摘要：在新工科背景下，高校開放實驗室建設(shè)至關(guān)重要。以賀州學(xué)院人工智能學(xué)院為例，鑒于開放實驗室建設(shè)中存在傳統(tǒng)教學(xué)難以因材施教、預(yù)約管理效率低、學(xué)生內(nèi)動力不足和安全管理隱患等問題，提出了加強開放實驗室建設(shè)的對策，其中包括建立預(yù)約管理系統(tǒng)、實行自助式開放管理、校企合作推動大數(shù)據(jù)實驗室建設(shè)、構(gòu)建安全管理教育體系等措施，以解決當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，推動高校開放實驗室的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高校；開放實驗室；問題；對策

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0171-04 開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識碼（OSID） ：

0 引言

在 2017 年 2 月 18 日，教育部于復(fù)旦大學(xué)召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會。此次會議深入研討了新工科（Emerging Engineering Education） 的內(nèi)涵、特質(zhì)、未來建設(shè)與發(fā)展的路徑規(guī)劃等事宜，并先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”以及“北京指南”[1-3]。新工科內(nèi)涵乃是以應(yīng)對變化、塑造未來等新理念為基準(zhǔn)，以培養(yǎng)未來呈多元化、創(chuàng)新型的卓越工程為全新要求，以“繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享”新途徑為依托。并且，新工科的特征為戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性以及開放性等顯著特性[4]。

新工科建設(shè)實質(zhì)是學(xué)科建設(shè)與高等工程教育改革的協(xié)同共進。由此，新工科的內(nèi)涵特征對高校開放實驗室建設(shè)提出了諸多全新要求，學(xué)科交叉融合的需求進一步促使高校實驗室教學(xué)實效的提升、實驗資源開放性以及實驗器材共享性的增強，以實現(xiàn)更多師生及科研人員對實驗室的高效利用。在新工科建設(shè)大背景下，本文以賀州學(xué)院人工智能學(xué)院為例，對開放實驗室的教學(xué)與管理模式展開了積極探索與改革，旨在通過提升實驗室的開放性、交互性以及跨學(xué)科合作性，全力推動學(xué)科建設(shè)與高等工程教育改革的雙向促進，積極契合教育現(xiàn)代化的總體要求。

1 開放實驗室的內(nèi)涵特征及建設(shè)意義

1.1 開放實驗室的內(nèi)涵特征

開放實驗室是指針對廣大師生和研究者開放的實驗室，其旨在推動資源共享、加強互動交流與合作，從而為多方開展共同研究提供便捷條件。高校開放實驗室的開放受眾通常涵蓋教師、學(xué)生以及其他研究人員[5]。實驗室向?qū)W生開放的具體形式分為學(xué)生實驗補充型、學(xué)生科技競賽活動型、自選實驗課題型等，采用的是以學(xué)生為主體、教師予以啟發(fā)指導(dǎo)的實驗教學(xué)模式。

開放實驗室具備開放性、共享性、參與性和靈活性等四大特點。比如營造開放式學(xué)術(shù)情境，推動設(shè)施資源運用，促進學(xué)術(shù)交流合作；踐行資源共享理念，實現(xiàn)設(shè)備知識經(jīng)驗融合，提升資源利用與成果共享成效；激發(fā)師生參與熱情，營造參與式學(xué)習(xí)與研究氛圍，激發(fā)學(xué)習(xí)主動性與創(chuàng)新能力；彰顯靈活性特征，支撐多樣化學(xué)術(shù)活動開展與實驗實施，滿足不同研究需求，助力創(chuàng)新教學(xué)實踐推進。

因此，開放實驗室是實現(xiàn)資源共享和促進科研合作的重要平臺，也是落實創(chuàng)新人才培養(yǎng)、強化學(xué)科交叉融合的關(guān)鍵舉措。

1.2 開放實驗室的建設(shè)意義

開放實驗室的建設(shè)有助于提高教育教學(xué)質(zhì)量。通過開放實驗室，教師可以設(shè)計更多貼近實際、具有探索性和創(chuàng)新性的實驗課程，使學(xué)生能夠在實踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用理論知識，增強解決實際問題的能力。

開放實驗室的建設(shè)助于提升高校的科研影響力和社會服務(wù)能力。通過資源共享，高?？梢晕嗟钠髽I(yè)、研究機構(gòu)參與科研項目中來，共同開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品，推動科技成果轉(zhuǎn)化。

