新形勢下高等學(xué)校實驗教學(xué)與管理改革

新形勢下高等學(xué)校實驗教學(xué)與管理改革

0實驗室建設(shè)相對滯后,制約了創(chuàng)新人才培養(yǎng)和實驗效益高實驗室在大學(xué)中占有不可替代的地位。中學(xué)的實踐、實踐和工程技能對培養(yǎng)創(chuàng)新人才、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)興趣和技能非常重要。然而,在世界科技飛速發(fā)展的今天,高校實驗教學(xué)內(nèi)容和手段普遍落后于學(xué)科發(fā)展和生產(chǎn)實際,實驗技術(shù)隊伍普遍存在建設(shè)滯后、高層次人員匱乏,實驗室普遍存在重建設(shè)、輕管理、重“硬件”建設(shè)、輕“軟件”建設(shè)等問題,嚴(yán)重制約著創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量和實驗室效益提高。因此,新形勢下高校實驗教學(xué)改革、實驗室建設(shè)與管理顯得尤為重要,改革實驗教學(xué)內(nèi)容、方法和手段,加快實驗隊伍建設(shè),加強實驗室建設(shè)和管理的任務(wù)迫在眉睫。創(chuàng)建于1896年的上海交通大學(xué),把建設(shè)世界一流大學(xué)作為戰(zhàn)略目標(biāo),把培養(yǎng)創(chuàng)新型領(lǐng)軍人才作為人才培養(yǎng)目標(biāo)。尤其2008年以來,學(xué)校以“進一步完善交大特色研究型大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”為主題,開展全校范圍的教育教學(xué)改革大討論,形成了知識傳授、能力建設(shè)、人格養(yǎng)成“三位一體”的育人理念,修訂本科人才培養(yǎng)方案,構(gòu)筑本科人才培養(yǎng)目標(biāo)體系,建設(shè)新的課程體系。秉承“重實踐、求創(chuàng)新”的辦學(xué)傳統(tǒng)和特色,加大實踐教育教學(xué)改革力度,在實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)等方面展開了一系列改革與探索,取得了顯著成效。1實施實驗教學(xué)根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)體系,學(xué)校構(gòu)建了全方位、多層次、模塊化的實驗教學(xué)體系,明確了實驗教學(xué)對于學(xué)生知識、能力和素質(zhì)等培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻。實驗教學(xué)依托學(xué)科建設(shè)和發(fā)展,力求基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合,實現(xiàn)教學(xué)與科研、工程應(yīng)用相結(jié)合;加強自主創(chuàng)新性實驗項目研究與開發(fā),推進自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí);探索新的實驗教學(xué)模式,加強學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。(1)突出點目數(shù),重視校企合作和產(chǎn)學(xué)研合作為充分發(fā)揮研究型大學(xué)雄厚的科研優(yōu)勢,推動教師科研成果向本科實驗教學(xué)轉(zhuǎn)化,進一步加強學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學(xué)校于2007年啟動了“上海交通大學(xué)特色實驗項目”建設(shè)和評審工作。至2010年,共建成116項特色實驗項目,資助經(jīng)費210余萬元。通過特色實驗項目建設(shè),一批擁有高水平科研項目和科研成果的教授將自己最新的科研成果轉(zhuǎn)化為本科教學(xué)實驗。如機械與動力工程學(xué)院的“長江特聘教授”王如竹老師將國家杰青項目的研究成果轉(zhuǎn)化成本科生教學(xué)用“再吸附性能實驗項目”教學(xué)實驗。同時,各院系高度重視、精心組織科研轉(zhuǎn)化教學(xué)實驗工作,建設(shè)了一批院級特色實驗項目。如生命科學(xué)實驗教學(xué)中心開設(shè)了一批由國家自然基金、杰青基金、863計劃等項目成果轉(zhuǎn)化的本科實驗。特色實驗項目將最新科研成果注入實驗教學(xué),引領(lǐng)學(xué)生進入科研前沿,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)實驗課的積極性和興趣,加深對科學(xué)研究的認(rèn)識,提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。(2)自主探究、探究鼓勵開設(shè)自主實驗課程或設(shè)立自主實驗?zāi)K,鼓勵學(xué)生自主設(shè)計、自主完成實驗項目,培養(yǎng)學(xué)生自己提出問題、分析問題和解決問題的能力和創(chuàng)新精神,鼓勵個性發(fā)展。如力學(xué)實驗中心,從2008年開始探索“動態(tài)測試與分析技術(shù)”自主實驗教學(xué),學(xué)生以小組形式,自選課題,自定時間,自擬方案,自建實驗。