建设开放性实验室 突显防灾特色

摘要:作为中国地震局唯一一所直属高等院校,防灾科技学院在培养合格的防灾人才方面发挥着重要作用。而实践教学是人才培养的重要教学环节,发挥着其他教学环节无法替代的重要作用。在调研和实践的基础上,文中阐述了建设开放性实验室的意义、实践和效果及在培养防灾人才方面发挥的重要作用,并提出了一些建设开放性实验室的意见和建议。

关键词:开放性实验室;实践教学;建设;防灾

作者简介:梁永朵(1978-),河北保定人,女,防灾科技学院土木工程实验教学中心副主任,讲师,中国地震局工程力学研究所博士研究生,(黑龙江 哈尔滨 150080)主要研究方向:防灾减灾教育与科研、实验室管理;陈健(1979-),男,河北廊坊人,防灾科技学院教务处,讲师,工学硕士,主要研究方向:实验室管理。(河北 三河 065201)

基金项目:本文系防灾科技学院院级课题“开放实验室管理体系研究”(课题编号:08C10)的研究成果。

2006年,作为中国地震局唯一一所直属高等院校,防灾科技学院(以下简称“我院”)通过了教育部评估,由专科升格为本科。如何办合格的本科院校,如何培养合格的防灾人才是摆在全院教职员工面前的一道难题。2008年5·12汶川地震发生后,我院众多人员会同院所合作的合作方——中国地震局工程力学研究所的地震专家赶赴现场,在震后救援方面发挥了重要作用,受到社会的广泛关注,各界一致认为培养优秀的防灾人才是非常有必要的,同时我们也深感责任重大。通过几年的探索与实践,我们清醒地认识到实践教学是人才培养的一个重要环节,发挥着其他教学环节无法替代的重要作用。建设开放性的实验室,改革实验教学方法,提高实验教学质量,突显防灾特色,是我院2006年升本以来一直探讨和实践的重点,期间通过调研,借鉴他人宝贵经验, 并结合本校实际,摸索出了一套能够突出本校防灾特色的开放性实验室建设和管理的方法。

一、建设开放性实验室的意义

所谓开放性实验,并不是简单地将实验室门打开,将实验时间延长,而是由学生自己根据实验题目的要求,独立拟定实验方案,设计实验技术路线,完成实验过程,指导老师只负责对实验方案进行审查,在实验过程中给予必要的启发与引导,实验完成以后对实验结果和报告进行评价。

开放性实验室建设的最终目的是建设与理论教学改革相协调的实验教学体系,构建具有先进设备和先进管理体制的实践平台,提高学生科学研究和工程实践能力,开发创新能力,培养知识、能力和素质协调发展的复合型人才。[1]

为了更好地做好实验室建设,迎接教育部对学校本科教育的评估,我们对哈尔滨工业大学、河北理工大学、北京建筑工程学院等几所院校开放性实验室的建设进行了调研。调研的主要内容包括:实验室的规模及实验设备配备情况,实验室的各项管理规章制度、实验室运行机制、实验教学项目管理、实验设备管理、实验室人员的分工与职责、实验室开放的内容及面向对象等。通过调研,我们发现各高校在开放性实验室建设中的侧重点和方法虽有所不同,但总体体现了以人为本、实事求是的建设思想和理念。

二、开放性实验室的实现

实验室的开放是相对于传统的“封闭式”而言的,实验室的开放,不仅仅体现在实验教学时间的灵活方面,更应体现在实验内容上,将传统的验证性实验改变为综合性、设计性实验;[2]在管理方式上,运用现代手段,实行全开放的实验教学模式,做到在时间上学生选择的任意性;在服务对象上,既对本专业师生开放,也对跨专业、跨学科的师生开放,既对学校开放,也对社会开放。

我院自2006年升本以来,在30年的建校基础上,不断完善各类实验室、校内外实训基地的建设,投入大量人力、物力、财力建设实践教学场所,全面建设完毕后一直不断探索、总结,采取措施,逐步实行开放性实验室的建设,并取得了一点成绩。现就开放性实验室的建设与管理问题谈几点体会。

1.实验教学时间的开放

传统的实验教学偏重于所学知识的验证,学生在规定的时间内,根据实验指导书规定的实验步骤和方法,对理论教学知识进行验证,然后按照规定的格式,写出实验报告。这种实验模式,局限于所学知识的复习巩固和实验操作技能的训练,束缚了学生的思维,学生学习兴趣不大,积极性不高,实验效果不好,不利于学生实践能力和创新能力的培养。[1-2]

