实验室开放式管理的实践与探索

(二)实验室开放式管理的实践与探索

高等学校的实验室，是高等学校开展实验教学、科学研究和实现社会科技服务的重要基地。高等学校的实验教学是教学过程的重要环节，不仅能够让学生全面、准确的认识客观世界，而且能够培养学生的动手能力、实践能力，为他们今后走向工作岗位奠定良好的基础。随着经济的快速发展，社会对高等学校人才培养提出了更高的要求，创新能力和综合素质成为新时代人才培养的核心内涵。传统的实验教学模式，显然无法适应这样的要求。建设开放性实验室，加大创新性、设计性、综合性实验教学的比例，已经成为各高校在创新性人才培养方面的共识。西北大学地质学系在开放实验室的建设过程中，进行了诸多有益的尝试与探索，在人才培养方面取得了明显的效果。

1.实验室建设及开放式管理的基础

西北大学地质学系理、工并重，特色鲜明。现设有地质学、地球化学、资源勘查工程、勘查技术与工程4个本科专业，其中地质学专业是国家理科基础科学研究和教学人才培养基地，具有地质学、地质资源与地质工程2个一级学科博士学位授予权，涵盖11个博士学位授权点、12个硕士学位授权点，有地质工程和石油与天然气工程2个工程硕士培养领域。设有地质学、地质资源与地质工程2个博士后科研流动站，在构造地质学、古生物学与地层学、矿产普查与勘探和矿物学、岩石学、矿床学设有4个“长江学者奖励计划”特聘教授岗位。现有地质学一级学科国家重点学科以及矿产普查与勘探二级学科国家重点学科，8个陕西省重点学科。全系共有1个国家重点实验室(大陆动力学国家重点实验室)、4个专业实验室和14个基础教学实验室。

2.对实验室开放式管理的认识

传统的实验室，只是承担实验教学任务和为教师的科学研究项目任务的服务，这样的开放实质上是不开放的，甚至是“封闭”的，而我们所说的开放式管理是向学生全方位开放，是“不留死角”的开放。我们的目标是通过全系教职员工的不懈努力，一方面要把实验室建设成为国内一流、部分实验室达国际先进水平的科学研究基地;另一方面要把实验室建设成为具有特色的，培养高水平的、富有创新精神的地质学基础科学研究人才的实验室示范园地。要实现培养创新性人才的目标，就必须坚持教学科研一体化的思路，把科学研究实质性地纳入教学特别是实验教学之中。坚持全方位的开放理念，大幅度提高实验仪器与设备的利用率。坚持实施导师制和创新基金，为实验室开放提供了基础条件。

(1)教学科研一体化的建设思路

在实践教学环节的改革过程中，加强实践教学方法和实践教学手段的改革，增大综合性、设计性实验教学内容。把科学研究实质性地纳入教学环节。以教学科研一体化为主导思想，改造现有实验室，促进高水平科研成果向教育资源的实时转化，提高实验室的实验技术、实验水平和实验档次，使我系实验室在提高教学质量、培育创新性基础科学研究型人才中起到关键性的推动作用。注重将科研优势转化为教学资源，力图通过科研活动，将研究生、本科生带入积极探索、鼓励创新的学术氛围之中，使科研与教学有机的结合在一起。

