劉 燕， 李曉波

(上海交通大學(xué)藥學(xué)院實驗教學(xué)與創(chuàng)新實踐發(fā)展中心，上海 200240)

0 引言

在高等學(xué)校中，實驗室是開發(fā)學(xué)生智力，啟迪學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的綜合平臺。高校實驗教學(xué)作為高校教學(xué)工作中的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題及動手能力等方面具有不可替代的作用。但是實驗室要成為推動素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、實踐能力和科學(xué)態(tài)度的主陣地，必須突破傳統(tǒng)的教育觀念和教育模式，健全開放實驗室管理體系，探索不同層次、多樣化的開放教育模式和教學(xué)方法。

1 開放教學(xué)實驗室的意義

目前高等院校的大多數(shù)教學(xué)實驗室是封閉的，即學(xué)生只能在安排好的固定時間到實驗室做規(guī)定的實驗項目，學(xué)生按照確定的實驗步驟，機械地完成實驗課程。這樣的教學(xué)模式極大地限制了學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維的空間，不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、動手能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。開放教學(xué)實驗室就是針對這種傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式而改革的。開放教學(xué)實驗室，是指在實驗教學(xué)中所有實驗資源向?qū)W生開放，讓學(xué)生成為實驗的主體［1-2］。學(xué)生自擬實驗方案、查閱相關(guān)文獻和參考資料，結(jié)合教師的專業(yè)指導(dǎo)，提出設(shè)計思路和實驗步驟，這就有利于培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。這種強調(diào)學(xué)生自主式、開放式、合作式、研究式為主的實驗教學(xué)方式可以全方位促進學(xué)生的個性化培養(yǎng)。因而開放教學(xué)實驗室對于培養(yǎng)大學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力十分重要。

2 建立開放的教學(xué)實驗平臺

2.1 時間、空間、設(shè)備開放

首先，教學(xué)實驗平臺主要對本院系及全校相關(guān)專業(yè)學(xué)生開放;對特別優(yōu)秀同時對藥學(xué)感興趣的中學(xué)生也可適當開放。同時，開放實驗室在時間空間上的開放是教學(xué)實驗室開放的必要條件。要盡可能延長教學(xué)實驗室開放時間，鼓勵和支持教學(xué)實驗室利用寒暑假、雙休日向?qū)W生開放，以拓寬實驗時間和空間。可建立相應(yīng)的門禁監(jiān)控制度，由實驗室管理人員根據(jù)情況向相應(yīng)的教師、學(xué)生進行授權(quán)管理。實驗室開放后，可明顯提高實驗室設(shè)備的利用率。教學(xué)計劃中的實驗教學(xué)任務(wù)相對有限，難以使這些設(shè)備充分發(fā)揮作用。只有盡可能開放教學(xué)平臺，讓更多的學(xué)生進入實驗室參與實驗活動，特別是開展課外的綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗，才能更好地發(fā)揮儀器設(shè)備的效能［3］。

2.2 實驗內(nèi)容開放

實驗內(nèi)容的開放是教學(xué)實驗室開放的重要保障。加強對開放實驗室實驗內(nèi)容的科學(xué)安排，對學(xué)生實行分層次開放實驗。

(1)第一層次為基本教學(xué)儀器設(shè)備層次。對一、二年級的學(xué)生開放。如各專業(yè)實驗需要用到的基礎(chǔ)儀器，可以讓學(xué)生利用課余及雙休日時間進行學(xué)習。在做開放實驗前，每個學(xué)生需經(jīng)教師考核合格，方可操作使用相關(guān)儀器。以藥學(xué)專業(yè)為例，比如藥劑實驗需要用到的:壓片機、溶出儀、藥物穩(wěn)定儀、片劑四用儀等;藥物化學(xué)實驗:顯微熔點儀、紫外分光光度儀、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等;學(xué)生提早熟悉了這些儀器的使用，在真正上實驗課的時候就可以將大量學(xué)習儀器使用的時間節(jié)約出來，全身心的投入到實驗本身的思路、設(shè)計上，達到培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題及創(chuàng)新思維的能力。