開放實驗室的建設(shè)有助于高校資源整合與優(yōu)化配置，推動管理體系及機制創(chuàng)新。于教師而言，其為學(xué)術(shù)交流平臺可分享研究成果，進行學(xué)術(shù)探討，也是作為教學(xué)場域指導(dǎo)學(xué)生實驗教學(xué)。于學(xué)生而言，是培養(yǎng)科研興趣、參與實驗研究、競賽的便捷場域。對學(xué)校來說，同院不同專業(yè)實驗室之間的開放益處多，如儀器設(shè)備廣泛使用，降低資源浪費，節(jié)約經(jīng)費用于改善環(huán)境條件和設(shè)備更新，以優(yōu)化教育教學(xué)資源配備。例如賀州學(xué)院人工智能學(xué)院的通信工程、機械設(shè)計制造及其自動化和物聯(lián)網(wǎng)工程3個專業(yè)因互通性而彼此開放，實現(xiàn)開放、共享和參與。

2 開放實驗室建設(shè)的現(xiàn)狀與問題剖析過程中面臨的問題

國外高校中，實驗課是司空見慣的，實驗教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成變得極為重要[6]。德國大學(xué)多無專門設(shè)置實驗室管理機構(gòu)，即便有也僅 1～2 人且不涉管理事務(wù)[7]。英國高校常有彈性開放實驗室，以學(xué)生為中心，提供多元教學(xué)法，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)以培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)能力[8]。南澳大學(xué)重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)，課程成績由平時作業(yè)、期末考試、實驗作業(yè)等多方面的加權(quán)平均成績組成，學(xué)生作業(yè)可獨立完成，困難時可交流[9]。國外大學(xué)開放實驗室一般24小時開放，學(xué)生憑卡出入實驗室[10]。國內(nèi)高校開放實驗室的建設(shè)規(guī)模隨著新工科的提出而不斷擴大，但面臨諸多問題，如師生安全意識薄弱[11]、開放實驗室隊伍薄弱、經(jīng)費短缺、學(xué)生自主創(chuàng)新能力不足[12]、實驗室空間配置失衡[13]、管理機制不完善[14]等。賀州學(xué)院人工智能學(xué)院開放實驗室目前存在實驗室教學(xué)難以因材施教、預(yù)約管理效率低、學(xué)生內(nèi)動力不足和安全隱患等問題，故而需借鑒國外經(jīng)驗，改進自身不足，推動發(fā)展。

2.1 開放實驗室預(yù)約和資源管理效率欠佳

首先，煩瑣的預(yù)約流程導(dǎo)致教師和學(xué)生在申請使用特定設(shè)備時面臨困境，尤其是在資源有限時，這種狀況愈發(fā)明顯。其次，預(yù)約系統(tǒng)的人工審核機制延長了審核周期，用戶往往需要歷經(jīng)較長時間才可確認預(yù)約結(jié)果，如此便降低了實驗室的使用效率和用戶滿意度。此外，部分實驗室的預(yù)約系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面存有缺陷，如易發(fā)生系統(tǒng)崩潰之類的狀況，同時缺少實時監(jiān)控功能，這不僅會對預(yù)約流程的順暢性形成干擾，有時還使得取消預(yù)約變得困難。

2.2 傳統(tǒng)實驗室教學(xué)難以實現(xiàn)因材施教

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)存在一些問題：一是與理論課程銜接不足致實驗內(nèi)容與理論脫離，學(xué)生僅簡單操作，對原理知識缺乏深入理解；二是課時量不足，其僅占課程時間小部分，致學(xué)生實驗時間有限，難以深入實踐探索；三是實驗資源存在浪費，教學(xué)班次與時間因素致設(shè)備材料浪費，且設(shè)備更新慢難適應(yīng)新需求?；诖?，傳統(tǒng)實驗教學(xué)未形成完整系統(tǒng)實驗課程體系，致創(chuàng)新型人才培養(yǎng)滯后[15]。

2.3 學(xué)生內(nèi)在動力不足，對開放實驗室的參與度不高

內(nèi)在動力是指個體內(nèi)部驅(qū)動力，促其行為與目標(biāo)一致。但學(xué)生內(nèi)在動力不足或因多方面引起：缺乏自我效能感致使學(xué)生對實驗室參與成效產(chǎn)生懷疑；對實驗室的興趣不足也可能使參與度下降，外部獎勵體系的缺失可能致使學(xué)生內(nèi)在動力削弱，若學(xué)生感覺未能獲得認可或回報，則減少對實驗室的投入。同時，學(xué)生對實驗學(xué)習(xí)缺乏熱情和主動性，影響其創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。

