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以创新能力培养为导向的开放实验室管理模式探索与实践
文章字数：4545
摘要：高校开放实验室是培养创新人才的新途径，也是实行实验教学改革的重要过程。本文通过分析开放实验室存在的问题，完善开放实验室管理制度、开展多样化实验室项目、引入信息数字化新融合以及实施可持续发展新政策等4个方面提出了以创新能力培养为导向的开放实验室管理新模式的探索与实践，为未来人才培养提供新思路。
关键词：开放实验室；创新能力培养；实践教学；
在中共中央、国务院印发了《深化新时代教育评价改革总体方案》中，提出了要提升各类高等院校的创新能力培养，促进应用型、创新型人才培养。随着高等学校教育教学改革的深入，特别是实验教学的深入，开放实验室的建设就成为高校改革的重中之重[1-4]，高校开放实验室是培养创新人才的新途径，也是实行实验教学改革的重要过程。开放实验室不仅是指仪器设备与时间概念上的开放，更是指实验课程、实验项目、研究课题的开放。为此，如何合理地进行开放实验高效管理，推进创新人才培养是当前高校迫在眉睫的问题[5]。
一、开放实验室定义与建设意义
（一）开放实验室定义
开放实验室是指普通高等学校在普通教学工作时间结束后对外进行各类实验室开放，学生和教师经过申请预约等在实验室利用实验室资源进行学习、研究、课题探索等教育教学活动。开放实验室主要包含开放实验室的时间范围、开放的空间场所、实验具体内容以及目标群体[6]。
（二）开放实验室的意义
满足实践教学需求的必要性。开放实验室为学生实践提供了学习的场所，通过配备精密的专业仪器教学设备，确保每位学生都能在老师的全程指导下完成实验探索，不仅可以满足教学需求，开放实验室更进一步为学生提供一个平台，可以支持学生参与国内外比赛，提升视野，同时鼓励教师带领学生开展相关的科研项目，提升科研水平。
提升学生的专业技能和创新能力。传统实验教学是由老师进行讲解示范后，学生对其进行重复实验，完成相应的实验项目，存在诸多问题，学生缺乏自主创新的探索，然而开放实验室则是通过对现有的实验室资源重新整合利用，高效地开展各类专业、交叉学科的创新实验探索，可以有效地调动学生的积极性，改变了传统的教学模式，促进教学实践改革。
提升教学质量，增强科研实力。开放实验室配备了先进的科研仪器设备，为老师和学生提供良好的科研基础，让学生更多地参与开放实验内容提升专业能力和充足的实践机会，促进产学研深度合作交流。
二、开放实验室存在的问题
安全责任划分不明确，制度不健全。在数字化的今天，欧美等发达国家对高校实验室管理模式已完成了以师生为本、各部门协同服务的转化，部分高校依托先进的管理模式配套建设了实验室信息化管理手段[7][8][9]。更多的高校将数字化智能系统运用到开放实验室中，虽然能够很好地解决管理问题，但是实验室开放以后，仍有非常繁杂的问题待解决[10]；在传统的实验室管理方式下，由于信息化程度低，实验室的开放方式普遍仍局限于现场咨询和手写登记，导致开放实验室不透明，管理相对闭塞，大量实验室资源空置，开放效率低下。所以完善并健全开放实验室制度是至关重要的。
资源分布不均匀。各学院部系实验室之间的资源共享难度较大，没有统一标准。需要突破各院系之间的资源分布不均的现状，建立协调一致的管理模式，比如大型仪器设备需要实验室人员专人管理，对易损坏的仪器设备定时定点保养维修，对实验室安全进行检查等。