盡管是同一門課,由學(xué)生自主提出并開展的研究課題五花八門,充分體現(xiàn)了各自不同的研究興趣和思路,如寢室浴室水龍頭振動測量、空間桁架模態(tài)分析、脈搏傳感器設(shè)計與測量等。課程結(jié)束撰寫實驗論文并進行答辯。再如交大密西根學(xué)院的機械專業(yè)實驗課,除上述要求外,還有明確的工程要求、成本限制、性價比考量。該課程要求學(xué)生自行設(shè)計并制造一個可工作的測試裝置。學(xué)生按小組方式,自主選題,合作完成測試內(nèi)容的確定、測試原理的分析、測試裝置的設(shè)計、材料選擇購置、零部件的采購加工和最后的裝配調(diào)試。由學(xué)生提出并完成的自主實驗項目將理論知識與工程實驗、生活實際相結(jié)合,如葉片形狀對用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)力渦輪機發(fā)電性能的影響、靠近宿舍的A4公路對學(xué)生健康的影響等。這種實驗?zāi)Ｊ饺谧灾餍?、合作性、研究性、實踐性于一體,以學(xué)生為主,學(xué)生興趣高,主動參與性強,創(chuàng)新精神和工程實踐能力得到提高。(3)基于不同的課程設(shè)計和制作4個課的教育設(shè)計案例交大密西根學(xué)院與工程訓(xùn)練中心互相配合,運用CDIO(構(gòu)思-設(shè)計-實施-操作)的創(chuàng)新工程教育模式,以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程為能力培養(yǎng)載體,深化工程教育改革。如在課程工程設(shè)計I、工程設(shè)計II的教學(xué)中,學(xué)生4人一組分別進行了“U盤與激光筆”、“提升裝置”項目的創(chuàng)意設(shè)計與制作。CDIO教學(xué)模式培養(yǎng)了學(xué)生的理論應(yīng)用能力、自學(xué)能力、協(xié)作能力以及工程系統(tǒng)適應(yīng)能力,增加了學(xué)生的成就感,深受學(xué)生歡迎。為了全面推進工程實踐與創(chuàng)新教學(xué)體系建設(shè),2009年工程訓(xùn)練中心建設(shè)了“實學(xué)創(chuàng)新工坊”,配備較先進的實踐教學(xué)設(shè)備,提供斯特林引擎模型創(chuàng)新制作等先進教學(xué)手段,為學(xué)生提供了CDIO工程實踐與創(chuàng)新平臺。2加強實驗技術(shù)隊伍建設(shè)實驗技術(shù)隊伍是一流大學(xué)建設(shè)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要支撐力量。近年來,學(xué)校注重實驗隊伍建設(shè),在崗位設(shè)置、待遇和培訓(xùn)等方面采取激勵措施,努力建設(shè)一支數(shù)量充足、結(jié)構(gòu)合理、骨干穩(wěn)定的高水平實驗技術(shù)隊伍。例如:①從2006年開始,實施實驗室工程技術(shù)系列“輝煌計劃”,3年一期,每年投入280萬元,加大對實驗技術(shù)人員的獎勵津貼,穩(wěn)定實驗技術(shù)隊伍。目前,已實施兩期,第一期已經(jīng)結(jié)束,第二期聘任實驗技術(shù)崗235個,其中一級崗1人,二級崗14人、三、四級崗各110人。②2008年起,實施“晨星計劃”,主要面向35歲以下青年。2008年和2009年共評出實驗工程技術(shù)系列后備人才獎65人,以調(diào)動青年人才獻身實驗工程技術(shù)工作的積極性創(chuàng)造性,促進青年人才脫穎而出。③2009年以來,學(xué)校每年組織實驗室骨干“相聚周末”活動,學(xué)習(xí)交流,放松身心。④1989年以來,每年評選實驗室先進工作者,樹立標(biāo)桿,引領(lǐng)示范。⑤開展多種形式的培訓(xùn),提高實驗隊伍的業(yè)務(wù)水平和整體素質(zhì)。學(xué)校選派實驗室骨干出國交流、考察或進修,鼓勵實驗人員參加國內(nèi)外相關(guān)工作會議,鼓勵并創(chuàng)造條件讓青年實驗人員在職攻讀學(xué)位。每年組織實驗室相關(guān)人員安全培訓(xùn),加強安全生產(chǎn)管理;2009年組織院系實驗室秘書培訓(xùn)班,提升院(系)實驗室管理水平;2010年11月即將舉辦實驗室主任培訓(xùn)班,著力加強一流實驗室的內(nèi)涵建設(shè)。3宇洲射線實時探測器學(xué)校鼓勵教師和實驗人員根據(jù)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要,結(jié)合學(xué)科發(fā)展和科研成果,自制教學(xué)儀器設(shè)備,不斷提高實驗教學(xué)水平。近年來,物理、力學(xué)、機械等教學(xué)實驗室研制出一大批自制教學(xué)儀器設(shè)備,在激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性方面成效顯著。如物理實驗中心自行研制開發(fā)的“宇宙射線實時探測器”是粒子物理學(xué)方面難得的實驗教學(xué)儀器,可用來觀察肉眼看不見的基本粒子的運動和變化情況,使教科書上的名詞和概念轉(zhuǎn)變成科學(xué)的生動直觀的體驗,能充分激發(fā)學(xué)生對粒子物理學(xué)的無限想象空間。該儀器在國內(nèi)尚屬首創(chuàng),其教學(xué)實驗效果極佳,而成本僅為國外同類產(chǎn)品的三分之一。