(2)第二層次為基礎(chǔ)教學(xué)實驗層次。主要以驗證型、設(shè)計型實驗為主。對二、三年級的學(xué)生開放。按照實驗大綱和實驗進度，分段列出實驗。有些實驗內(nèi)容可以設(shè)計得比基礎(chǔ)教學(xué)實驗要求稍高，操作要求也高;有些可以與基礎(chǔ)教學(xué)實驗內(nèi)容接近，但又不是簡單重復(fù)，以供不同層次學(xué)生選擇。比如藥物化學(xué)、藥劑學(xué)、生藥學(xué)、藥物分析等實驗，可以根據(jù)培養(yǎng)方案將開放的實驗課排在相應(yīng)理論課之后，老師將可選的時間段掛在網(wǎng)上，學(xué)生按自己的時間自由選擇到實驗室完成相關(guān)實驗課。

(3)第三層次為綜合教學(xué)實驗層次。對高年級學(xué)生開放，主要以設(shè)計型和研究型實驗為主，在藥學(xué)院主要是對大三小學(xué)期開設(shè)的“藥物研發(fā)實驗”。這是一個綜合的設(shè)計型實驗。該課程主要內(nèi)容由中藥、化學(xué)藥和生物藥三大類藥物的制備組成。涉及內(nèi)容廣(藥化、中藥、藥劑、藥理、藥分等)，全面覆蓋了藥學(xué)各個學(xué)科領(lǐng)域的知識點，學(xué)時多(119學(xué)時)，教師多(5位教師)，助教多(5位助教)。具體實驗內(nèi)容:① 總體情況介紹、中藥實驗討論、中藥設(shè)計與化藥設(shè)計分組確定;② 膠囊的制備: 細粉制備; 粗粉制備; 粗粉提取; 制劑成型;③ 膠囊的質(zhì)量控制;④ 中藥設(shè)計性實驗匯報;⑤ 熱板法、醋酸扭體法測試藥理;⑥化藥研究介紹、實驗討論、設(shè)計性實驗布置，化合物合成純化;⑦原料分析;⑧ 化藥設(shè)計性實驗匯報;⑨ 藥物注射液制備;⑩藥物的藥理實驗。該課程為綜合性實驗，學(xué)生根據(jù)自己的興趣和優(yōu)勢從中藥、化學(xué)藥和生物藥中選擇一種藥物進行系統(tǒng)制備。實驗內(nèi)容、路線、方案全部由學(xué)生根據(jù)自己特點自主選擇，學(xué)生參與度極高，主動性強，普遍反映良好。切實做到了以學(xué)生為實驗主體、教師輔助指導(dǎo)的教學(xué)方法，極大提高了學(xué)生的主觀能動性和參與度。全面培養(yǎng)和提升了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力。

(4)第四層次為研究實驗層次。上海交大在全校本科生中啟動了本科生研究計劃(PRP)、各級(校級、市級、國家級)大學(xué)生創(chuàng)新計劃及暑期科研見習崗。學(xué)生大一到大三期間都可以選擇自己感興趣的項目立項，并取得學(xué)校一定經(jīng)費資助，從而進入實驗室，創(chuàng)造性地綜合運用自己所學(xué)知識，在教師的輔助指導(dǎo)下自由地設(shè)計實驗，完成自己早期的科研夢想。整個實驗過程完全以學(xué)生為主，教師為輔。教師盡量以啟發(fā)的方式與學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生自己去提出和解決問題。為全方位培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。藥學(xué)院的學(xué)生在大學(xué)期間基本上全部都參與到該類研究計劃中。近年來在SCI及核心雜志上發(fā)表了數(shù)十篇文章，并多次在上海市級和國家級的大學(xué)生創(chuàng)新活動中取得佳績。

按四個層次開放教學(xué)實驗室，并將有關(guān)實驗內(nèi)容綜合到各層次實驗教學(xué)中，逐步提高學(xué)生的實驗操作規(guī)范、技能，及對實驗現(xiàn)象的觀察、分析、總結(jié)能力。有益于開拓學(xué)生的思路，加深對理論知識的理解，提高學(xué)生綜合運用知識的能力。

2.3 建立實驗教學(xué)綜合管理信息系統(tǒng)

