劉 興，陳京晶，羅緒強(qiáng)，羅光杰，張 偉

(1.貴州師范學(xué)院 地理與資源學(xué)院，貴州 貴陽 550018；2.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550002；3.貴州省地理國情監(jiān)測分析與優(yōu)化調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550018)

1 探索開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

近年來，高校畢業(yè)生畢業(yè)人數(shù)與日俱增，就業(yè)形勢日趨嚴(yán)峻，用人單位對(duì)高校畢業(yè)生的能力需求不僅限于理論知識(shí)的掌握，更多開始注重實(shí)踐型、應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才的需求。而高校實(shí)驗(yàn)室正是大學(xué)生培養(yǎng)和提高其動(dòng)手能力、主動(dòng)思考能力和問題解決能力的重要場所和途徑。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本是為了驗(yàn)證和鞏固理論教學(xué)，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)方案和預(yù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生被動(dòng)地根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作和觀察，很少出現(xiàn)問題或者出現(xiàn)問題也沒興趣和動(dòng)力繼續(xù)探討，只是簡單重復(fù)實(shí)驗(yàn)。顯然，這種教學(xué)模式對(duì)于進(jìn)一步提升和培養(yǎng)高素質(zhì)的具有主觀能動(dòng)性的大學(xué)生來說實(shí)在不足，不少高校已經(jīng)開始探討新的教學(xué)模式以適應(yīng)教學(xué)改革和人才培養(yǎng)的需求。此時(shí)，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以學(xué)生為主體，老師為主導(dǎo)，采取目標(biāo)管理的原則，實(shí)施過程監(jiān)控，由學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，預(yù)約儀器設(shè)備，獨(dú)立操作和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析[1]。相較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在教學(xué)時(shí)間、場所、指導(dǎo)教師限制的等問題，開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為其重要的補(bǔ)充和開拓，有著極大的重要性和必要性。

目前，各個(gè)高校都不同程度地開展了實(shí)驗(yàn)室開放的研究和實(shí)踐，把實(shí)驗(yàn)室開放作為培養(yǎng)大學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力等綜合素質(zhì)的有效途徑[2]。但從當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室開放的實(shí)施情況來看，但仍存在很多不足之處。文以個(gè)人開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和部分高校開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)研為例，主要總結(jié)了當(dāng)前開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾種模式，旨在為更順利實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供探索和參考，也讓師生更好的利用實(shí)驗(yàn)室資源提升理論實(shí)踐能力。

2 開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索

2.1 以教師科研項(xiàng)目為導(dǎo)向的開放性實(shí)驗(yàn)

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于其實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及內(nèi)容的靈活性，導(dǎo)致其對(duì)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的要求較高。而教師自己的科研項(xiàng)目剛好由于教師主體和研究內(nèi)容的不同有較大差異，教師科研項(xiàng)目的順利開展也正需要科研人才參與實(shí)施，同時(shí)在實(shí)施的過程中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。在高校中，教師科研項(xiàng)目實(shí)施和學(xué)生開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求正好完美的匹配。所以，高校在開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中可大力引進(jìn)該教學(xué)模式。

在以教師科研項(xiàng)目為導(dǎo)向的開放性實(shí)驗(yàn)中，如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師能夠根據(jù)項(xiàng)目的生命周期，從項(xiàng)目的確定、申報(bào)、實(shí)施和結(jié)題等四個(gè)階段來指導(dǎo)學(xué)生，借鑒科研項(xiàng)目的管理來合理安排開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]，這樣既有利于學(xué)生主觀能動(dòng)性的培養(yǎng)，也有利于實(shí)驗(yàn)室資源的合理有效使用，同時(shí)還能完成教師科研項(xiàng)目。這是一舉多得，可長期持續(xù)有效開展的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