开放性实验室的专兼职实验老师实行坐班制和轮流坐班制,保证实验室在工作时间不空岗,而且学生来实验室之前只需填写《学生开放实验项目申报表》预约实验时间,就可按预约时间来实验室进行实验操作,学生的实验过程不受时间的限制,学生可根据自己的实际情况,对实验中发现的新问题进行反复试验。鼓励学生多动脑筋,主动发现问题、思考问题并解决问题,如有难以解决的问题,指导教师可以因势利导,给予必要的提示或启发,培养他们独立思考和解决问题的能力。这样可以保证学生有充足的时间“理解、消化、完成”实验。

2.实验内容的开放

实验,不应只是理论知识的简单验证,而应是课堂教学的延伸。为此,专业教师在编制实验指导书时就把实验分为了必做实验项目和选做实验项目。选做实验项目可作为开放性实验项目的备选实验项目。实验室管理员根据实验设备条件可在学期初填写《实验室开放项目申报表》,确定能够开设的开放性实验项目。学生亦可根据自己的个人兴趣并结合相关实验室条件提出《学生开放项目申报表》。目前,学院能够开设的部分开放性实验项目如下表1所示。

表1 开放性实验项目一览表

防灾特色专业开放性实验项目

勘查技术与工程渗透试验、黄土湿陷试验、无侧限抗压强度试验、三轴试验(动、静)等

土木工程结构振动测试、PKPM抗震性能鉴定

地质学利用显微镜观测、鉴别岩石类型

地球物理地震实时监测

经济管理专业灾害损失评估

但在实际操作中,由于受实验室接待能力所限,我们只能奉行“坚持普遍训练,进行重点培养”的教学指导方案,即在完成课程培养计划规定的普遍训练的前提下,对有进一步探索和求知渴望的学生进行个别辅导,满足学生的愿望。

3.管理方式的开放

管理方式的开放和实验时间的灵活安排,可使学生根据自己的愿望和需要,预约时间到实验室,而且如果需要,一个实验允许多次重复,这样给了学生更多的选择自由。我们一贯坚持的原则就是:教学就是为学生服务,我们要当好服务者。改变传统的管理模式,增加实践机会,提供给学生一个更好的提升综合素质的平台。

防灾工程系的土力学实验室、工程测量实验室、工程造价实训室和工程地震与工程勘察实训基地等实验实训场所自进行开放性实验室建设以来,各实验室的管理方式灵活、开放时间大大延长,实验室管理人员及负责人基本上全天都在实验室,如有学生前来请教有关实验方面的问题,可以即时解决。例如,03级工程地震与工程勘察专业的两个班,由于在人才培养计划中没有安排工程测量课(04级以后的人才培养方案中均加入了工程测量课),而在临近毕业找工作时才发现工程测量的重要性,于是有不少学生在课余时间来到工程测量实验室向张老师请教有关工程测量的技术问题。04级不少学生来土力学实验室请教有关室内土工实验的有关内容、操作规程、适用范围等方面的问题,还有的学生对现场环刀取土的技术要领掌握不好,要求重新做,我们都一一满足学生的要求,学生反映效果良好。

4.服务对象的开放

实验室不仅可对本校的学生开放,教师亦可结合自己的科研,利用实验室现有的设备资源,为社会服务,这样,不仅可以提高实验室及仪器设备的利用率,又可激活自身的“造血功能”,加快实验室的发展,同时可以促进教师教学水平及科研水平的提高,实现“一举多得”的目标。

例如,我院防灾工程系土动力学实验室于2004年11月为天津北疆发电厂做了土动力参数的研究试验;桩基检测实训室于2006年5月为学校新建的十二层综合实验教学楼的501根CFG基桩中进行了桩身完整性的无损抽检;工程勘探实训室于2006年11月在廊坊某建筑工地进行了地基静载荷试验并进行了相应的内业数据处理;桩基检测实训室于2007年6月在北京某建筑工地进行了基桩完整性和承载能力的测定工作;系里某教师利用桩基检测实训室的仪器设备和实验资源进行了相应的科学研究并于2006年9月在核心期刊《地震工程与工程振动》发表了题为《模型桩低应变反射波法曲线研究》的论文一篇。

