遲銘書，張?zhí)m河，秦宏，王媛，孫斌，車德勇

(1.東北電力大學能源與動力工程學院，吉林吉林132012;2.東北電力大學化學工程學院，吉林吉林132012)

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展對高校人才培養(yǎng)提出了更新、更高的要求，如何更好的提高大學生的綜合素質(zhì)是高等院校面向21世紀培養(yǎng)目標的重要內(nèi)容。教育部根據(jù)我國高等學校本科教學的實際情況和社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，于2001年制定了《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質(zhì)量的若干意見》，其中明確強調(diào)要進一步加強實踐教學，注重學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)［1］。

高等學校的實驗室不僅是進行實驗教學、培養(yǎng)學生實驗能力的重要基地，而且也是開發(fā)學生智力、啟迪思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、獨立工作和實踐能力，培育發(fā)明創(chuàng)造意識，培養(yǎng)專業(yè)技能及科學作風的重要基地。

培養(yǎng)應用型本科人才最重要的是培養(yǎng)動手能力，在大學學習階段，動手能力的培養(yǎng)主要依賴實驗和生產(chǎn)實踐實習。這兩種培養(yǎng)方式各有利弊，實驗教學主要以驗證性實驗為主，主要驗證的是課堂教學的理論知識，雖然可以較系統(tǒng)的檢驗所學理論知識，完整的了解專業(yè)知識的流程及變化規(guī)律，但都停留在理論層面，與實際生產(chǎn)相差較大［2］。

因此，如何積極探索分層次、多元化教學，更好地發(fā)揮實驗室的各種實驗教學功能，服務于教學體系，成為廣大教育工作者們一直在不斷探索的問題。

結(jié)合我校建環(huán)專業(yè)所具備的實驗條件，為更有效的實施素質(zhì)教育，提高學生創(chuàng)新意識，改變傳統(tǒng)的實驗教學和管理模式，探討建立開放式實驗教學模式，對建環(huán)專業(yè)實驗課教學實行開放式實驗教學和管理。

1 開放式實驗教學所需條件

1.1 思想觀念的轉(zhuǎn)變

實驗室的開放式教學模式，不僅僅是在時間和空間上開放，更關鍵的是在教學內(nèi)容、教學方法和教學手段上的開放，其關鍵是觀念意識上的開放［3，4］。改革以“受魚”為主的傳統(tǒng)實驗教學方法，建立以“授漁”為主的創(chuàng)新思維能力和實際動手能力為根本的教學方法。因此，實驗室的開放與否，不僅是個別實驗臺，實驗室的開放，而是在思想上的，由全院教師共同配合下的實驗教學改革之路。

1.2 儀器設備條件

實驗室儀器設備的數(shù)量和質(zhì)量是關系到實驗室開放模式的最基本的硬件條件，沒有充足的實驗儀器條件，實驗室的開放教學永遠是紙上談兵。我校建環(huán)專業(yè)于2003年至2009年間，共投資近400萬元，建立了供熱模擬綜合實驗臺、空氣調(diào)節(jié)和中央空調(diào)模擬實驗室、空調(diào)制冷熱泵綜合實驗臺，通風模擬實驗系統(tǒng)，因此我校建環(huán)專業(yè)在實驗設備條件上完全具備開放式實驗教學的基本條件。

首先，從各個實驗臺的設計要求上，提出實驗臺要具備專業(yè)綜合實驗能力，通過實驗系統(tǒng)的設備能夠盡量多的涵蓋本專業(yè)的實驗內(nèi)容。這樣的實驗條件，在實施開放式實驗教學，可以開闊學生的專業(yè)知識范圍，在實驗教學上具備了充分的廣度;其次，實驗臺各分支實驗項目具有靈活，多變的組合方式，為達到同樣的實驗目的，實驗的方案和途徑可以完全不同。學生在進行開放式實驗時，可以自行設計和搭配實驗方案，為學生提供充分的想象和創(chuàng)造空間，即鍛煉了學生的創(chuàng)新思維，又強化了學生的實踐動手能力，從而在實驗教學上加強了深度;同時，在組建實驗系統(tǒng)中各個參數(shù)的采集儀器和檢測傳感儀器上，要求要能夠自由搭配，有機組合，能夠通過改變實驗條件達到開發(fā)、創(chuàng)新型實驗目的，這在實驗教學中是種飛躍，使實驗教學儀器變身為滿足創(chuàng)新思維的工具。這為開放式教學模式中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)提供了絕佳的實驗硬件條件。

