陈 浩 熊祖钊 磨季云
（武汉科技大学理学院，湖北武汉430065）
摘 要：力学实验室与科技创新基地建设的理念是将基地建设成一个培养大学生独立分析问题、解决问题能力的实践平台。通过几年的建设及运行管理研究，总结出了一套符合我校培养人才模式和特点的学生科技创新实验的管理模式和运行机制，以及如何培养学生力学创新能力和实践能力的方法。
关键词：管理模式 基地建设 创新实验教学
1 引 言
深化高等教育改革内容之一是重视培养学生的创新能力、实践能力和创新精神，使之成为适应新世纪需要的高质量人才。人才培养尤其是具有创新能力的人才培养，离不开实验室的建设与改革。基于此，结合学校“教育部本科教学评估”建设，力学实验中心在现有条件上，通过资源整合，建立了具有我校特色的力学实验与科技创新基地，并对如何在高校建立力学创新基地，开展科技创新活动；如何引导学生开展实践研究；如何培养和激发学生的积极性和创造性；如何建立一套科学合理的力学实验与科技创新基地的运行管理模式进行了有益的探索。
2 构筑一个全新的科技创新实验平台
力学实验与科技创新基地建设的理念是将基地建设成一个培养大学生独立分析问题、解决问题能力的实践平台。创新能力的培养既需要学生本身思维能力、知识结构、动手能力这个内因，也需要良好的学术氛围和必要的物理环境及创新机制这个外因，近年来学校投入近五十万元创建了一个面积达两百多平方米的创新实验基地，实验区域全天候对学生开放、采用门禁化管理，学生先通过网络预约再刷卡进入，教师通过中心监控系统对学生在基地的实验活动进行全程动态管理。
为保障基地的运行，我们大力加强了创新实验室的软环境建设，自主开发了实验预约系统，并设立创新实验教学网站，有三类网络资源服务于科技创新实验：①多部实验多媒体、流媒体课件；②编制了实验项目指南及仪器设备使用指南；③系统介绍力学学科的前沿发展情况，提供相关多媒体信息供学生浏览；④开通网上信箱及BBS论坛，为学生探讨实验技术、提供技术咨询、解决实验当中遇到的问题提供互动平台。
基地根据学生科技活动的特点及力学学科发展要求，并结合力学实验中心的现有条件，整合了三个实验类型模块，即：理论力学自主设计性实验、声波测试综合性实验和动力学研究性实验。本着与专业建设相结合、与教学及科研相结合以及与学校特色相结合的“三结合”原则，选择了一批综合性较强，有一定研究和创新空间的实验项目供学生选择，并鼓励学生自带实验项目进基地，提倡教师将科研项目转化成实验项目丰富创新基地的内涵。另外还配备一批与力学测试相关的仪器设备，如：数据采集仪、动态应变测试系统、静态应变测试系统、振动测试系统、声波测试仪、超声波探伤仪、传感器、工程结构模型等仪器设备，并提供了一些必备的材料、加工设备和工具让学生结合一些工程实例自己设计制作结构模型，然后进行相关力学参数的测定。
3 基地的运行与管理
科技创新实验的实施是运用学生与教师合作的“双主”方式，在“教”与“学”中找到最佳的结合点，充分发挥学生主观能动性，使学习成为一种积极、主动的探索过程。要到达这样一个目标，建立科学合理的管理体制和运行机制是核心内容之一。我们根据近两年的教学实践摸索出一套行之有效的运行方案。
图1 实验项目实施流程图
3.1 实验项目实施流程（图1）
1.申请进入基地，获准授权
利用实验预约系统，采用网上预约方式，安排学生进入基地，学生第一次进入基地后可考虑安排一定时间让他们全面参观了解基地可开设实验项目，选出感兴趣的题目进行准备。
2.选题
基地提供三类实验项目供学生选择，学生可在我们提供的实验项目里进行选择，也可以根据我们所提供的仪器设备和条件自拟题目，鼓励学生完成设计性实验。对某些比较复杂的实验项目，学生可组成2～3人小组进行实验选题和实施，但须指定1名学生担任组长。
（1）理论力学自主设计实验。对已有模型的力学研究、新型演示实验开发，鼓励对生活及工程力学问题的研究和思考，并撰写规范的实验论文。
（2）声波测试综合实验。运用我们所提供的仪器进行组合对超声波探伤、声波测试、爆破振动的测试进行模拟工程实际的实验。
（3）动力学研究性实验。主要进行结构系统的静态应力测试、动态特性（固有频率、振型）测试，模态分析及参数识别的研究性实验，鼓励学生自己制作实物模型，自己动手完成传感器的布置，提出自主实验方案。
3.实验研究方案咨询与制定
学生选好题后，进行实验方案的制定，写好预习实验报告，提出实验方案，对自拟题目要求提出所需设备及材料。对于每一类实验项目基地将安排专门的指导教师，学生在制定实验方案的过程中可以向指导教师进行咨询，如有必要还可通过预约再次进入基地进行相应的准备工作。
4.实验研究方案的审批
对学生提出的方案由指导教师进行审批，审批合格后学生方能进行实验。审批过程中，如果指导教师认为实验方案还需修改应及时与学生取得联系，指导、督促学生进行完善。可利用力学实验中心网页提供的教师和学生交流平台完成此环节。
5.实验研究方案的实施
学生实验方案通过审批后即可进行实验的实施，实施前应通过预约确定实验时间，进入基地后要填好相应记录，包括《实验教学日志》、《学生活动日志》、《仪器设备使用记录》。学生在开始实验前必须认真阅读设备使用及软件说明书，首先对实验设备进行熟悉，遇到问题时可向指导教师咨询，务必确保仪器设备及人身安全。