缺乏实验室师资力量。高水平实验室人才队伍建设是实验室的重中之重，实验室师资力量薄弱是阻碍开放实验室发展的重要因素之一。专职教师在授课之余要完成各项教学考核、科研考核还有少数的行政事务，然而，指导开放实验室项目的工作繁琐复杂，需要投入大量的时间精力，这些都无法让学生直接地参与到实验室的教学活动中来，另外，实验员不被重视，学习、交流机会少，缺乏系统的、长期的知识体系的保障和培训，使得实验教学无法及时更新。
三、创新视域下的开放实验室管理模式探究
培养具有创新能力的、高素质的应用型人才已经成为当前我校面临的首要任务，开放实验室则是高等学校培养人才的首要基地。本文在开放实验室管理的创新视域下进行了4个方面的探究包括完善开放实验室管理制度、开展多样化实验室项目、引入信息数字化新融合和实施可持续发展新政策。
（一）完善开放实验室管理制度
通过教学、管理实践，不断完善开放实验室制度，需要高等学校紧密地结合自身的发展需要。一是要建立准入制度、有序地进行开放实验室预约，根据线上线下相结合的方式规定流程，提出申请，申请完成后统一安排基础能力和安全规范的知识培训，考核完成，提交《实验室安全责任书》并由本人和指导教师签字便可以进行预约；二是规范使用，建立使用设备规范制度，对使用实验室及设备的教师、学生扫描对应的二维码进行登记，确保教学顺畅。三是表单收集，申请人使用完仪器和实验室以后，需要关闭电源、关闭门窗、并做好相应的清洁工作，扫码填写表格，并记录在此次开放实验室工作中，如有违规行为，2次以上则需暂停预约一周，再次违反规定则会被加入黑名单。这样全流程的规范开放实验室，既保证了实验室的安全，又能有效地管理和监督开放实验室工作的开展和教学的实施[11]。
（二）开展多样化实验室项目
暑期三下乡实践项目。参与暑期三下乡实践项目，能够让学生在暑假期间，参与以艺术与科技为主旨的暑期实践探索，学生们前往基层地区开展社会实践活动，了解社会现状、深入社会、了解人文历史、深入基层、学生深入乡村，传承和弘扬中华优秀传统文化，参与地区治理和支教服务，支持医疗卫生事业，了解社会实际情形，培养回应社会需求的能力。
大学生创新创业项目。推动高等教育机构更新教育理念，革新培育人才的方式，加强创新与创业技能的培养，提升大学生的创新精神和基于创新的创业能力，培育能够满足创新型国家建设需求的高素质创新人才。
产学研项目、校企合作。高等学校通过行业产业、学校、研究所或研究机构等相互联系配合、发挥各自的长处、展现出强大的研发优势和产业模式。在老师的指导下，学生自拟课题，完成实验设计撰写实验成果及其论文的过程，这些都可以培养学生的创新能力，还能推动高校高质量发展。校企合作还可以为学生提供更多实习机会。
学科竞赛、省部级竞赛等多渠道开放式实验室。学科竞赛可以让多年级不同专业的学生进行组队，甚至可以不同学校的学生进行组队参与竞赛，多人协同合作，不仅能够拓宽自己的视野，还能激发对专业实验的探索，在比赛中找到自信。在陶瓷艺术开放实验室课程的助力下，赵宇、赵钰等七位同学积极参与了2024年陕西省工艺美术职业技能竞赛，并荣获二等奖、三等奖及优秀奖等多项荣誉，为开放实验室课程增光添彩。此外，开放实验室还可以设立跨学科综合实验项目，鼓励学生跨专业合作，解决实际问题。
（三）引入信息数字化新融合
实验室信息数字化管理系统。通过信息数字化管理系统，运用“5G、互联网+”等技术，可以实现开放实验的线上预约、审批、监控以及管理统计，学生可以根据系统发布的开放实验室课程和实验信息，主观能动性地选择结合自身发展需要的实验内容，通过课余时间预约空闲实验室，在指导教师和实验老师的引导下开展实验任务。这不仅规范了开放实验室的管理，还切实提高了工作效率[12]（如图1）。
图1实验室信息数字化管理系统