2.4 開放實驗室存在安全管理隱患

校級和院級雖有相關(guān)安全管理制度，然執(zhí)行時不力，監(jiān)管與執(zhí)行力度欠缺導(dǎo)致制度落實欠佳；其次，安全教育體系雖已建立，實效卻不佳，師生的安全意識未能顯著提高，安全培訓(xùn)和演練缺乏針對性，未能有力增強師生應(yīng)急反應(yīng)能力；最后，日常監(jiān)管和維護力度不足，導(dǎo)致潛在的安全風(fēng)險未能得到及時發(fā)現(xiàn)或有效處理。

3 加強高校開放性實驗室建設(shè)的對策

3.1 建立基于釘釘小程序的開放實驗室預(yù)約管理系統(tǒng)

針對當(dāng)前開放實驗室預(yù)約和資源管理效率低的問題，考慮預(yù)約系統(tǒng)的穩(wěn)定性，結(jié)合學(xué)院實際情況，賀州學(xué)院試圖設(shè)計并開發(fā)一套基于釘釘小程序的開放實驗室在線預(yù)約管理系統(tǒng)。

釘釘小程序的作為媒介具備的功能（審批、釘公告、釘盤、釘聊、免費電話和視頻會議以及簽到） 與開放實驗室的預(yù)約管理在功能上有一定的重合度[16]。具體而言，釘釘審批功能可為開放實驗室預(yù)約申請審批流程提供靈活自定義審批模式；釘公告功能可滿足開放實驗室預(yù)約管理中相關(guān)通知及規(guī)定發(fā)布傳達給師生之需，確保預(yù)約師生獲得通知；釘盤可作開放實驗室預(yù)約管理數(shù)據(jù)及實驗室相關(guān)文檔資料的云存儲；釘聊提供即時交流途徑，可解師生疑問或線上提供技術(shù)支持；免費電話和視頻會議功能可供實驗員、教師與學(xué)生遠程交流及指導(dǎo)；釘釘簽到功能可用于實驗室用戶簽到記錄與考勤管理。

釘釘小程序的開放實驗室預(yù)約系統(tǒng)有多種功能。師生可查詢實驗室信息并申請預(yù)約，查看開放實驗室和工位使用情況后選擇空閑空間。實驗管理員或?qū)熌軐徟暾?，管理員可操作預(yù)約管理，系統(tǒng)會向申請用戶發(fā)送通知和提醒，用戶還可反饋與評價等。通過這些功能，該預(yù)約系統(tǒng)可為用戶（師生） 提供便捷的實驗室預(yù)約服務(wù)。

3.2 實行實驗室自助式開放管理

基于釘釘小程序的開放實驗室在線預(yù)約管理系統(tǒng)為人工智能學(xué)院實驗中心24 h開放具備現(xiàn)實可行性，但亦會伴生潛在運行風(fēng)險。學(xué)院為確保開放實驗室安全高效運轉(zhuǎn)，設(shè)置并執(zhí)行了“三級管理責(zé)任層制度體系”。如圖1所示，“三級管理責(zé)任層制度體系”由分工明確的責(zé)任層級，將實驗室管理細分為不同職能領(lǐng)域，且各責(zé)任層均配置有相應(yīng)負責(zé)人員履行相應(yīng)職責(zé)實施管理。區(qū)域管理層負責(zé)整體管理政策和區(qū)域監(jiān)督；房間管理層負責(zé)特定房間管理和實驗活動安排；設(shè)備管理層負責(zé)設(shè)備采購、維護和安全職責(zé)。這樣實現(xiàn)了全人員、全設(shè)備、全實驗場所的覆蓋，既確保了實驗室設(shè)施設(shè)備的正常運行，又強化了對安全和教學(xué)質(zhì)量的把控。

針對開放實驗室的高使用頻數(shù)多與重科研競賽任務(wù)實際情況，學(xué)院執(zhí)行“指導(dǎo)教師制下的開放式實驗室使用制度”，即把開放實驗室在線預(yù)約管理系統(tǒng)的部分預(yù)約權(quán)限賦予指導(dǎo)教師，由指導(dǎo)教師承擔(dān)科研指導(dǎo)、監(jiān)督和協(xié)調(diào)資源確?？蒲泻徒虒W(xué)順利，預(yù)約完成后還負責(zé)學(xué)生教育和實踐指導(dǎo)工作。同時設(shè)置助理崗位，招聘助管學(xué)生以助力自助式開放管理制度順利實施，進一步提高實驗室運行的利用率與安全實效。

