实验室开放的探索与实践

实验室开放的探索与实践——以“地下水与环境”教学中心为例

梁莉莉¹　向　东²　梁　杏¹　潘欢迎¹　王　青²

（1.中国地质大学环境学院，湖北武汉430074；2.中国地质大学实验室设备处，湖北武汉430074）

摘　要：实验室开放是高等教育发展的必然趋势。本文列举了几种主要的实验室开放模式，分析了目前实验室开放过程主要存在的问题，结合“地下水与环境”教学中心的经验，提出了应对这些问题的具体措施。

关键词：实验室开放　探索　实践

1　引　言

高校实验室是从事实验教学、科学研究、生产试验、技术开发等的重要阵地，是培育学生实践能力和创新精神的重要场所。高校实验教学不仅可以巩固和加深理论知识，而且可以加强学生发现问题、分析问题和解决问题的综合应用能力，培养学生的创造性思维和实际操作技能。而实验室开放对于提高学生的实践能力，激发学生创新思维和最大限度利用实验室资源开辟了一条新途径。实验室开放不是简单意义上空间和时间的开放，它的实施涉及管理体系的改革，教师与实验教学人员教学思想的转变，学生参与开放实验的积极性和实验管理体制的变革与建设等，是一项十分复杂的系统工程。

为了做好实验室的开放工作，提高实验教学水平，各高等学校都采取了相应的措施。我校专门印发了《中国地质大学教学实验室开放管理办法（试行）》等文件，并设立了中国地质大学实验室开放基金。本文根据“地下水与环境”实验教学中心的特点，针对在开放过程中遇到的问题做一些探讨，为加快实验室开放的步伐作出应有的贡献。

2　实验室开放的模式

实验室的开放形式多种多样。有在开放时间上变化的开放形式，如固定时间的开放和双休日开放等；另外有研究团队形式进入实验室的开放，如小型设计团队或科研助手的形式等。“地下水与环境”实验教学中心是以“地下水”为特色的实验教学中心，主要包括“地下水动力学”、“水力学实验室”和“水文地质学实验室”等22个教学实验室，同时包括等离子体光谱仪、气相色谱、离子色谱和原子荧光等9个专业实验室。这些实验室不仅要满足本科、研究生和留学生实验教学，而且是学生的创新实验、教师和研究生科研的实验基地。因此中心必须有良好的开放模式，才能满足如此多的实验需求，以保证实验室的良性发展。目前本中心的开放模式主要有以下几种。

2.1　基于课堂实验内容的拓展与延伸性开放

这种形式的开放实验主要在专业的教学实验室进行。由于地下水专业的诸多实验都是用土柱或者大型的实验槽来进行模拟，需要的实验周期一般都比较长，而有限的实验课时根本无法满足这种模拟性实验的需求。此外任课老师还会给学生提出一些拓展和延伸性的问题，需要学生通过实验来找到答案。而学生在这些实验过程中，要利用自己在课堂上学到的东西，设计实验方案，采集处理数据，并对数据进行分析从而得出结论。因此通过这样课后的拓展和延伸性实验，不仅可以加深学生对课堂知识的理解和思考，而且有助于学生实验技能和实验综合素质的培养。如《地下水污染与防治》和《水力学基础》等课程，经常采取这种开放方式。

2.2　以实验室开放项目的形式开放

我校专门设立了中国地质大学实验室开放基金，每年学生个人或者团队可以按照自己的想法，设计实验方案，向学校提交实验室开放基金申请。待学校统一批复后，获批的学生可以带着项目进入实验室进行实验，实验结束后提交实验成果报告。这种开放形式，从实验的设计、项目的申请，到实验的进行和最后成果的撰写，都由学生独立完成。这不仅锻炼了学生的动手与思考能力，而且系统锻炼了学生的科研能力，为今后学生从事科研活动奠定了良好的基础。如“地下水与环境”教学中心2011年共获批中国地质大学实验室开放基金“东湖水质季节性变化规律的研究及危害预测”等9项，总经费达10多万。

