设备管理上，学生在实验过程中对实验室仪器设备等的使用必须填写记录，便于管理员建立完整的使用档案，对开放实验室仪器设备和实验耗材的使用进行跟踪管理。

    4 开放实验室管理面临的各项问题

    开放实验室是高校实验教学改革的一个重要组成部分，是高校培养创新型人才的必要条件。开放实验室的工作程序复杂，为了使开放实验室的工作能够正常运转，学校和实验指导教师都要积极参与，加强和优化开放实验室的管理。然而，开放实验室与常规基础实验室相比，主要存在以下4点问题。

    4.1 实验室管理难度大

    开放实验是集设计性和自主性为一体的综合实验，开放实验室与基础实验室和专业实验室相比，存在着开放时间不确定、参与学生知识基础层次不均、实验内容涉及专业面广实验项目多样多变等问题。

    4.2 实验指导教师师资力量不足

    开放实验室的实验项目和内容复杂多变，且涉及的专业知识较多，因此学生在实验过程中可能会出现各学科专业知识不足的问题。因此要求实验指导教师跨学科知识能力强且不断地提高知识技术水平和实验创新能力。实验指导教师要求的提高带来的师资力量不足是开放实验室运行的一个严重问题。

    4.3 开放实验室的经费开销问题

    开放实验室的实验以设计性和创新性实验项目为主，因此对仪器仪表、实验设备和芯片、模块等耗材的需求量也相应增多，实验消耗随之同步增加。而学校每学期对开放实验室低值低耗品的经费预算有限，因此经费问题也成了开放实验室在项目开设和发展运行中存在的问题。

    4.4 开放实验室的安全问题

    实验室开放参与的学生多、实验项目综合性强、仪器设备使用率高，由于实验教师无法实时参与指导过程，因此在实验开展过程中，要特别强调用电安全知识和仪器设备的正确使用方法，避免出现意想不到的安全事故，难以处理。

    5 开放实验室的制度管理

    制定制度，科学管理。幵放实验教学的实行，给实验室管理和实验教学管理带来了新的问题，因此制度的建立和完善对于开放实验室的管理工作非常重要。《高校开放实验室管理细则》的制定是开放实验室过程管理的规章和行动指南。相应地我们要逐步完善开放实验室的各项制度建设，如实验室开放管理制度、仪器设备管理制度、安全卫生管理制度、开放实验的考核制度等，建立健全《开放实验室工作人员管理职责》《开放实验室安全管理规则》《开放实验室仪器设备管理办法》《开放实验室仪器损坏赔偿办法》等管理条例。上述制度的建立和完善，为开放实验室的正常运行维护提供了有力的保障。

    6 开放实验室的应用成效

    （1）提高了实验教学质量。开放实验室的建立和创新性、多样性实验项目的开设，满足了不同层次学生对实验实践环节的需求，给高校学生提供了一个良好的自由发展平台，激发了学生浓厚的学习兴趣，有效地提高了实验教学质量。

    （2）提局了学生的创新能力和实践能力。开放实验室使学生实验实践能力得到了提高，创新意识增强。在开放实验室里，学生的开发设计和动手操作水平得到全面训练，动手能力大为加强。例如学生开发设计实现的轮式自动除障机器人，智能家居门窗控制系统、基于WiH通信的家居环境监测系统等，都很好地体现了学生独特的创新能力和综合素质水平。

    （3）建立了一支高素质的实验教学队伍。开放实验室的实验项目具有多样性和创新性，知识面涉及不同的学科专业。这就要求实验指导教师不仅要有扎实的专业基础知识和实验实践能力，还要不断提高自己的跨学科知识水平和综合应用能力，通过开放实验室的建立加速实验指导教师队伍的知识更新和实验教学水平的提高。

    （4）有效地改善了实验教学条件。学校和学院的各主管部门为本学院开放实验室的建立给予了大力的支持，并投入了大量的经费用于购置实验室仪器设备，更新实验室软硬件环境，有效地改善了各专业实验教学的条件，为开放实验室的建设和运行提供了强有力的支持和保障。

    7 结语

    开放实验室的建立为高校学生提供了一个优良的自由发展的实验教学环境，是培养高校学生实践动手能力和创新能力的重要基地。建立開放实验室是深化高校实验教学改革，全面提高实验教学水平的有效途径，是培养创新人才的必行之路。

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