3.3 校企合作賦能大數(shù)據(jù)開放實驗室建設(shè)

教育部鼓勵高校對現(xiàn)有教室進行多功能技術(shù)改造，而人工智能學(xué)院現(xiàn)有機房設(shè)備及實驗場所閑置可充分利用進行大數(shù)據(jù)開放實驗室建設(shè)。學(xué)院積極尋求校企合作的創(chuàng)新突破，建設(shè)開放實驗室大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺和科研平臺，為教師和同學(xué)提供多方位的教學(xué)服務(wù)。建設(shè)方案如下：

建設(shè)開放實驗室大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺。依不同專業(yè)與年級設(shè)置實驗項目學(xué)習(xí)方案，整合課程基礎(chǔ)至高級，調(diào)節(jié)教學(xué)比重，構(gòu)建遞進式獨立實驗課程體系，為各學(xué)期實驗項目提供指導(dǎo)手冊、視頻資源、范例代碼等，讓學(xué)生經(jīng)多維度實踐理解掌握課程。以軟件工程專業(yè)為例，新教學(xué)模式下開放式實驗教學(xué)課程體系分學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)擴展三大子系統(tǒng)，各由同門同類課程元素構(gòu)成。學(xué)科基礎(chǔ)實驗含電路分析等，培養(yǎng)編程與基礎(chǔ)知識理解能力；專業(yè)基礎(chǔ)實驗含電工電子技能訓(xùn)練等，教會軟件工程理論方法；專業(yè)擴展實驗含項目開發(fā)等實踐，使學(xué)生深入項目應(yīng)用知識。將完整體系與理論課程互補結(jié)合，增強學(xué)生學(xué)習(xí)動力與實踐能力，提升教學(xué)質(zhì)量與創(chuàng)新人才培養(yǎng)。通過系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可在開放環(huán)境中有機學(xué)習(xí)實踐，夯實基礎(chǔ)并提升能力，課程設(shè)置會據(jù)實際調(diào)整優(yōu)化。

建設(shè)開放實驗室大數(shù)據(jù)科研平臺。針對開放實驗室大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺的實驗項目學(xué)習(xí)內(nèi)容，以科研平臺為載體，學(xué)習(xí)科研平臺的開源開發(fā)工具，其中包括技術(shù)科研（數(shù)據(jù)源與SQL引擎、數(shù)據(jù)采集、機器學(xué)習(xí)算法和搜索引擎） 、自然語言處理（詞法、語法、文本和情感分析） 和數(shù)據(jù)可視化等開發(fā)工具，讓師生充分利用線載體工具，線下輔助實驗項目操作，全面提升教學(xué)與科研實效。

依托開放實驗室大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺和科研平臺，能夠強化大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目并支持學(xué)生競賽。其一，實驗室可通過提供先進技術(shù)設(shè)備和資源，鼓勵學(xué)生基于大數(shù)據(jù)科研平臺進行創(chuàng)新研究和項目開發(fā)。其二，組織各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，例如數(shù)據(jù)挖掘競賽、人工智能應(yīng)用創(chuàng)新大賽等，引導(dǎo)學(xué)生利用大數(shù)據(jù)科研平臺開展相關(guān)項目。其三，依托開放實驗室大數(shù)據(jù)科研平臺，與校內(nèi)外企業(yè)、科研機構(gòu)建立合作關(guān)系，使學(xué)生的項目成果與實際應(yīng)用場景結(jié)合，促進科研成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。

3.4 構(gòu)建與實施開放實驗室安全管理教育體系

針對當(dāng)前開放實驗室存在安全管理隱患問題，學(xué)校健全校級和院級管理制度。校級層面：確立校級實驗室工作規(guī)程的實驗室安全管理等制度；院級層面：賀州學(xué)院人工智能學(xué)院結(jié)合實驗室管理情況，制定一系列相關(guān)實驗室安全管理規(guī)章制度并深入執(zhí)行，如圖2所示。