学生进入基地严格按照实验室管理员指定的实验区域、实验设备、实验时间进行实验工作。不得进行超出申请实验范围的工作。指导教师对实验过程一般不予干预，对学生实验过程中遇到的问题可安排时间集中解答。
6.报告提交
实验结束后，学生必须在规定时间内提交实验报告，实验报告可交到指定区域。对于自拟项目，要求学生撰写字数不少于2 000字的总结或论文，鼓励学生在期刊上发表科研论文，参加相关项目的竞赛活动。
7.成绩评判与录入
指导教师必须及时对学生提交的实验报告进行批改，录入成绩，对问题比较严重的实验报告应安排学生重做实验。
8.学分认定归档
根据学生实验成绩按照学校有关创新实验的规定进行学分认定，由学院教务办公室进行学分登记，并将实验报告或论文归档。
3.2 基地的管理
1.日常管理及组织领导
（1）力学实验与科技创新基地建设领导小组作为建设过程的领导与决策机构，负责整个建设与实施过程。
（2）学院学生工作办公室开展学生参加科技创新实验的申报宣传和组织工作，学生参加创新实验后经审批合格计创新学分，按学校办法给予奖励。
（3）学院本科教学指导委员会将科技创新实验列入教学检查和督导内容。
（4）实验中心安排专人对科技创新实验的开展过程进行具体的联系、协调、指导与资料汇总、检查工作。
2.实验基地采取全天候开放管理模式
学生进入基地前首先进行实验预约。学生考勤情况通过门禁系统进行监控记录。
3.实验室开放时需有实验室管理人员在场
部分实验项目可由学生独自完成，管理人员通过监控系统动态观察各实验室情况。根据预约情况安排实验室管理人员人数。实验室管理人员包括理论教学老师、实验室人员和协管人员，协管人员由经过开放实验室岗位培训的研究生担任。担任实验管理人员的老师应根据实验项目的种类由系里统一安排。
4.指导教师职责
指导教师是基地建设与项目成功实施的关键，创新实验项目实行指导教师负责制，指导教师的职责如下：
（1）负责学生实验方案的审阅、评价与完善修正；
（2）指导学生开展相关文献资料的查阅工作；
（3）负责提供实验装置、设备等实验必需条件；
（4）进行实验过程的具体指导与监控工作；
（5）落实实验室安全工作，杜绝安全隐患；
（6）审阅、讨论与评价学生实验报告，评定学生成绩；
（7）填写《工作报告单》，进行实验工作的总结。
5.指导教师工作量的计算
考虑实验室管理和指导实验过程需投入较多精力，同时基地的运行也对教师的综合素质提出了较高的要求，参考学校创新实验项目实施的办法，通过项目负责教师填写的《工作报告单》，结合《学生活动日志》评价教师指导学生的情况和工作量（见表1）。
表1 创新实验室项目内容
4 创新实验基地建设的实践评价与分析
通过对力学实验与科技创新基地建设及运行管理的实践研究，总结出了一套符合我校培养人才模式和特点的学生科技创新实验的指导和管理办法，取得了较好的成绩。
（1）通过创新基地的活动，学生对工程力学学科的研究领域、研究水平等有了更深入的了解。通过查阅资料、小组报告、与老师面对面交流等，培养了学生自主学习、分析和解决实际问题的能力，补充了学生在课堂上欠缺的知识，拓宽了学生的知识面。
（2）在创新基地活动中，通过完成课题，使学生不断地将理论知识转化为实践能力。创新基地为学生提供了较多的实践操作机会，使学生的科学思维、科学实验能力得到了初步的培养。
（3）增进了学生的团队意识。学生之间的互相交流与合作，使他们在共同分享所学知识的同时，增进了友谊，培养了科研合作精神。
（4）在基地参加培训的学生先后获得“全国大学生力学实验竞赛”二等奖，“全国大学生周培源力学竞赛”湖北赛区一、二、三等奖，同时学校也获得了“全国大学生周培源力学竞赛优秀组织奖”。2008年，我校学生根据南方雪灾引起输电塔倒塌的情况，在创新基地自己设计、自己动手制作了输电塔模型，进行模拟加载实验及数值分析，并由此完成了论文《输电塔结构模型受力与数值分析研究》，该论文获得了校优秀论文一等奖；结合教师的科研项目，该学生还完成了《架桥机械施工过程中的应力分析》、《卸船机械模型的计算机仿真研究》、《武钢三冷轧厂钢结构厂房的力学分析》、《爆破状态下混凝土高边坡震动响应的实验研究》等一批优秀论文。另外，通过完成一些给定的实验项目，学生还对部分仪器设备及实验方法提出了改进意见，如对等强度梁冲击动应力实验装置的设计，滑动摩擦系数测试装置的改装，梁弯曲实验装置功能的增加等。通过这些项目对学生的创新思维训练、基本科研技能训练、知识整合项目训练起到了很好的帮助作用。
5 结 语
实验室建设本身是一个不断探索、不断完善的过程，特别是创新实验室的建设需要合理的规划、长期的实践积累才能够建立起一套科学合理的运行机制和管理方法。我们力图通过创新实验室的建设与改革，建立一个强调学生自由申请、自主设计、自己管理、自我约束的人才培养模式，为他们提供一个能加强实践能力、充实工程训练、提升创新技能的平台。
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