三、建立开放性实验室的效果

开放性实验室的服务对象主要是学生,在学生综合能力提高的同时,指导老师也从中受益;教师通过利用实验设备,进行实验项目,提升了科研能力,同时又反哺教学工作。

开放性实验室的实验过程从头到尾都是学生自主决策的过程,强调学生的主体作用。[3]实验的内容、时间和方式由学生自己决定,大到选题、设计方案、进行测试和分析测试结果,小到查阅相关资料、阅读仪器说明书等,在这一系列的过程中,学生始终处于自主地位,这种方式有利于培养学生收集处理信息及获取新知识的能力,使学生学会科学的思维方法和研究方法,对提高学生分析解决问题能力、动手能力、应变能力也是十分有效的。学生在实验过程中有很大的自由空间,学生主动学习,独立思考,他们的好奇心和求知欲、探索热情和创新精神得到了保护和尊重,学生的个性得到发展,挖掘出学习潜能。[4]事实证明,建立开放性实验室培养学生能力是切实可行的好方法,尤其是对学生个性的发展、学生创新能力的培养、专业知识的拓展和实际工作能力的提高等方面有着积极影响。

四、结论与建议

构建开放性实验室实施体系是培养高质量创新人才的重要举措之一,这需要转变教学观念,进行积极的探索和配套建设。[5]建立开放性实验教学体系需要在实验室硬件建设方面和软件建设方面都要进行相应的投入,才能取得满意效果。

1.合理进行实验室硬件建设

为保证实验教学,实验室最起码的物质基础要得到保障,它包括实验仪器设备、实验的开出率水平、实验室经费状况等等。仪器设备配置是实验室建设的基础,实验室设备的数量和好坏直接影响到实验室的实力和学科的发展。近几年,有了中央修购经费、国家重点建设专业专项经费、实验室耗材经费等专门经费的支持,实验室以前一直是学生多、仪器少、重复率过高、设备损坏维修频率高的问题得到了很大程度的缓解。

2.实验室软件建设方面

(1)加强开放性实验室的宣传工作。[6]开放性实验室改变了传统实验课授课方式,有利于学生实验操作技能和独立工作能力与素质的培养,增加了学生进入实验室接触仪器设备的机会。对此,我们要加强宣传教育,尤其可以在新生入学之际大力宣传开放性实验室的功能、仪器设备、操作方法、可提供的实验项目及指导教师情况等,加强对学生选择实验课题的指导,以吸引更多学生进入开放性实验室。

(2)重视实验室队伍的建设。师资质量的高低直接关系到教学水平的高低。通过多种渠道加强实验队伍建设,把实验技术人员的培养纳入教师脱产进修计划,安排他们进行进修学习,鼓励申报课题,开展实验教学研究,提高实验技术人员的素质和业务水平。

(3)改进并完善实验室管理体制。开放性实验室建设不是一朝一夕的事情,需要在实践中不断探索与完善,在实验室管理体制方面,也需要进一步完善实验室的各项管理或工作制度,如:开放性实验室工作细则、实验室管理规范、指导教师薪酬制度、学生选课学分问题等等,从而使实验室各项管理工作有章可循。

(4)推进实验教学内容的改革。在实验教学内容方面,应改变过去指导教学教师包办过多的做法,加强理论教学与实验教学内容的结合;减少验证性实验,增加一些综合性、设计性的实验。加强实验教学大纲及实验指导书的修订工作;重组实验课程体系,改革实验内容及方法;真正体现学生的主体地位,使学生能在校期间就可获得系统的实验技术理论和完整的实验技能的训练等等。

总之,要创建一流的大学,必须要有一流的实验室,才能培养出一流的人才。一流的实验室不外乎包含三个基本要素,即一流的实验设备,一流的实验队伍和一流的实验管理。其中设备是基础,管理是手段,实验教师是关键。[7]我们认为,学院在为国家培养防灾减灾人才方面肩负着义不容辞的责任和义务,而开放性实验室的建设在学生实践能力的培养方面发挥着至关重要的作用。

参考文献:

[1]马忠丽,董宇艳,董国强.高校开放性实验室建设探讨[J].实验技术与管理,2005,22(7):112-115.

[2]张平,周卫平.建设开放性实验室的思考与实践[J].实验室研究与探索,2004,23,(12):110-112.

[3]郑曙明,何利君,吴青,贺蓉.建立开放性实验室培养学生能力的研究[J].西南农业大学学报(社会科学版),2005,3(1):137-138.

[4]张玉平.发挥开放实验室的多重教学功能[J].中国高等教育,2002,(9):32-33.

[5]李恭琼.深化实验教学改革 培养创新能力[J].重庆工学院学报,2005,19(5):119-120.

[6]胡中栋,刘政.关于高校开放性实验室的几点思考[J].江西理工大学学报,2006,27(2):55-56.

[7]涂智寿.更新观念,加大计算机实验室改革力度[J].实验室研究与探索,2002,21(5):112-114.

(责任编辑:刘辉)