層層遞進的實驗室安全教育體系是保證開放實驗室順利、安全運行的重要前提。校級的開放實驗室公共安全意識和培訓(xùn)包括開展定期的安全培訓(xùn)課程和知識競賽活動、組織實驗室安全意識教育活動和演習(xí)、提供實時安全提示和更新安全知識。院系專業(yè)開放實驗室安全主題教育在于進行基礎(chǔ)安全知識培訓(xùn)，學(xué)習(xí)實驗室安全管理制度和規(guī)章制度；掌握基本的安全標(biāo)識和緊急處理方法；理解實驗室中常見的安全風(fēng)險。開放實驗室現(xiàn)場安全指導(dǎo)需要定期組織演練和模擬實驗室事故，培養(yǎng)師生正確的應(yīng)急反應(yīng)和逃生技能，為師生提供實驗室安全操作指導(dǎo)。同時，要加大開放實驗室日常監(jiān)管和維護力度，全面落實實驗室安全檢查。通過設(shè)立監(jiān)管機構(gòu)或崗位，制定監(jiān)管制度和規(guī)范，加強日常巡查和檢查，強化實驗室教育和培訓(xùn)，推進實驗室安全文化建設(shè)，以確保實驗室的安全管理工作得以有效實施和持續(xù)改進。

4 結(jié)論

在地方應(yīng)用型本科院校中，引入專業(yè)開放實驗室教學(xué)和管理模式，對培育學(xué)生的創(chuàng)新能力、提升教育質(zhì)量頗具效用。在新工科背景下，開放實驗課程體系的建立，有力推動教師教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生專業(yè)成長。唯有持續(xù)精進開放實驗室的管理模式，方能更好地推動開放式實驗教學(xué)的發(fā)展，更好地發(fā)揮地方院校專業(yè)實驗室的效用，有力促進教育現(xiàn)代化的進程。

參考文獻：

[1]“ 新工科” 建設(shè)復(fù)旦共識[J].復(fù)旦教育論壇，2017，15（2）：27-28.

[2]“ 新工科” 建設(shè)行動路線“（ 天大行動”）[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[3] 新工科建設(shè)指南“（ 北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017（4）：20-21.

[4] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[5] 李春琳，侯非凡，郝燕燕.開放、共享、參與的實驗室管理新模式[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2017，15（3）：155-157.

[6] 朱昌平，王智，朱陳松.澳大利亞南澳大學(xué)科研與教學(xué)考察報告[J].實驗技術(shù)與管理，2008，25（9）：183-186.

[7] 朱玉華.德國大學(xué)實驗室考察的啟示[J].實驗室研究與探索，2007，26（12）：129-132.

[8] 江捷.感悟英國高校多元化的教學(xué)方法[J].實驗技術(shù)與管理，2009，26（2）：175-177.

[9] ROVAI A P，PONTON M K，DERRICK M G，et al.Student evalu?ation of teaching in the virtual and traditional classrooms：a com?parative analysis[J].The Internet and Higher Education，2006，9（1）：23-35.

[10] 竇春升.由日本香川大學(xué)的實驗教學(xué)談物理開放實驗教學(xué)的改革[J].實驗室研究與探索，2008，27（12）：138-140.

[11] 劉振亞，楊桂臻，張王斌.高校本科開放式實驗室制度建設(shè)探索[J].輕工科技，2024，40（2）：181-183.

[12] 葉婉星.創(chuàng)新人才培養(yǎng)視角下的開放實驗室管理模式探究[J].中國設(shè)備工程，2024（7）：75-77.

[13] 王偉，王曉東.高校開放式柔性教學(xué)實驗室建設(shè)思路與探索[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2024（1）：105-107.

[14] 于平，栗惠中“. 互聯(lián)網(wǎng)+” 環(huán)境下地方本科院校實驗室開放管理模式研究[J].保定學(xué)院學(xué)報，2023，36（3）：119-122，128.

[15] 王斌，宋旭霞，錢冬萌，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革的研究和探索[J].實驗室研究與探索，2014，33（4）：168-170，183.

[16] 孫良斌.釘釘在傳媒類開放實驗室管理中的應(yīng)用與探索[J]. 實驗室研究與探索，2018，37（6）：243-247.

【通聯(lián)編輯：王 力】

基金項目：廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃 2023 年度高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育專項課題“數(shù)智時代下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育服務(wù)地方經(jīng)濟文化發(fā)展模式研究”（2023ZIY1424） ；2022 年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目“基于新工科的‘機電計’交叉融合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（2022JGA352） ；2023 年度賀州學(xué)院校級本科教學(xué)改革工程項目“基于學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的開放實驗室管理的實踐與探索”（hzxyybjg202315） ；2024 年度廣西人力資源社會保障課題“數(shù)字化賦能地方高校大學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)創(chuàng)業(yè)路徑研究”（GXRS-2024-179）