目前已被浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等幾十所高校采納使用,并被納入其物理實驗教學(xué)內(nèi)容。該儀器也是一種效果極佳的科普教育設(shè)備,被中國國家科技館、上?？萍拣^等國內(nèi)許多科技館采納使用。在物理實驗中心的實驗項目中,完全自制的教學(xué)儀器設(shè)備占48%,部分自制的占7%,外購的僅占45%。在第二屆全國高校實驗室工作論壇中,我校研制的“JDEE-6014型虛擬儀器實驗儀”等3臺教學(xué)儀器設(shè)備獲得論壇自制教學(xué)儀器設(shè)備展示優(yōu)秀成果獎,學(xué)校獲得最佳組織獎。4加強實驗室管理，營造網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化的實驗教學(xué)環(huán)境(1)實驗室與設(shè)備管理平臺學(xué)校加快校級實驗室管理信息平臺建設(shè),充分利用現(xiàn)代信息技術(shù),開展實驗室管理信息化建設(shè),促進實驗室資源共享和高效運行,不斷提高實驗室管理水平和服務(wù)水平。近年來開發(fā)并投入使用的主要校級平臺有:①資產(chǎn)綜合管理信息系統(tǒng),從2010年5月起,儀器設(shè)備固定資產(chǎn)入庫實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、無紙化操作,并與財務(wù)對接設(shè)備入庫和報銷業(yè)務(wù),實現(xiàn)設(shè)備帳與財務(wù)帳持平。②實驗室與設(shè)備管理平臺,2010年3月啟用,面向?qū)W校、院系、實驗室等各級實驗室管理和工作人員,開展網(wǎng)上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、事務(wù)性工作辦理和信息統(tǒng)計匯總,實現(xiàn)集成化管理、網(wǎng)絡(luò)化辦公、“無干擾”報送等功能。③本科教學(xué)實驗項目統(tǒng)計系統(tǒng),實現(xiàn)教務(wù)處、實驗室與設(shè)備處、院系、實驗室對實驗教學(xué)信息的共享,減少實驗室信息統(tǒng)計和申報工作量。④大型儀器設(shè)備共享服務(wù)平臺,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)設(shè)備資源校內(nèi)外共享和對大型設(shè)備運行的有效監(jiān)管。為適應(yīng)新的實驗教學(xué)體系和開放式實驗教學(xué)的需要,各實驗室不斷建設(shè)并完善自己的實驗室管理信息平臺,實現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。如物理實驗中心開發(fā)了物理實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化平臺,提供網(wǎng)上選課、網(wǎng)上預(yù)習(xí)和內(nèi)部管理三大功能,為物理實驗課程開放式教學(xué)服務(wù)。值得一提的是網(wǎng)上預(yù)習(xí)系統(tǒng),又叫開放式學(xué)習(xí)系統(tǒng)(OLS),提供實驗基本介紹、實驗內(nèi)容預(yù)習(xí)、實驗儀器介紹、實驗圖片展示、思考題及提示、實驗參考資料等豐富教學(xué)信息,不僅面向校內(nèi)學(xué)生,而且面向全國各地各類人員,無需注冊,為全社會提供了優(yōu)質(zhì)、免費、開放的物理教育資源。(2)加強實驗室管理評估工作從1989年開始,學(xué)校每年都開展實驗室評估和先進評選活動。近年來,根據(jù)國家實驗教學(xué)示范中心建設(shè)要求和學(xué)校實際,不斷修訂實驗室評估指標(biāo)。目前,實驗室管理評估內(nèi)容覆蓋管理模式、隊伍建設(shè)、設(shè)備管理、安全管理、環(huán)境衛(wèi)生等多個方面。通過實驗室評估,宣傳學(xué)校實驗室管理制度和規(guī)范,了解實驗室的貫徹執(zhí)行情況,加強實驗室規(guī)范化建設(shè)。在實驗室評估的基礎(chǔ)上,評選實驗室(管理)先進集體,樹立了物理實驗中心、工程訓(xùn)練中心等典范,推動了全校實驗室建設(shè)與管理整體水平的不斷提高。5參與各級科研計劃,明確科研分工、競爭優(yōu)勢學(xué)校高度重視學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng),以實驗室為創(chuàng)新基地,構(gòu)建了融國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃、上海大學(xué)生創(chuàng)新活動計劃、校級大學(xué)生科研計劃和院(系)級科技創(chuàng)新于一體的本科生科研計劃體系。校級計劃不斷擴充,包括2001年啟動的本科生研究計劃(PRP)、2009年啟動的大學(xué)生創(chuàng)新實踐計劃、2010年啟動的大學(xué)生暑期科研見習(xí)計劃等。目前,我校三分之二以上本科生參與到各級科研計劃之中。2007年以來,依托市級以上創(chuàng)新項目研究,公開發(fā)表論文64篇,其中10篇為SCI收錄論文,2篇為EI收錄論文;申請專利20項;獲得上海市級以上國內(nèi)外高水平學(xué)科競賽獎項25個,包括國際基因工程機器大賽金獎、全國大學(xué)生智能