1.3 實驗技術人員及教學管理條件

開放式實驗教學的開展伴隨著可供選擇的實驗項目個數(shù)的大量增加，同時需要更多的實驗教材和實驗指導書;學生在實驗中會發(fā)現(xiàn)更多更深更廣泛的實驗問題;設計性實驗、研究性實驗會涉及大量的新理論知識、新實驗知識(如設計實驗方案、儀器設備配套、實驗數(shù)據(jù)的處理等);一些常用實驗儀器的維修、改良等;這些都對實驗教師提出了更高的要求。因此實驗教師的自我學習和進修，提高業(yè)務水平成為開放性實驗教學的必要條件。

開放性實驗的教學管理也是有其自身特點的。在實驗考核時，要真正衡量一個學生的實踐動手能力，只憑一份實驗報告和幾組實驗數(shù)據(jù)是不夠的，因此將實驗成績分為幾部分:設計方案，實際操作、實驗數(shù)據(jù)報告、實驗總結(jié)(論文)，并將其綜合評分。這種評判標準充分調(diào)動了學生主動操作、努力思考、求新創(chuàng)異的積極性。

2 開放式實驗教學及其特點

2.1 開放式實驗教學

由于建環(huán)專業(yè)是原來土建類“供熱通風與空調(diào)工程”、“城市燃氣工程”和“供熱空調(diào)與燃氣工程”合并調(diào)整為“建筑環(huán)境與設備工程”專業(yè)，所以專業(yè)培養(yǎng)的側(cè)重點也進一步傾向于建筑環(huán)境的創(chuàng)造與維護，以及建筑設備、系統(tǒng)的管理。使專業(yè)涵蓋的范圍有所擴大，原有的一些實驗內(nèi)容己明顯滿足不了新專業(yè)課程的要求。另一方面，隨著我國高教事業(yè)的發(fā)展及社會對人才能力及知識結(jié)構(gòu)要求的不斷提高，也要求學生的獨創(chuàng)能力、動手能力及獨分析問題、解決問題的能力進一步加強。原有的實驗內(nèi)容、實驗教學方法及形式也己適應不了這種需要，為此，有必要對建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)實驗課程的設置以及教學形式進行改革。

表1 傳統(tǒng)實驗教學與開放實驗教學內(nèi)容設置比較

通過表1對傳統(tǒng)實驗教學的內(nèi)容和開放式實驗教學的內(nèi)容設置進行比較，在傳統(tǒng)實驗教學項目中，教學內(nèi)容重復的現(xiàn)象比較多，如關于流速、流量、壓力和溫度的測量，在不同的實驗中都重復同樣得內(nèi)容，使得實驗的主次不分明，枯燥，也浪費了實驗材料和實驗時間。同時由于實驗內(nèi)容上僅為流體參數(shù)的測定或多為驗證性實驗，內(nèi)容單一，也使得實驗教學的深度不夠，沒有發(fā)揮出學生的主觀能動性，對學生的創(chuàng)新能力、獨立分析問題能力和實際動手能力的培養(yǎng)也欠缺。

在開放實驗教學的形式下，對教學思想和教學形式的改革，也最終體現(xiàn)在教學內(nèi)容上。通過開放實驗教學的指導思路，設計新的實驗教學課程設置方案(見表2)，根據(jù)專業(yè)課程的實驗教學大綱，設計實驗教學內(nèi)容主旨及其課程的基本要求，在圍繞本實驗教學內(nèi)容的前提下，讓學生自主設計實驗方案，自己動手搭建或改建實驗臺，通過實驗裝置采集數(shù)據(jù)，自己整理，獨立分析后，形成實驗報告。在新的實驗方案下，有些專業(yè)實驗不僅可以通過同一套實驗裝置同步進行，大大簡化了傳統(tǒng)實驗數(shù)目，而且實驗的整體綜合性顯著增強，由于實驗方案是由學生自行設計，實驗裝置自己搭建，其主觀能動性得到充分發(fā)揮，有利于對其動手能力、獨立運用所學知識分析解決問題能力的培養(yǎng)和鍛煉，同時也將會大大調(diào)動學生的學習積極性，從而反過來推動課堂教學。