以貴州省高校為例，該校每年申報(bào)獲得的國家基金委、教育廳、科技廳項(xiàng)目數(shù)以千項(xiàng)，經(jīng)費(fèi)數(shù)千萬元。例如，在2017年貴州省高校獲批的國家科技部和自然科學(xué)基金的項(xiàng)目571項(xiàng)，國家撥款項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)21205.5萬元，省擬補(bǔ)助金額4111萬元，共計(jì)經(jīng)費(fèi)25316.5萬元[4]。目前，大部分教師已將科研項(xiàng)目的實(shí)施與學(xué)生畢業(yè)論文相結(jié)合，但是畢業(yè)論文主要針對(duì)畢業(yè)班學(xué)生。相比于畢業(yè)班學(xué)生而言，低年級(jí)學(xué)生具有在學(xué)時(shí)間更長和可塑性更強(qiáng)的特點(diǎn)，教師科研項(xiàng)目的實(shí)施若能與開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合，這同時(shí)也是為畢業(yè)論文工作打下基礎(chǔ)，盡早開發(fā)學(xué)生科研素養(yǎng)。目前已有部分教師開始探索這樣的教學(xué)模式，也較好達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

2.2 以大學(xué)生科研項(xiàng)目和學(xué)科競賽相結(jié)合的開放性實(shí)驗(yàn)

在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，可根據(jù)自己興趣愛好和學(xué)校現(xiàn)有科研條件，申報(bào)校級(jí)、院級(jí)大學(xué)生科研項(xiàng)目，學(xué)校給予一定經(jīng)費(fèi)支持。項(xiàng)目一經(jīng)確定后便按照一般科研項(xiàng)目進(jìn)行管理，不同之處便在于開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)科研項(xiàng)目追求的不是項(xiàng)目的成果，而是學(xué)生在申報(bào)、完成項(xiàng)目過程中學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和經(jīng)驗(yàn)的累積。教學(xué)采用學(xué)生完全的主體地位，教師加以適當(dāng)?shù)膯l(fā)和引導(dǎo)。學(xué)生在項(xiàng)目的開發(fā)確定、實(shí)施、總結(jié)過程中獲得成就和價(jià)值，項(xiàng)目小組成員結(jié)合自身專業(yè)技術(shù)背景，互相合作，各顯神通，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)體系欠缺之處，以便確立更明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。在項(xiàng)目完成后，教師可選取優(yōu)秀作品和項(xiàng)目參加相應(yīng)學(xué)科競賽，在學(xué)科競賽中再次鍛煉提高學(xué)生綜合素質(zhì)。這樣的教學(xué)模式不僅適用于理科實(shí)驗(yàn)性質(zhì)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在管理學(xué)、新聞學(xué)等文科性質(zhì)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也適用。

學(xué)校建立這些科研課題或者技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目向?qū)W生開放制度，讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生參與到相關(guān)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)中來。 這樣做， 學(xué)生可以直接接受一線科研人員或教師的指導(dǎo)，對(duì)于開闊學(xué)生眼界、迅速培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力具有明顯的作用[5]。

2.3 以大型儀器設(shè)備為資源的開放性實(shí)驗(yàn)

大型儀器是高校寶貴的資源，也是稀缺的資源，代表著專業(yè)先進(jìn)方向和學(xué)科發(fā)展前沿，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)中素質(zhì)進(jìn)一步培養(yǎng)和提升的重要途徑[6]。熟悉大型儀器工作原理和掌握操作運(yùn)行為，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才提供了重要的設(shè)備支撐和技術(shù)支撐。而正因?yàn)榇笮蛢x器的寶貴和稀缺，開設(shè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)無法讓所有學(xué)生都動(dòng)手操作，而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之外的時(shí)間，又出現(xiàn)大型儀器閑置的現(xiàn)象。目前對(duì)于大型儀器的教學(xué)主要是演示或模擬為主，學(xué)生無法自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，做到真正動(dòng)手操作，進(jìn)而不能很好發(fā)揮其主觀能動(dòng)性[7]。開放性實(shí)驗(yàn)正好切合解決了該問題，在教學(xué)時(shí)間、內(nèi)容、方法和管理上進(jìn)行了大膽的改革，使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)完全的主體。

如農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)開設(shè)《農(nóng)業(yè)土壤學(xué)》、《儀器分析與農(nóng)副產(chǎn)品》、《環(huán)境監(jiān)測》等課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用到了微波消解儀、原子吸收光譜儀等大型儀器，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師準(zhǔn)備好樣品，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，學(xué)生跟著老師的思路動(dòng)手學(xué)習(xí)和了解實(shí)驗(yàn)方法原理和儀器操作，如果能夠提前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好組成小組，根據(jù)自己的試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)分別采樣、處理樣品、上機(jī)、處理數(shù)據(jù)，并綜合整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)撰寫簡單論文。這即便是花了傳統(tǒng)教學(xué)2～5倍的學(xué)時(shí)完成，但教學(xué)效果遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)教學(xué)。