(2)分层次、全方位的开放模式

地质学系共有三个层次的实验室19个，即国家重点实验室、专业实验室和基础教学实验室。这个开放是时间、空间的开放，更是实验内容、实验方法、实验技能、实验条件的开放。

(3)导师制和创新基金的实施

为了探索教书育人的有效途径，我们首先通过双向选择为地质学(基地)专业的学生配备了导师。导师的资格要求是高级职称或获得博士学位。导师制的施行，能够使学生较早介入教师的科研，以培养他们的科研能力、动手能力和创新意识。目前，导师制的适用范围已经扩展到全系学生。为强化学生的开拓精神和创新意识，培养他们的创新思维、创业精神和实践能力，使其尽早地参与科学研究、技术开发和社会实践等课外学术科技活动，并得到基本的科研训练。在实施导师制的基础上，地质学系于2003年在本科生中设立了创新基金。基金坚持“理实结合、突出重点、鼓励创新、注重实效”的资助原则和“自主申请、公平立项、择优资助、规范管理”的资助办法，重点资助学术思想新颖、目标明确、具有创新性和探索性、研究方案可行的项目，资助范围为包括专业性研究及创新项目、实践教学中的综合性、设计性、创新性实验项目和其他有研究与实践价值的项目。创新基金实施四年来，共有70个项目立项，资助额度逾40万元。创新基金的实施从客观上要求实验室为学生全方位的开放，而实验室的开放为创新基金的完成搭建了平台，提供了基础条件。导师在创新基金的实施过程起着不可或缺的指导作用，也使实验室的开放更具合理性、科学性。

3.实验室开放式管理的具体举措

(1)计算机实验室开放式管理

地质学系计算机实验室是面向地质学系学生和教职员工全面开放的基础实验室，承担着地质学系本科生、研究生的所有计算机课程相关方面的实习和教学任务，每周开放6个工作日。

为了适应基于计算机和现代技术的教学方法和教学手段革命，地质学系教师在实验室建设初期即开始研制了CAI课件并进行多媒体教学手段的改革，目前全系已有3门国家精品课程、28门主干专业基础课、专业课及选修课不同程度地利用多媒体技术开展计算机辅助教学，《地质学概论》等3部电子教材已冠以“面向21世纪课程教材”由高等教育出版社出版。针对不同课程的特殊要求，我们摄制了“鄂尔多斯盆地—秦岭造山带综合实习”等4部录像教材。为了更加充分地发挥电子教材和网络的作用，我们把自行研制和购买的电子教材及CAI课件安装在网络服务器上，初步实现网上教学。根据教师授课的需要，提供了相关的素材库，编制了示教型课件，并积极开展了电子教材、电子教案上网工程。通过几年努力，教学手段初步实现了与现代技术的结合。

地质学系计算机实验室除基本的教学任务外，还是地质学系计算机网络控制和管理中心，负责管理和维护地质学系计算机网络，为地质学系学生和教职员工提供稳定高速的上网环境，提供充足的软件实习环境。计算机实验室在全系教学改革中起到了关键作用，并已经成为我系的信息中心和教育资源共享管理中心。

计算机实验室还为学生免费提供系列英语语言学习光盘、普通地质及科普教学光盘，并在服务器中建立了专业软件支持中心，提供数十种专业软件的实时下载，从而极大地提高了计算机实验室的工作效率和使用效率。

在地质学系系计算机实验室中，学生可以进入国际互联网查阅资料、进行数据处理、计算、文字及图形处理、一般性的计算模拟，从而为学生完成实习作业、毕业论文、课程研究报告、创新基金项目等开放性和研究性实习提供了较为优越的条件。

(2)基础教学实验室的开放式管理

近年来，地质学系先后改造了普通地质学、构造地质学、古生物与地史学、矿物学、岩石学、矿床及矿相学实习/实验室等基础地质实验室及古脊椎动物、矿物等陈列实习室共14个，购置了一批先进的教学与实验设备。在实验室建设中，我们坚持高起点、高标准，短短几年全系教学实验条件发生了翻天覆地的变化。基础地质实验设备已有了明显改善。在与显微镜下观察有关的教学中，实现了学生与教师同视阈教学。这些工作对于提高教学效果和教学质量，推动教学改革，提高人才培养质量发挥了重要的作用。

基础地质实验室有专职管理人员3人，实行全天及全方位对本系师生开放。对于精密显微镜及高档显微结构摄(照)相系统，我们采用分段管理模式。由指导教师负责实施的开放性、研究性实验工作，由教师直接负责学生上显微镜操作资格的培训和论证，如毕业论文设计、学生创新基金研究工作及学生参加导师科学研究项目所涉及的实验工作等，并由教师直接负责实验设备的使用安全。对于学生自主选定的实验工作(如课程实验报告、实习附加作业、选修课程开放性课程作业等)，则直接由实验室专职管理人员负责论证学生的上机操作资格，经登记注册后，进入实验室自主完成实验工作。