大型仪器共享系统。该系统包含了信息工程、文化传播、经济与管理、艺术与设计等多学科千余套大型设备，实现查询、预约等全流程使用，未来还将开发手机客户端供师生使用，可以更加便捷开展服务。
实验室安全准入与考试系统。该系统以实验室为基本单位，明确实验室面积、位置、使用信息、管理人员、安全措施、检查情况等，并结合考试系统对实验室安全进行定期考察，确保实验的安全，实时调配，通过“责任到人”为实验室安全把关负责。
远程开放实验室建设。随着5G的发展，越来越多的技术日益成熟，包括AR、VR、XR、远程桌面、服务器虚拟化等技术通过网络服务器，学生即使身处远方也能参与开放实验室项目，同时教师能够利用系统进行远程指导，实时进行科研活动。
（四）实施可持续发展新政策
为了激励师生积极参与开放实验室管理中来，我校积极构建“科·技·产”创新基因实验室开放体系，用来激励学生实践动手能力和教师工作热情，“科”运用科学的可持续的研究方法，进行科学的管理开放实验室，参与实验内容，从而发现创新型实验结果。“技”运用新专利、设计和模拟组成新的创新型技术，实现对开放实验室教学的新突破。“产”则是运用开放实验课程形成课题研究，对特定的产业难题进行创新型探索，与行业内形成互联，互动，相互促进合作，从而转化为市场所需要的产品[13]。
学生层面。学生积极参与开放实验，学习相关知识，不仅是对自我的提升，在实验室会有相关专业的老师进行指导学习，在充分发挥主观能动性的基础上，参与各类学科竞赛的机会大大增加。学校实施学分奖励政策，学生在开放实验室达到一定学时可获学分奖励，并确保实验室使用率等数据良好。创新实验室配备行业先进设备，帮助学生实习与未来工作无缝对接，实现零切换。
教师层面。学校应公开招聘引进高层次人才，建设高素质，高水平的实验室队伍。高等学校应设置工作补贴让实验师积极参与实验、科研，还可为他们提供更多的职称晋升机会以及访学交流机会，这些有助于激发师生开展开放实验室教学的热情以及积极性，并对学生进行争取的积极的引导。
五、结语
开放实验室建设是高等教育学校的主战场，是学校培养创新型人才的重要场所。随着高校实践的改革稳步驱动，通过开放实验室新模式的探索，可以大幅度提升学生学习的热情和积极性；同时追求多领域化，建立跨学科综合实验项目，激励学生跨领域合作，推动开放实验室管理的自动化，现代化。开放实验室的建设亦是一项持久工程，需要我们在探索中前行，如此才能深化于教学实践，真正实现创新人才的培育[14]。
参考文献：
[1]任淑霞,张翠秒,刘微,等.实验技术人员在实验室开放项目中的作用[J].实验技术与管理,2018,35(8):253-256.
[2]徐士强.走向多维分类发展：增强普通高中活力的一种选择[J].教育发展研究,2021,41(8):18-23.
[3]周伟,周芃玮,谭振江,等.计算机专业创新型人才培养实践探索[J].福建电脑,2021,37(11):64-66.
[4]叶婉星.创新人才培养视角下的开放实验室管理模式探究[J].中国设备工程,2024(7):75-77.
[5]李佑稷,欧阳玉祝,石爱华.浅谈基础化学实验教学体系的改革[J].实验科学与技术,2011,9(1):88-90.
[6]董嘉佳.高校开放式实验室管理机制探索[J].实验室研究与探索,2015,34(5):231-233+270.
[7]韩方珍,曹咏,冯蜀茗,等.中外高校实验室安全管理现状分析启示与对策[J].实验室研究与探索,2012,31(8):452-455.
[8]何永琴,段静静,陈倩,等.“双一流”背景下本科实验教学仪器开放共享管理模式及管理系统的探索与实践[J].生物工程学报,2021,37(9):3361-3367.
