开放式实验室教学模式的探索与实践

摘要： 研究了开放式实验室的教学模式，分析了开放式实验室在实践教学中的优势。探讨了通过建立开放式实验室来培养学生的动手能力和创新精神，提高学生的综合素质的途径。

Abstract： The paper investigates the teaching mode of opening laboratory and analyzes the advantage of opening laboratory， probes the paths for cultivating the students' practical and innovational ability through the construction of opening laboratory and promoting students' comprehensive qualities.

关键词： 开放式实验室；教学模式；创新能力

Key words： opening laboratory；teaching mode；innovation ability

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）35-0217-02

0 引言

在高等学校教育教学过程中，提高教学质量和培养高素质人才是根本目标。实验室是高等学校实施素质教育、培养学生实践能力和创造能力的重要场所。对实验室进行开放是培养高素质创新型人才的重要途径。目前东北农业大学工程学院工程测控实验室正大胆的尝试和探索开放式实验室的教学工作，在以充分利用实验室资源为宗旨的引导下力争做到将实验室一切可能开放的资源对全校师生开放，培养学生的动手能力与创新能力，提高其综合素质；提高仪器设备的利用效率。在实践过程中我们对教学手段、教学方法、教学内容和考评方法进行了摸索与探讨，并取得了一定成效。

1 开放式实验室在实践教学中的作用和优势

1.1 开放式实验室在实践教学中的作用 实验教学是使学生在特定的环境下完全通过自身主观努力完成的教学过程。实验室是完成实验教学的主要场所。开放式实验室教学模式是实验室及实验用仪器设备向学生开放。突出综合性和设计性实验。学生可以随时进入实验室。进行实验构想、设计和调试。充分利用课内外时间进行实验，并得到教师的指导。使“做实验”真正成为有兴趣的活动。实施以满足学生创新能力培养的开放式实验模式是当前高等学校实验教学改革的方向。开放式实验教学在很短时间内把大量的应用知识介绍给学生，通过学生自己实践来理解和掌握它们，可大大提高教学质量和效率。

1.2 开放式实验室在实践教学中的优势 传统型实验教学相对于理论教学虽具有直观性、验证性、启发性和探索性等特点，但又具有实验学时受限、仪器设备数量受限、学生能力参差不齐和集中排课设备超负荷运转课余时间闲置等弊端。通过实践证明将实验室开放是解决以上问题的有效途径。开放式实验室有利于充分利用实验室资源并激发学生的主观能动性，使学生能够利用实验室的条件，使用实验室的仪器设备，独立完成课题项目；在这个过程中给学生提供了选择、创新、表现、提高的机会，锻炼了分析问题、解决问题的能力，逐步形成自己的知识体系和知识结构，有利于培养独立工作能力和创新能力，提高学生的学习主动性；同时，开放式实验室有利于实现不同层次不同教学方法的差别化教育，有利于引导学生参与科研活动培养其综合能力；通过开放式实验教学，可以使教师以及实验室管理人员有更大的责任心，使教师和实验管理人员不断加强自身的学习。

2 开放式实验室的教学模式

所谓开放式实验室教学是指实验时间、空间、内容和教学方法等都是开放的，学生有自主选择权，它能为学生的主动学习和个性发展创造一个较好的外部环境，体现了以人为本的教学理念，能有效地解决当前实验教学中存在的问题。

2.1 在时间方面，开放式实验室实行定期开放制度。学生可以在时间上有很大的灵活性，任何开放时间内都可以到实验室进行实验和研究。由于学生在白天课程安排的很紧凑，只有个别同学在空闲时间能来到实验室，效果并不理想，因此实验室实行轮流值班制度。即每周周一至周五安排一名教师在18点至21点到实验室辅助教学，实现对非工作时间进出实验室人员的管理并为学生做实验提供指导。

2.2 在内容方面，开放式实验室主要以综合性和设计性实验为主，因此对学生研究项目的内容大致可分为学生自选题目型和学生自拟题目型两种。

①学生自选题目型，由开放实验室教师根据实验室自身的研究方向、教学内容、科研项目以及仪器资源优势设立实验项目并提出选题基本要求（如项目所需的专业限制、应具备的基础知识等），提交学校教务处后由教务处统一组织在校学生进行网上选题。这样学生可以根据自身的专业基础和兴趣爱好，参考开放实验项目简介及相关要求进行选题，做到有的放矢。从2006年起至今，工程测控实验室为在校本科生分别开出了《基于现代测试手段的工业计量及液位控制》和《水土保持技术与垄向区田筑垱机》等开放实验项目31项，指导完成实验项目并获得学分的学生五百余人。

②学生自拟题目型，该形式对学生的实验项目不加限制，使学生具有一定的选题自由。在尊重教学大纲的基础上，由教师审核学生自拟题目的可行性，学生可以通过多种方式选择研究项目的内容：实验室教师拟定课题、学生自己拟定课题、课程设计和毕业设计课题、科研课题、大学生竞赛选题等等。以上两种选择研究项目的方式都要以本教研室的机电一体化方向为主线，以学生为主体充分发挥其综合设计能力、动手能力和创新能力，结合实验室现有仪器设备来开展综合性和设计性实验。