實行網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)管理，建立實驗教學(xué)綜合管理信息系統(tǒng)，提高開放實驗室管理效率。該系統(tǒng)主要由三部分組成，實驗室管理人員系統(tǒng)，實驗教師管理系統(tǒng)，學(xué)生預(yù)約系統(tǒng)，滿足開放實驗的實驗教學(xué)管理需要，提高實驗平臺各種資源的綜合利用度。

(1)實驗教學(xué)管理系統(tǒng)。實驗中心管理人員將開放實驗的各種信息公布于網(wǎng)站上，系統(tǒng)管理各開放時間、設(shè)備、實驗安排等環(huán)節(jié)。具體內(nèi)容可包括:綜合信息發(fā)布、教學(xué)資源管理、課程體系管理、實驗過程管理、儀器設(shè)備管理、系統(tǒng)安全管理、教師教學(xué)考核等功能。學(xué)生可以登錄該系統(tǒng)預(yù)約實驗，實驗指導(dǎo)教師可以通過該系統(tǒng)了解實驗預(yù)約情況，以安排實驗的各種準備工作。

(2)實驗教師管理系統(tǒng)。實驗教師提前登錄系統(tǒng)制定本學(xué)期相關(guān)實驗開放計劃，開放日期，并上傳相關(guān)的實驗課件。實驗前登錄教師管理系統(tǒng)，點擊開放實驗申請，指導(dǎo)教師可以了解相關(guān)開放實驗的申請情況，根據(jù)學(xué)生人數(shù)向?qū)嶒炛行纳暾垖嶒灪牟?，準備實驗，實驗后登錄系統(tǒng)進行學(xué)生實驗考核、錄入實驗成績。

(3)學(xué)生預(yù)約系統(tǒng)。建立學(xué)生實驗門戶，選課學(xué)生輸入學(xué)號和個人密碼，通過Web界面登錄系統(tǒng)，即可瀏覽本學(xué)期所有開放的實驗教學(xué)內(nèi)容，進行實驗預(yù)約，查詢個人預(yù)約情況，下載實驗課件、實驗設(shè)備說明、提前預(yù)習實驗、上傳實驗報告、與教師互動等［4-7］。

2.4 實驗師資人員的開放管理

實驗師資人員的開放管理是教學(xué)實驗室開放的有效保障。高校實驗師資隊伍包括實驗課老師、實驗技術(shù)人員和實驗室管理人員。教學(xué)實驗室開放需要做好實驗內(nèi)容的科學(xué)安排和實驗室的科學(xué)管理。也就是說，實驗師資隊伍建設(shè)是教學(xué)實驗室開放的有效保障，是開展創(chuàng)新教育成功的保障。但是目前的實驗教師隊伍人數(shù)有限，實驗室開放后，實驗室工作人員工作量大增，工作時間延長，設(shè)備管理和維護力量不足［8］。可從以下幾方面解決:

(1)除基本教學(xué)實驗需固定指導(dǎo)教師外，其他可選實驗的指導(dǎo)教師要實行開放式管理，只要具有博士學(xué)位的相關(guān)專業(yè)老師都可報名指導(dǎo)。如藥劑學(xué)實驗中壓片機的使用，只要是用過該類儀器的教師名字，都可以出現(xiàn)在可選教師里，教師自己定下可選時間，學(xué)生網(wǎng)上自由選擇。這樣既減輕了部分實驗教師工作量，又增加了學(xué)生的選擇面，提高了教師對教學(xué)實驗的參與度。

(2)對開放教學(xué)實驗室工作，學(xué)校(學(xué)院)給予一定經(jīng)費上的支持和保證。專門設(shè)立開放教學(xué)實驗室補助費，對在晚上、雙休日和節(jié)假日從事開放實驗室工作的人員所付出的勞動給予尊重和工作量的認可，并給予一定補貼，以保護實驗室工作人員的工作積極性。同時要提供多種形式的二次培訓(xùn)、交流機會，不斷提高開放實驗室管理水平。