表2 開放實驗教學－課程設置方案表

2.2 開放式實驗教學的特點

開放式實驗教學能激發(fā)學生學習的主動性和積極性。相對獨立的開放性實驗課程體系的設置不是與理論教學的孤立，相反更有益于增強學生接受專業(yè)知識，在開放性實驗教學中，系統(tǒng)化的實驗教學使得學生在自行設計實驗方案過程中明確地聯(lián)系到理論教學中所學的專業(yè)知識，逐步構(gòu)建起結(jié)構(gòu)清晰的專業(yè)知識體系。而且在開放實驗室后，學生可以利用課余時間，選擇感興趣的實驗內(nèi)容進行探討和深入研究。這種做法強化了學生學習的自主性，激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，增強了學生對專業(yè)理論學習的興趣，鼓勵學生勇于思考，啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

開放式實驗教學能增加實驗室資源的利用率，提高了學生對科學技術的興趣。隨著實驗室的開放，實驗室的容量大幅度提高，可實現(xiàn)學校內(nèi)資源共享，并提高儀器設備的使用率。同時，通過學校積極的引導，鼓勵學生參加校際的科技和知識競賽，參加國家級的“節(jié)能減排”競賽，或借助開放實驗條件來模擬，分析，并解決實際建筑室內(nèi)，室外環(huán)境問題，使學生積極投身于專業(yè)學習中，為學生以后從事科研活動和理論學習深造打下堅實基礎。

實驗教學方法的改進不僅提高了實驗教學效果還促進了教師業(yè)務素質(zhì)的提高。開放性實驗內(nèi)容豐富，知識結(jié)構(gòu)層次分明，較系統(tǒng)全面的檢驗了理論教學內(nèi)容，更容易使學生的專業(yè)學習循序漸進，調(diào)整實驗教學進度，使理論知識與生產(chǎn)實習、課程設計等實踐教學環(huán)節(jié)相結(jié)合，更有益于改善整體實踐教學的效果。同時，開放性實驗教學不僅要求指導教師能夠指導基本實驗，而目還能夠指導綜合性和設計性實驗，這就要求教師既要有扎實的基礎理論知識，熟練的操作技能，具有較強的科研能力，又要積極跟蹤學科發(fā)展前沿，掌握新技術、新方法、新器件的應用，不斷地充實自己，更新自己的知識，進而給學生更好的指導。

3 結(jié)語

開放式實驗教學無疑是創(chuàng)新能力培養(yǎng)和加強學生技能訓練的主要手段，是提高實驗室和儀器設備利用率的重要措施，對于激發(fā)學生學習的自主性和積極性、充分發(fā)揮其潛能、提高解決實際問題能力方面，凸顯出了開放式教學的重要作用。

但開放式實驗教學體系也確實存在以下問題:

(1)實驗室開放的相關管理以及儀器設備的管理必須要跟上，只有通過制定并嚴格執(zhí)行好一系列規(guī)章制度，得以確保實驗室開放教學的順利開展。

(2)實驗教師的教學和管理工作量大大增加，在核定工作量、人員編制等方面，學校、院系等各級教學管理部門應予認可。

(3)實驗室開放大大提高實驗儀器設備的使用率的同時，儀器設備損壞率、元器件和各種材料消耗率也相應增加，維護費用顯著提高。

(4)實驗教學的主體是學生，而實驗方案的設計到實施又是由學生自己完成，因而，學生之間的可比性降低，評分的難度加大。需要完善對學生學習能力的評價機制，建立起多元化的實驗教學評價與體系。

［1］侯龍清，徐紅梅，羅嗣海.本科開放實驗室實施對策的思考［J］.高校實驗室工作研究，2008(2):62－64.

［2］趙修萌.建筑環(huán)境與設備工程實驗探索研究［J］.實驗室科學，2010(6):111－112.

［3］趙鵬，譚金芳，彭文博.實驗室開放的探索與實踐［J］.高等農(nóng)業(yè)教育，2003(10):43－45.

［4］張玉平.發(fā)揮開放實驗室的多重教育功能［J］.中國高等教育，2002(9):32－33.