程武學(xué), 楊宇科, 封 玲, 張 偉, 蔣 容

(1. 四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院 中心實驗室,四川 成都 610101； 2. 四川師范大學(xué) 西南土地資源評價與監(jiān)測教育部重點實驗室, 四川 成都 610068；3. 四川師范大學(xué) 實驗室與設(shè)備處, 四川 成都 610068)

實驗課程改革

高校地理實驗室開放模式的探究與實踐

程武學(xué)1,2, 楊宇科3, 封 玲3, 張 偉1, 蔣 容1

(1. 四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院 中心實驗室,四川 成都 610101； 2. 四川師范大學(xué) 西南土地資源評價與監(jiān)測教育部重點實驗室, 四川 成都 610068；3. 四川師范大學(xué) 實驗室與設(shè)備處, 四川 成都 610068)

地理學(xué)科的特點決定了地理實驗室除服務(wù)于本科生、研究生的教學(xué)科研之外,還應(yīng)加強對外開放,充分發(fā)揮其科研科普雙功能的效應(yīng)。通過在實驗室開放過程中的具體實踐,總結(jié)地理學(xué)科實驗室開放過程中存在的問題與不足,提出3種有效的開放模式。旨在通過有效的開放模式的實踐推動實驗室的資源得到充分的利用,創(chuàng)造良好的社會效益。

開放模式； 地理實驗室； 探究與實踐； 資源有效利用

高校實驗室是進(jìn)行實驗教學(xué)、開展科學(xué)研究、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提高綜合素質(zhì)的重要基地。在教育部《關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》文件中明確提出,“學(xué)校的各類實驗室、圖書館要對本科生開放,打破‘學(xué)科壁壘’,加強統(tǒng)籌建設(shè)和科學(xué)管理,實現(xiàn)資源共享,提高使用效率”[1]。目前, 各個高校都不同程度地開展了實驗室開放的研究和實踐, 把實驗室開放作為培養(yǎng)大學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力等綜合素質(zhì)的有效途徑。但從當(dāng)前高校實驗室開放的實施情況來看, 還存在很多不足之處。高校實驗室應(yīng)該結(jié)合實驗室自身的學(xué)科特點,制定行之有效的開放模式。

1 地理實驗室開放的必要性

1.1促進(jìn)實驗教學(xué)改革與實驗室建設(shè)協(xié)同發(fā)展

實驗室的開放會使得參與者認(rèn)識到實驗教學(xué)過程中的不足,促進(jìn)實驗教學(xué)改革的前進(jìn)[2-3]。同時,在開放過程中會發(fā)現(xiàn)實驗室建設(shè)存在的漏洞,通過設(shè)備的補充轉(zhuǎn)而促進(jìn)實驗教學(xué)水平的提高。所以,實驗室的開放會加速實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改進(jìn)。根據(jù)開放實驗的目標(biāo),逐步完善實驗設(shè)備、設(shè)施及耗材的投入和使用,從而提高高校實驗室為教學(xué)和科研服務(wù)的質(zhì)量。比如近期的一個科創(chuàng)項目要求使用多普勒流速流向測定儀,實驗室管理者通過補充該設(shè)備,提高了流速流向測定的精度。

1.2 有助于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

李克強總理提出“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”的號召,創(chuàng)新的理念深入人心,對高校大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)直接關(guān)乎社會創(chuàng)新的能力[4]。新的思路和觀點需要大學(xué)生在反復(fù)的實驗中獲得,但目前大學(xué)生的動手能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。實驗室開放為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了良好的平臺,實驗室成為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的基地[5]。

1.3 有助于提升學(xué)生綜合科研能力

實驗室開放能夠提升大學(xué)生分析問題和解決問題的能力。學(xué)生是實驗過程中的主體,通過實驗方案的設(shè)計、實驗方法的運用,能夠非常好地鍛煉和提升學(xué)生的綜合科研能力[6]。同時,學(xué)生做實驗一般不是一個人,需要同一課題組學(xué)生的相互配合、相互協(xié)作,這有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識。地理學(xué)科實驗室的開放除科研外,還承擔(dān)著對外科普的功能。學(xué)生通過參與科普方案的設(shè)計、執(zhí)行、講解、總結(jié)等環(huán)節(jié)，很好地提升了自身各方面的素質(zhì)。

1.4 有助于提升教師的綜合素質(zhì)