(3)為了解決實驗教學(xué)管理隊伍人員不足問題，在開放管理上可以實施研究生實驗助教管理模式。具體做法是學(xué)生先提出申請或由相關(guān)專業(yè)研究生導(dǎo)師推薦，經(jīng)審查面試合格后，由專業(yè)教師對其進行培訓(xùn)，考核合格后，作為實驗助教加入實驗教師團隊，參與開放實驗室管理及部分實驗指導(dǎo)工作。學(xué)院可為實驗助理提供相應(yīng)學(xué)分、助教費用及免費使用教學(xué)儀器的機會。

4 加強對開放實驗室的管理

(1)對開放的教學(xué)實驗室從人員、實驗計劃、儀器設(shè)備、經(jīng)費實行一條龍管理，合理安排使用儀器設(shè)備和實驗室，避免多個同學(xué)同時選用某臺儀器設(shè)備。這樣，學(xué)生的實驗場所相對擴大，同時提高了儀器設(shè)備的使用率，最大限度開放實驗室。

(2)開放形式可采取定時開放或預(yù)約開放。定時開放即由實驗室固定開放時間，進行教學(xué)大綱規(guī)定必做的或有關(guān)自選儀器學(xué)習、實驗小課題等。預(yù)約開放即由學(xué)生預(yù)先向?qū)嶒炇姨岢鰰嫔暾?，講明要做實驗的內(nèi)容。學(xué)生在進入開放實驗室之前可在網(wǎng)上預(yù)約可用的開放時間及儀器、教室。

(3)實驗室助教、指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生人數(shù)多少和實驗內(nèi)容做好準備工作。

(4)學(xué)生進入開放實驗室前須做好有關(guān)準備，查閱有關(guān)實驗內(nèi)容資料，并制定實驗方案，網(wǎng)上提交并由指導(dǎo)教師審核。

(5)學(xué)生完成實驗項目后應(yīng)向?qū)嶒炇姨峤粚嶒瀳蟾婊蛐≌撐?，實驗室定期匯總、總結(jié)并可推薦優(yōu)秀論文到有關(guān)刊物發(fā)表。

(6)開放教學(xué)實驗室可根據(jù)開放時間、內(nèi)容、學(xué)生人數(shù)，向?qū)W校實驗室管理職能部門申請開放實驗補助費。

(7)學(xué)校在辦學(xué)經(jīng)費分配上逐漸加大向基礎(chǔ)教學(xué)實驗室建設(shè)傾斜力度。上海交大藥學(xué)院在“985三期”建設(shè)中獲得了學(xué)校170余萬元的支持，添置了大量教學(xué)儀器設(shè)備，使教學(xué)實驗室設(shè)施得到了很大的改善和提高［9-15］。

4 結(jié)語

開放的教學(xué)實驗室構(gòu)建了一個可以激發(fā)學(xué)生主觀能動性的大平臺，調(diào)動了學(xué)生參與實踐活動的積極性，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。通過合理統(tǒng)籌安排實驗教學(xué)和自由開放時間，實驗室及相關(guān)的教學(xué)儀器設(shè)備利用率得到顯著提高。通過參加各級實驗課題，極大提高了學(xué)生獨立思考、解決問題和科研創(chuàng)新能力。總言之，實驗室的開放對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。

開放實驗室不僅僅是簡單的時間和空間開放，而是一種科學(xué)的管理模式，涉及到實驗室各種資源的綜合配置和利用、實驗師資隊伍的優(yōu)化以及相關(guān)管理制度的配套建設(shè)等多個問題［16-17］。教學(xué)實驗室的開放，最大限度地放寬了大學(xué)生進行各種實驗活動、科技創(chuàng)新的時間和空間，既增加了學(xué)生進入實驗室的自由度，使學(xué)生能夠更靈活地選擇合理的活動時間和空間，也全面提升了學(xué)生的自主學(xué)習、主動創(chuàng)新能力。這種開放式的實驗教學(xué)強調(diào)以學(xué)生為中心，在實驗項目、實驗內(nèi)容、實驗設(shè)備、實驗方法、實驗時間和實驗難度等方面給予學(xué)生充分的自主權(quán)，可以使學(xué)生能夠根據(jù)個人的實驗基礎(chǔ)和興趣愛好選擇相應(yīng)的實驗內(nèi)容，充分發(fā)揮了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，調(diào)動了大學(xué)生參與科技創(chuàng)新的積極性，全面培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

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