(3)专业实验室的开放式管理

近年来，我系在专业实验室建设方面已取得了显著成绩，新建计算机硬件实验室、3S实验室、地震地球物理资料解译实验室4个专业实验室，对油层物理实验室的水驱油模拟实验视频系统进行二次开发，实现了微观砂岩模型油—水驱动作用直观教学。

在专业实验室的建设过程中，我们始终贯穿“教学科研一体化”的主导思想，使我系的专业实验室不仅能够全方位地服务于本科及研究生教学工作，而且能够在较高层次上进行科学研究工作。并在科学研究工作中不断积累资料和经验，逐步改进实验方法和提高实验技术，这样就大大提高了专业实验室的实验水平和档次，以最直接和最有效的方式将科研成果实时转化为教育资源，对于迅速提升我系学生的创新能力、科研能力、分析问题和解决问题的能力起到了重要的促进作用。

为了适应专业实验室的实际发展需要，我系除为各专业实验室配备了专职实验管理人员外，还为各专业实验室配备了教学、科研能力强，具有高级职称(教授、副教授)的教师，负责实验室的技术开发和长远规划设计，从而使我系现有专业实验室更具竞争力和发展潜力，对于推动我系专业实验室成为国内一流实验室起到了重要作用。例如，我系油层物理专业实验室，就由曲志浩教授和朱玉双副教授负责兼管，并设计该实验室的长远发展规划。两位老师在长期的科研教学工作中积累了大量的经验、素材和科研成果，并将它们实时转化为教育资源，大大提升了实验技术和实验水平，使该实验室已经成为我国颇具特色颇有影响的教学科研一体化专业实验室。

(4)大陆动力学国家重点实验室开放式管理

我系大陆动力学实验室是国家重点实验室。根据国家相关要求，重点实验室是国家科技创新体系的重要组成部分，是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展学术交流的重要基地。重点实验室的任务是根据国家科技发展方针，面向国际科技前沿和我国现代化建设，围绕国民经济、社会发展及国家安全面临的重大科技问题，开展创新性研究，培养创新性人才。其目标是获取原始创新成果和自主知识产权。重点实验室是学科建设的重点，重点实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制。

大陆动力学国家重点实验室已拥有近3000万元大型精密实验设备，主要有XRF、ICP—MS、LA—ICP—MS、古地磁分析系统、地球物质研究样品制备系统、图形图像分析系统以及超净实验室等等一系列配套设施，并已经在科学研究方面为我校作出了巨大贡献。但是，如何有效地利用大陆动力学实验室为教学工作(尤其是本科教学工作)服务尚是一个值得进一步探讨的重要问题。现代地球科学的迅速发展对地球科学类本科学生提出了更高的要求，自主进行实验工作(包括大型精密仪器实验工作)的能力已成为考核学生培育质量的重要指标之一。针对这一实际情况，我系已在大陆动力学实验室对学生开放方面进行了初步探索。目前，我们已将地球物质研究样品制备系统，以及古地磁分析系统向我系学生(本科、硕士及博士研究生)实施开放管理，在指导教师的直接指导下，学生可自行进入上述实验室完成地球物质研究样品制备以及古地磁样品的分析测试。在进行先期培训的前提下，我系学生可以在专职管理人员的监管下进入XRF实验室自主完成样品的分析测试工作。这一举措大大提高了我系学生毕业论文及研究生学位论文的质量，并为我系现已全面实施的本科学生创新基金研究计划提供了重要的前提条件。近年来，我系本科学生每年在学术刊物公开发表论文的数量达3—8篇，其中主要的实验分析数据就出自大陆动力学重点实验室以及我系专业实验室和地质基础实验室。我系2003年度，核准本科学生创新基金研究项目21项，投入经费10万元。而这些研究项目的实验工作主要将在我系大陆动力学重点实验室以及我系所属专业和专业基础实验室完成。由此可见，大陆动力学重点实验室的开放管理大有潜力，并将对提高我系学生创新能力的培育起到重要作用。大陆动力学重点实验室行之有效的开放式管理模式尚有待在今后的工作中进一步探索。