當(dāng)然實(shí)驗(yàn)室大型儀器的開放還是需要一定的組織形式，并不是毫無原則的隨便開放。應(yīng)該在每學(xué)期初進(jìn)行統(tǒng)一申請(qǐng)合理安排，某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行相互干擾會(huì)較大或儀器設(shè)備使用上的沖突就應(yīng)安排在不同的時(shí)間進(jìn)行[8]；類似實(shí)驗(yàn)可以安排在一個(gè)時(shí)間段進(jìn)行，避免實(shí)驗(yàn)耗材的浪費(fèi)和儀器多次啟停磨損。

2.4 與“考證”相結(jié)合的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

從20 世紀(jì) 90 年代中期開始，大學(xué)校園里興起了一股“ 考證”熱。有調(diào)查顯示，企事業(yè)單位對(duì)大學(xué)生“考證”基本持肯定態(tài)度，他們認(rèn)為，通過 “ 考證”提高從業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、職業(yè)道德水平和參與市場競爭的能力， 同時(shí)也促進(jìn)了市場經(jīng)濟(jì)秩序的規(guī)范，推動(dòng)了我國人才管理制度與國際接軌[9]。隨著當(dāng)前就業(yè)壓力的增加，企業(yè)希望招聘的大學(xué)生進(jìn)入崗位能盡快擔(dān)起責(zé)任，那么在學(xué)期間的通過“考證”形式開展的職業(yè)資格學(xué)習(xí)和培訓(xùn)便極大有利，特別是與所學(xué)專業(yè)背景相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測工、食品安全檢測工、注冊(cè)會(huì)計(jì)師、心理咨詢師等。

如今大學(xué)生考證仍然如火如荼，但更趨理性，高校應(yīng)該深化改革引導(dǎo)學(xué)生處理好考證與專業(yè)學(xué)習(xí)和就業(yè)的關(guān)系。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于其教學(xué)內(nèi)容、時(shí)間、方式等的靈活性，將成為引導(dǎo)大學(xué)生“考證”行之有效的教學(xué)模式。高校如果要發(fā)揮好服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的功能，就要培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前市場的綜合性、應(yīng)用型人才。結(jié)合本人所在學(xué)校來說，旅游管理專業(yè)學(xué)生大多會(huì)考導(dǎo)游資格證書，地理科學(xué)等師范性專業(yè)學(xué)生全部參加全國統(tǒng)考教師資格證，那么對(duì)于專業(yè)技能較差的學(xué)生可開展專門開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)以提高這部分學(xué)生的專業(yè)能力，幫助其通過相應(yīng)資格證考試，也讓他們進(jìn)入工作崗位后更具競爭力。

3 開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的展望

面對(duì)嚴(yán)峻的市場考驗(yàn)和就業(yè)形勢，我國高等教育正處于深化改革的重要階段，這就要求我們轉(zhuǎn)變過去人才培養(yǎng)模式和教學(xué)實(shí)施管理模式的改進(jìn)創(chuàng)新，開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是在此探索過程中的有效的產(chǎn)物。它促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，提高了教師隊(duì)伍的業(yè)務(wù)水平，培養(yǎng)了師生的團(tuán)隊(duì)精神，實(shí)現(xiàn)了資源共享提高了儀器設(shè)備的利用率，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)管理[10]。學(xué)生是開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最大受益者，但大量流動(dòng)的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必然給實(shí)驗(yàn)室的管理和開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理帶來了挑戰(zhàn)，增加工作量和耗材的使用等。因此，建立科學(xué)有效的管理辦法和規(guī)章制度勢在必行，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)督管理，比如實(shí)驗(yàn)室使用預(yù)約體系，保證教師和學(xué)生高效完成科研項(xiàng)目，保證實(shí)驗(yàn)室有效運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，可建立專利開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基金，用于支付耗材經(jīng)費(fèi)和指導(dǎo)教師津貼。最后，針對(duì)開放性實(shí)驗(yàn)存在的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的限制性、實(shí)驗(yàn)本身的危險(xiǎn)性、實(shí)驗(yàn)真實(shí)開展的局限性，可與當(dāng)前熱門的虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合，這不僅解決了實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)場所的問題，也讓更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)參與到更為復(fù)雜、系統(tǒng)和專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來。