實驗室的開放對實驗教師及指導(dǎo)教師都提出了更高的要求,教師需要投入更多的時間來開發(fā)實驗項目、調(diào)試實驗設(shè)備、指導(dǎo)學(xué)生更好地實驗及維修實驗設(shè)備,并在實驗的過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在反復(fù)指導(dǎo)學(xué)生的進(jìn)程中,教師的動手能力和科研能力也得到了一定的提升。同時,和學(xué)生進(jìn)行充分交流也了解了學(xué)生的需求,有助于改進(jìn)自身的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法,提升教師的綜合素質(zhì)。

1.5 有助于提升實驗室資源的利用率

提升實驗室資源的利用率是發(fā)揮實驗室設(shè)備效益最大化的有效途徑[7]。近年各高校都對實驗室建設(shè)投入了巨大資金,購置了大量先進(jìn)實驗儀器。有的課程開設(shè)時儀器設(shè)備一年只用一兩次,沒有很好地發(fā)揮儀器設(shè)備資源的效益。幾年下來,又面臨著儀器的更新?lián)Q代,造成了非常嚴(yán)重的浪費。把這些資源開放出來,讓更多的學(xué)生參與進(jìn)來,可以物盡其用、優(yōu)化資源配置、挖掘設(shè)備潛力,實現(xiàn)資源共享,提高投資效益。

2 地理實驗室開放存在的問題

地理學(xué)科實驗室開放的關(guān)鍵是實現(xiàn)實驗教學(xué)、科研、科普三者的有效結(jié)合,不斷更新教學(xué)內(nèi)容和方法,因材施教。實驗教師在開放實驗過程中只有采用啟發(fā)式、討論式、探索式的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生,才能使開放取得良好的效果。近年來,我院進(jìn)行了實驗室開放模式的探索和實踐,在實踐過程中存在的問題主要包括學(xué)生自主性問題、教師指導(dǎo)問題、實驗經(jīng)費問題、開放管理問題等。

2.1 學(xué)生自主性問題

我院實驗室開放目前主要針對本科生、研究生進(jìn)行科創(chuàng)項目。在開放過程中,有的學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé),在項目進(jìn)行過程中綜合素質(zhì)有了很大的提升,但有的學(xué)生題目很大,沒有得到很好的執(zhí)行,時間分配不合理,導(dǎo)致實驗屢屢失敗,浪費了時間也沒有做出好的成績。有的學(xué)生趕潮流,別人做自己也要申請,但課程學(xué)習(xí)壓力大,根本無暇顧及項目的完成。針對以上問題,指導(dǎo)教師應(yīng)該在立項的時候就把好關(guān),根據(jù)學(xué)生的自身條件設(shè)定好題目,合理分配時間,在有限的時間內(nèi)發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,很好地完成既定目標(biāo)[8]。

2.2 教師指導(dǎo)問題

實驗室開放過程中,教師的指導(dǎo)至關(guān)重要。因為開放實驗一般有綜合性的特征,項目內(nèi)容豐富,實驗難度較大,有的還有不可預(yù)見性。一些新的實驗方法、實驗技術(shù)及實驗設(shè)備還需要實驗教師不斷地去學(xué)習(xí),提高自身的業(yè)務(wù)能力。同時,因為實驗室開放后,實驗教師的工作時間會延長,工作量會加大,實驗教師除本職工作外的各方面壓力也會倍增,如果沒有在績效上加以體現(xiàn)的話,實驗教師不會愿意長期做這項工作。再者,隨著開放實驗的增多,現(xiàn)有的實驗師資力量顯得不足,需要繼續(xù)補充新生力量。

2.3 實驗經(jīng)費問題

隨著實驗室開放的進(jìn)行,實驗儀器的利用率會得到很大的提高,會產(chǎn)生很多好的成果,但同時也會帶來維護(hù)費用的大幅增加[9]。一般來說,實驗室的投入經(jīng)費有限,有些還要走比較長的招投標(biāo)程序。另外,實驗指導(dǎo)教師工作量的增多勢必影響到學(xué)院的績效分配方案,對于沒有參與的教師來說,如果這塊體現(xiàn)得過多也會引起不滿情緒的滋生。所以,學(xué)校要做好經(jīng)費投入的增加才能解決好這一問題。

2.4 開放管理問題

實驗室開放為學(xué)生提供了鍛煉和自由發(fā)揮才能的機會和空間,但也會引發(fā)一些教學(xué)矛盾。實驗室開放過程中,開放實驗時間如何確定、實驗經(jīng)費如何配套、儀器設(shè)備如何維護(hù)、儀器設(shè)備損壞如何賠償、實驗報告如何評定、實驗學(xué)分如何計算、取得的成果如何獎勵、教師積極性如何提高等一系列問題必須要有解決辦法,并且有切實可行的管理制度和措施給予保障,不然實驗室開放就難以形成長效機制[10]。同時,隨著實驗室開放項目增多,進(jìn)出實驗室的人員會增多,安全隱患也會增多[11]。保障學(xué)生能夠安全地使用儀器設(shè)備,杜絕安全事件發(fā)生也成為一個迫切需要解決的問題。