[9]韩方珍,曹咏,冯蜀茗,等.中外高校实验室安全管理现状分析启示与对策[J].实验室研究与探索,2012,31(8):452-455.
[10]夏昕.英国和新加坡高校实验室安全信息化管理先进经验与借鉴[J].消防界(电子版),2019,5(6):43-45.
[11]余泽君.高等院校实验室建设与管理工作的探讨[J].现代交际,2016(11):148.
[12]石磊,庄志洪,李博.基于“智慧实验室”的高校实验室信息化探究与实践[J].实验室研究与探索,2023,42(7):269-273.
[13]高玉娜,胡媛.以创新人才培养为核心的实验室开放模式探索[J].教育现代化,2017,4(50):8-9+166.
[14]刘雯雯,朱文优,邓梦玲,等.应用型人才培养模式下高校开放式生物实验室管理的探索[J].中国设备工程,2022(24):53-55.
基金项目：校级教育教学改革研究项目“以创新能力培养为导向的开放实验室管理模式探索与实践”（JG2024YB03（Z））
作者单位：西安明德理工学院艺术与设计学院
关键词：开放实验室；创新能力培养；实践教学；
在中共中央、国务院印发了《深化新时代教育评价改革总体方案》中，提出了要提升各类高等院校的创新能力培养，促进应用型、创新型人才培养。随着高等学校教育教学改革的深入，特别是实验教学的深入，开放实验室的建设就成为高校改革的重中之重[1-4]，高校开放实验室是培养创新人才的新途径，也是实行实验教学改革的重要过程。开放实验室不仅是指仪器设备与时间概念上的开放，更是指实验课程、实验项目、研究课题的开放。为此，如何合理地进行开放实验高效管理，推进创新人才培养是当前高校迫在眉睫的问题[5]。
一、开放实验室定义与建设意义
（一）开放实验室定义
开放实验室是指普通高等学校在普通教学工作时间结束后对外进行各类实验室开放，学生和教师经过申请预约等在实验室利用实验室资源进行学习、研究、课题探索等教育教学活动。开放实验室主要包含开放实验室的时间范围、开放的空间场所、实验具体内容以及目标群体[6]。
（二）开放实验室的意义
满足实践教学需求的必要性。开放实验室为学生实践提供了学习的场所，通过配备精密的专业仪器教学设备，确保每位学生都能在老师的全程指导下完成实验探索，不仅可以满足教学需求，开放实验室更进一步为学生提供一个平台，可以支持学生参与国内外比赛，提升视野，同时鼓励教师带领学生开展相关的科研项目，提升科研水平。
提升学生的专业技能和创新能力。传统实验教学是由老师进行讲解示范后，学生对其进行重复实验，完成相应的实验项目，存在诸多问题，学生缺乏自主创新的探索，然而开放实验室则是通过对现有的实验室资源重新整合利用，高效地开展各类专业、交叉学科的创新实验探索，可以有效地调动学生的积极性，改变了传统的教学模式，促进教学实践改革。
提升教学质量，增强科研实力。开放实验室配备了先进的科研仪器设备，为老师和学生提供良好的科研基础，让学生更多地参与开放实验内容提升专业能力和充足的实践机会，促进产学研深度合作交流。
二、开放实验室存在的问题
安全责任划分不明确，制度不健全。在数字化的今天，欧美等发达国家对高校实验室管理模式已完成了以师生为本、各部门协同服务的转化，部分高校依托先进的管理模式配套建设了实验室信息化管理手段[7][8][9]。更多的高校将数字化智能系统运用到开放实验室中，虽然能够很好地解决管理问题，但是实验室开放以后，仍有非常繁杂的问题待解决[10]；在传统的实验室管理方式下，由于信息化程度低，实验室的开放方式普遍仍局限于现场咨询和手写登记，导致开放实验室不透明，管理相对闭塞，大量实验室资源空置，开放效率低下。所以完善并健全开放实验室制度是至关重要的。