2.3　以科研项目为核心的形式开放

这种开放形式主要针对有科研项目的老师和参与科研项目的学生。这种类型的开放实验，先由教师根据科研项目情况，提出实验要求，学生在教师的指导下搜索有关实验资料，制定实验方案，开展实验研究。利用这样的实验，可以让学生较早的接触科研实际，掌握科研程序，从中体会一项科学研究的全部内涵，在获得知识的同时理解知识的产生和过程，掌握科学研究的普遍规律和一般方法。这种开放形式对老师来说，解决了实验设备不足和实验室紧张的问题。而对学生来说，培养了他们参与项目和执行项目的能力，培养学生严谨的工作作风和科研思维。通过这种开放形式，近三年“地下水与环境”教学中心共参与完成科研项目194多项，参与发表三大检索类文章200余篇，申请和授权专利10项。

2.4　自主创新实验的形式开放

这种开放形式主要针对一些有能力和精力，但又没有申请到开放基金的学生。他们在自己的课余时间，可以根据自己的兴趣爱好，结合实验室的方向和条件，开展小发明、小制作、小论文等的实验活动。进行这类实验，学生自行或者合作设计实验方案。这种类型的实验，学生为主，教师为辅，教师的主要作用是根据学生选择的实验内容，对实验过程中需要注意的问题予以强调，对超越学生知识范围的个别现象给予讲解。这种形式的开放，对培养学生的分析问题、解决问题的能力起到很好的作用，也正是实验室开放工作达到的目的所在。学生利用在“地下水与环境”实验中心的成果，参加了“挑战杯”、大学生科技论文比赛等活动，共获得全国“挑战杯”、科技论文报告会等校级以上奖励19项。表现尤其突出的是彭浩等本科生进行的创新实验分别在2011年获得两项国家级一等奖、二等奖和一项省级二等奖。

2.5　各种专业实验室对校内和校外开放

这种开放形式主要指一些大型仪器设备，如：等离子体光谱仪和原子吸收等，除了可以满足实验教学外，不仅可以为老师的科研项目服务，还可以为校外的一些企事业单位服务。这样可以大幅提高大型仪器的使用效率，达到大型仪器的共享。

3　实验室开放过程中存在的问题

实验室面向学生、老师和社会开放后，教学实验室显然不同于过去的传统实验室。实验室比以前开放时间更长，涉及的内容更为广泛，人员更加复杂，从而为实验室的管理和运行带来了一系列的新问题和新矛盾，主要表现在以下几个方面。

3.1　机制问题

实验室自开放以来，面临的机制问题包括管理机制、绩效考核机制和激励机制等。首先是管理机制，开放后实验室的使用时间延长，有些实验室甚至24小时开放。无论节假日，都有学生进入实验室进行实验。但一般的教学实验室人员都是按照实验课来定岗定编的，现在突然要应对大量的人员和设备的长时间管理，显然力不从心，如“地下水与环境”教学实验仅有7名老师，要管理31间实验室的对外开放工作，管理难度陡然增加。其次是绩效考核机制，实验室开放后实验室工作人员的工作量大幅增加，如果还是仅仅按照实验课时来考核工作业绩，显然是存在问题的。另外还有激励机制，实验室开放后，实验室工作人员和老师的工作量要增加，如果开放实验室缺乏相应的激励机制，老师参与的积极性不高。学生在实验中遇到的问题，不能及时得到专业的指导，也挫伤了部分学生的积极性。因此如何建立相应的管理、考核和激励机制，保证实验室的开放时间和开放质量，调动老师和学生的积极性是亟待解决的问题。

3.2　物资问题

实验室开放后由于实验项目、实验内容和参与实验学生人数的增加，所需的实验耗材也相应增加。而教学实验室有限的实验经费仅仅是来保障教学实验课的进行，开放实验所增加这部分耗材却没有地方支出。因此实验耗材一旦不足，直接影响到开放实验的顺利进行。其次，实验室开放后，大部分的小型设备都是学生自己操作测试，并收集实验数据。但由于实际操作过程中学生的水平参差不齐，且都有一个从生疏到熟练的过程，从而经常造成设备损坏，无法正常运转，因此设备维修费用也随之增加。此外，实验室开放后，教师和实验室工作人员的工作量大大增加，这些超额的工作量如何付酬，经费从何支出也是实验室开放工作中的新问题。