2.3 在教学指导方面，采取以学生为主体，教师为主导的方法。在开放式实验室中学生始终处于主置，而实验室指导教师则处于辅助指导位置。学生必须在学习研究过程中进行知识的应用和创新，教师在对学生进行辅助指导的同时，加强自身知识和技能的扩展，达到教学要求。教师还应该掌握学生的研究情况，并做出考核和评价。由于进入实验室的学生来自不同年级层次并且进行不同项目的研究，所以必须实施分层次教学。对于低年级的学生，教师的作用是引导学生熟悉仪器设备的正确使用方法，训练其基本技能和实践能力。对于高年级的学生，教师在学生进行课题研究过程中，掌握其研究的情况，培养其工程意识和科研能力。只有掌握了解学生层次的特点，才能充分发挥“开放式管理”的效用。

2.4 在管理与考核方面。实验室规范化的管理制度是管理的重要保证。我们分别制定了《实验室管理人员岗位职责》、《学生实验守则》、《实验室安全保卫制度》、《实验室规则》等一系列管理规章制度，使实验室的管理规范化、科学化、制度化。这不仅对于指导学生正确操作实验设备、合理安排实验时间、安全顺利地完成实验发挥巨大作用并且对强化实验室管理、提高教学质量、科研水平都有着重要的作用。

由于实验室的开放将导致实验指导教师的工作量大大提高，大量占用其业余时间，增加了实验耗材的使用量。为解决以上问题我们申请了东北农业大学教务处开放实验课程项目立项，得到了项目资金资助，不仅解决了购买实验所需耗材的资金问题还解决了指导教师工作量增加所带来的工作量核算问题。为开放式实验室教学的顺利开展提供了保障。

对学生采取分组管理，统一考核的管理方式。在学生进入实验室后，我们根据学生所学专业和兴趣让学生自主编队形成课题组，每组5名队员，并选出课题负责人。在指导教师对每个题目进行讲解后，各小组要根据题目分别制定出各自的实施方案，其中包括任务分配、技术路线和进度时间表。在实施方案制定后小组成员要严格按照本方案逐步完成项目内容。指导教师要在开放期间审核每个小组提出的实施方案、定期对实施进度进行监督、认真对学生提出的技术问题进行讲解、定期考核学生到实验室的出席情况。在实验室开放后期要收取各小组的实验报告、图纸、技术方案和结题报告等考核资料。结题时组织进行了结题答辩会，并结合每组项目的完成情况最终给出考核成绩上交教务处。

3 开放式实验教学的效果

经过近几年的开放式实验教学的大胆尝试与实践，我们发现开放式实验教学不仅对培养学生的动手能力，全面提高教学质量起到很好的作用，还可以激发教师以及实验室管理人员的学习潜能，达到与时俱进更新知识结构的效果。

3.1 对学生动手能力和创新能力的培养 通过开放式实验教学，学生从根据自身专业及爱好在教务处网页上选题到进入实验室，再从查阅资料到实施方案确定，从设计与改进实验方案到动手做实验并克服各种困难解决多个技术难题最终完成课题任务，每一步都要经过调研和思考，都充满挑战。激发出强烈的求知欲和创造力，最终体验到解决问题后的喜悦，被动学习变为了主动学习。掌握了各种测量仪器的使用方法，并逐渐培养了如何利用所学的知识进行科学研究的能力。

3.2 提高了实验指导教师的实验技能与管理水平 由于开放实验室对实验指导教师的知识结构，仪器的操作水平都提出了很高的要求。为了能够全面的指导学生，教师要不断更新知识结构，提高实验能力，为实验指导教师的发展开辟了一条新的道路；通过实验室开放充分利用了实验室资源，大大提高了仪器设备的利用率，使仪器设备发挥出了更高的效能。各种规章制度与仪器的使用说明书、设备帐卡、教学大纲、多媒体教学课件都得到了逐步完善，促进了规范化管理。

4 结束语

开放式实验室以学生为主体的教学方法，能够使学生自主学习、独立思考，调动学生的主动性和积极性，培养学生的创新能力。今后，我们将不断总结经验，实现实验室的全方位开放，使实验室在培养创新人才方面发挥重要作用。

参考文献：

[1]孙小权，邹丽英.实验室开放的探索与实践[J].实验室研究与探索，2005，24（4）：107-109.

[2]刘杨.开放式实验教学模式的思考[J].现代电子技术，2006（20）：52-54.

[3]张军香.建立开放式自动控制实验中心的探讨[J].实验技术与管理，2007（2）：129-131.

[4]马文元，崔学贵等.开放实验室教学模式的探索与实践[J].大学化学，2005（6）：12-17.

[5]秦晓静.开放实验室教学培养创新人才[J].实验技术与管理，2005（7）：87-89.

[6]林金忠.加强开放实验室建设，提高实验教学质量[J].时代教育，2007（6）：26.

[7]陈宁宁，林善法，郑育华.开放实验室的建设与管理[J].实验室研究与探索，2004（7）：102-104.

[8]李文杰.开放实验室教学模式探索与实践[J].重庆工学院学报，2006（6）：157-159.