3 地理實驗室開放模式探討

結(jié)合地理學(xué)科特點,對實驗室開放模式進(jìn)行了深入研究,提出了3種模式,在實踐過程當(dāng)中,收到了很好的預(yù)期效果。

3.1 科研與科普相結(jié)合的模式

地理學(xué)科屬于文理綜合的學(xué)科,有理科性質(zhì)的自然地理學(xué)、地理信息科學(xué)專業(yè),也有偏文科性質(zhì)的人文地理學(xué)、地理科學(xué)專業(yè),所以有些實驗室開放項目側(cè)重于做實驗,有些卻偏一些人文研究。根據(jù)這一特點,學(xué)院依托實驗設(shè)備處的項目、學(xué)院的科創(chuàng)項目、實驗室對外開放項目等,將科研與科普結(jié)合在一起開展實驗室開放工作。比如,我校實驗設(shè)備處的大精儀器項目、實驗開放項目、自制儀器項目、實驗技術(shù)與管理項目就是促進(jìn)實驗室開放的有效手段,這些項目每年都面向全校師生開放,一般是教師做課題負(fù)責(zé)人,學(xué)生參與進(jìn)去。每個項目都有相應(yīng)的1萬元到2萬元不等的經(jīng)費支持,支持力度很大。同時,本科生還可以申請到學(xué)院的科創(chuàng)項目,大部分也在實驗室完成。

我院結(jié)合自身特點,將這些科研項目和科普項目進(jìn)行了結(jié)合,現(xiàn)在大約每月舉辦一次實驗室對外開放項目,以學(xué)生團(tuán)體為主,向參與者講解地理園區(qū)、天象廳的相關(guān)知識以及學(xué)生最近項目上產(chǎn)生的一些好的成果。目前校內(nèi)外報名者絡(luò)繹不絕,幼兒園、小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)的學(xué)生都很愿意參與項目。近期還舉辦了以世界氣象日為主題的專題實驗室開放活動。通過舉辦實驗室開放日活動,旨在為學(xué)生和社會提供優(yōu)質(zhì)科普平臺,完成教學(xué)任務(wù)的同時,實現(xiàn)服務(wù)社會的職能。

3.2 院內(nèi)與院外相結(jié)合的模式

院內(nèi)主要開放各個實驗室和地理園區(qū),但這些科研項目及科普項目的展開有時候一家單位力量不足,所以必須要走和學(xué)校其他學(xué)院相結(jié)合的路子。這種不同學(xué)科的碰撞,更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。目前,我院和生命科學(xué)學(xué)院有很好的互動,生命科學(xué)學(xué)院的有些教師和學(xué)生到我院來做實驗室開放項目,我院有些項目也依托生命科學(xué)學(xué)院的儀器來做。這一模式也是實驗設(shè)備處主推的一種模式,這樣不但實現(xiàn)了學(xué)院內(nèi)部資源的充分利用也實現(xiàn)了整個學(xué)校各個部門的資源共享,能夠在全校范圍內(nèi)實現(xiàn)實驗室資源的優(yōu)化配置。

近年在實驗室對外開放方面也進(jìn)行了深度合作，我院、物理與電子工程學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院3學(xué)院聯(lián)合舉辦了數(shù)次實驗室開放日活動,參與者幾千人之多,取得了良好的社會效應(yīng)。參與者不但可以觀看地理園區(qū)、天象廳,同時還可以欣賞物理與電子學(xué)院的展示大廳以及生命科學(xué)學(xué)院的動植物標(biāo)本館。同時也與四川省天文臺等機構(gòu)保持著良好的合作關(guān)系。這種模式值得進(jìn)一步嘗試和推廣。

3.3 教師與學(xué)生相結(jié)合的模式

在進(jìn)行實驗室開放的過程中,剛開始是教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計方案、使用儀器設(shè)備,起到一定的指導(dǎo)作用。當(dāng)學(xué)生熟悉之后,學(xué)生就可以充當(dāng)主角。學(xué)生在實驗的過程中會發(fā)現(xiàn)新的問題,需要和教師進(jìn)一步交流探討。這種教學(xué)相長的模式在我院的實驗室開放項目中也得到了很好的應(yīng)用。對于實驗室開放日活動,剛開始幾次教師做一些講解,后面就以學(xué)生為主體來組織和執(zhí)行。目前我院制訂了地理園區(qū)講解方案,成立了專門的實驗室開放學(xué)生服務(wù)團(tuán)隊,在此過程中，學(xué)生的綜合科研素質(zhì)得到了很好的提升。