3.3　业务能力和技术问题

随着实验室的开放，实验项目的增加，学生在实验中遇到的问题也层出不穷，而且问题面更广，涉及的知识面更宽。要随时回答学生在实验中遇到的问题，为学生指点迷津，就需要实验室工作人员的业务能力更强，知识面更广，从而对实验室工作人员的业务能力也提出了更高的要求。另外由于实验项目的增加，实验者对诸多设备的功能也提出了新的要求。因此如何应对设备新功能的开发，也是实验室开放中面临的技术问题。

3.4　安全问题

由于实验过程的危险性，实验室的安全一直是实验室工作不可忽视的一项。实验室开放后，实验人员增加，实验时间延长。如何保证大量学生在长时间的实验过程中不出安全问题，也是开放实验室必须解决的问题。

4　实验室开放问题的相关对策

上述问题直接影响了实验室的正常开放，如何解决是搞好实验室开放的关键。因此针对上述问题，“地下水与环境”教学中心根据直接的特点，提出了以下解决办法。

4.1　机制问题的应对措施

“地下水与环境”教学中心为了应对开放，引进了科学的门禁监控管理模式。门禁系统安装于实验室的大门，做实验的学生或者老师应提前进行申请，并填写相应的申请表，然后由实验室工作人员按照实验需要，给其门禁卡上授予相应的使用时间，这样就可保证老师或者学生在授权时间内刷卡，即可随时出入实验室，而其每次出入实验室的时间都将会被记录下来；一旦超过其授予权限的时间，实验者将不能进入实验室。这样既保持了实验室的全天候开放，又不增加实验室人员的工作量。其次建立公平的绩效考评机制和灵活的激励机制。“地下水与环境”湖北省教学示范中心针对不同的岗位制定不同的绩效考评机制，比如针对上实验课的老师，主要根据课时量来考评；针对管理大型仪器的老师，根据测样量和仪器运行状态来考评；针对研发仪器的老师主要根据其制作仪器的种类和数量来考评。这样就形成了比较公平合理的考评机制，大大调动教师参与的积极性。另外中心实验室还建立了灵活的激励制度，比如对于积极上进的年轻教师，中心为其提供尽量多的出国、进修和深造机会；而对于经常指导学生的教师，中心专门设立“优秀指导教师奖”；另外中心还将部分创收收入以奖金福利的形式发给实验室工作人员。这样不仅大大调动了各位老师的积极性，也促进了实验室人员之间的团结和互助。为开放实验的和谐发展营造良好的氛围，也保证了开放实验室的可持续发展。

4.2　多种形式的经费来源

我校专门设立了实验室开放基金，保证了部分学生开放实验的经费需求。对于课堂教学内容延伸性实验所需的经费，从各个实验任课老师的实验室建设项目经费中支出；对于以科研为核心的开放性实验，主要的经费支出来自老师科研经费；而对于自主创新性实验，支出则来自于实验室的自主创新立项经费。目前只有通过这种多渠道，多种形式的经费来源来解决实验室经费不足的问题，以保障开放实验的顺利进行。

4.3　通过多种途径提高实验人员业务能力

实验中心每学期都有一到两个名额，派去国内各大高校或研究机构参加培训，中心还经常聘请国内外专家来实验中心作报告和参观交流；此外中心还定期聘请仪器或设备厂家的工程师来中心，向老师和学生演示设备的使用方法和技巧。通过这些措施，实验中心老师的自身素质得到提高，学生了解了各种设备的原理和使用方法，从而保证了老师和学生能够应对实验室中经常遇到的问题和设备功能的开发。

4.4　加强实验室安全教育

实验中心在每个实验室的醒目位置，都贴有该实验室需要注意的安全问题和警告标志。在每个屋子的门上都贴有离开时注意断水断电的提示，并经常对学生进行安全教育，尽量将实验室的危险性降到最低。

5　结束语

实验室开放是一项系统工程，需要学校和学院、老师和学生的共同努力，才能达到预期目标。实验室开放的道路艰辛而漫长，只有通过各个实验室结合自己的特点，不断地对各种机制、措施进行完善和改进，实验室开放才能达到真正的目的，为人才的培养做出更多的贡献。

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