4 實驗室開放的保障

4.1 加強實驗室開放力度

實驗室開放是實驗教學(xué)改革的重要組成部分,是高等院校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、實現(xiàn)素質(zhì)教育目標(biāo)的需要[12]。要想搞好實驗室的開放,關(guān)鍵是管理者和教師思想上的開放。學(xué)院各級相關(guān)的人員要充分認(rèn)識到實驗室開放建設(shè)的重要性,解放思想,制定切實有效的實驗室開放措施,實現(xiàn)實驗室真正意義上的開放。

4.2 完善實驗室開放制度

實驗室開放并不只是實驗教學(xué)的開放,而是一個系統(tǒng)工程。實驗室開放不僅要對開放的時間、內(nèi)容等提出標(biāo)準(zhǔn),而且也要對實驗室的建設(shè)、日常管理以及儀器的維護(hù)提出要求。管理部門要能夠有效地調(diào)用人力、物力、技術(shù)、資金等。同時,為確保實驗室開放的質(zhì)量,必須制定“實驗室開放管理辦法”等制度,提出實驗室開放原則、開放條件、審批程序、管理體制與職責(zé)等,保證實驗室開放的順利開展[13]。

4.3 鼓勵教師和學(xué)生積極參與

實驗室開放需要更多的指導(dǎo)教師和學(xué)生的參與,擁有一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的師資隊伍是實驗室開放可持續(xù)發(fā)展的決定因素。制定相應(yīng)政策、提高指導(dǎo)教師的待遇、引進(jìn)和重組實驗教師、鼓勵具有奉獻(xiàn)精神的教師積極參與。同時,要對參與的學(xué)生進(jìn)行積極引導(dǎo),使得學(xué)生能夠受益。

4.4 加強實驗室安全保障力度

實驗室安全無小事,近年國內(nèi)一些大學(xué)實驗室發(fā)生的爆炸事故、我校實驗室著火事件都在警示,在進(jìn)行實驗室開放的過程中更應(yīng)該加強安全保障。我校及我院對實驗室安全問題一直都高度重視,成立了安全領(lǐng)導(dǎo)小組,不定期地對實驗室安全隱患進(jìn)行監(jiān)督檢查、建立安全臺賬、實行安全問題一票否決制。同時,進(jìn)入實驗室的教師和學(xué)生必須要通過實驗室安全考試。這些良好的安全保障措施是我院做好實驗室開放的重要前提[14-15]。

5 結(jié)語

目前,我國處在重要的轉(zhuǎn)型期,社會需要大量能夠理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新型人才。實驗室開放可以促進(jìn)創(chuàng)新人才的成長,因此,我們對地理實驗室的開放進(jìn)行了分析,找出了其中的一些不足之處,提出了3種不同的開放模式,以提高開放的質(zhì)量和效果,培養(yǎng)更多更好的地理創(chuàng)新型人才。

References)

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Exploration and practice on open mode ofuniversity geography laboratory

Cheng Wuxue1,2, Yang Yuke3, Feng Ling3, Zhang Wei1, Jiang Rong1

(1. Central laboratory, School of Geography and Resource Science, Sichuan Normal University, Chengdu 610101, China; 2. Key Laboratory of Evaluation and Monitoring of Southwest Land Resources of Ministry of Education, Sichuan Normal University, Chengdu 610068, China; 3. Department of Laboratory and Equipment, Sichuan Normal University, Chengdu 610068, China)

The characteristics of the geography discipline determine that the laboratory should not only serve the teaching and research for the undergraduate and graduate students, but also widen its opening to the outside campus and give full play to its dual functions of research and popular science. Through the concrete practice in the process of the laboratory opening, the existing problems and shortcomings in the opening process of the geography laboratory are summarized, and the three effective open modes are proposed. The purpose is to promote the better utilization of the laboratory resources through the effective practice of the open mode, and to bring about good social benefits.

open mode; geography laboratory; exploration and practice; efficient utilization of resources

G642.0

: B

: 1002-4956(2017)09-0195-03

10.16791/j.cnki.sjg.2017.09.049

2017-04-14

四川師范大學(xué)開放實驗項目“地理學(xué)院中心實驗室開放項目”(KFSY2016-44)

程武學(xué)(1980—),男,陜西西安,理學(xué)博士,副教授,碩士生導(dǎo)師,實驗室主任,主要從事植被與生態(tài)遙感.

E-mail:cwx714826@163.com