资源分布不均匀。各学院部系实验室之间的资源共享难度较大，没有统一标准。需要突破各院系之间的资源分布不均的现状，建立协调一致的管理模式，比如大型仪器设备需要实验室人员专人管理，对易损坏的仪器设备定时定点保养维修，对实验室安全进行检查等。
缺乏实验室师资力量。高水平实验室人才队伍建设是实验室的重中之重，实验室师资力量薄弱是阻碍开放实验室发展的重要因素之一。专职教师在授课之余要完成各项教学考核、科研考核还有少数的行政事务，然而，指导开放实验室项目的工作繁琐复杂，需要投入大量的时间精力，这些都无法让学生直接地参与到实验室的教学活动中来，另外，实验员不被重视，学习、交流机会少，缺乏系统的、长期的知识体系的保障和培训，使得实验教学无法及时更新。
三、创新视域下的开放实验室管理模式探究
培养具有创新能力的、高素质的应用型人才已经成为当前我校面临的首要任务，开放实验室则是高等学校培养人才的首要基地。本文在开放实验室管理的创新视域下进行了4个方面的探究包括完善开放实验室管理制度、开展多样化实验室项目、引入信息数字化新融合和实施可持续发展新政策。
（一）完善开放实验室管理制度
通过教学、管理实践，不断完善开放实验室制度，需要高等学校紧密地结合自身的发展需要。一是要建立准入制度、有序地进行开放实验室预约，根据线上线下相结合的方式规定流程，提出申请，申请完成后统一安排基础能力和安全规范的知识培训，考核完成，提交《实验室安全责任书》并由本人和指导教师签字便可以进行预约；二是规范使用，建立使用设备规范制度，对使用实验室及设备的教师、学生扫描对应的二维码进行登记，确保教学顺畅。三是表单收集，申请人使用完仪器和实验室以后，需要关闭电源、关闭门窗、并做好相应的清洁工作，扫码填写表格，并记录在此次开放实验室工作中，如有违规行为，2次以上则需暂停预约一周，再次违反规定则会被加入黑名单。这样全流程的规范开放实验室，既保证了实验室的安全，又能有效地管理和监督开放实验室工作的开展和教学的实施[11]。
（二）开展多样化实验室项目
暑期三下乡实践项目。参与暑期三下乡实践项目，能够让学生在暑假期间，参与以艺术与科技为主旨的暑期实践探索，学生们前往基层地区开展社会实践活动，了解社会现状、深入社会、了解人文历史、深入基层、学生深入乡村，传承和弘扬中华优秀传统文化，参与地区治理和支教服务，支持医疗卫生事业，了解社会实际情形，培养回应社会需求的能力。
大学生创新创业项目。推动高等教育机构更新教育理念，革新培育人才的方式，加强创新与创业技能的培养，提升大学生的创新精神和基于创新的创业能力，培育能够满足创新型国家建设需求的高素质创新人才。
产学研项目、校企合作。高等学校通过行业产业、学校、研究所或研究机构等相互联系配合、发挥各自的长处、展现出强大的研发优势和产业模式。在老师的指导下，学生自拟课题，完成实验设计撰写实验成果及其论文的过程，这些都可以培养学生的创新能力，还能推动高校高质量发展。校企合作还可以为学生提供更多实习机会。
学科竞赛、省部级竞赛等多渠道开放式实验室。学科竞赛可以让多年级不同专业的学生进行组队，甚至可以不同学校的学生进行组队参与竞赛，多人协同合作，不仅能够拓宽自己的视野，还能激发对专业实验的探索，在比赛中找到自信。在陶瓷艺术开放实验室课程的助力下，赵宇、赵钰等七位同学积极参与了2024年陕西省工艺美术职业技能竞赛，并荣获二等奖、三等奖及优秀奖等多项荣誉，为开放实验室课程增光添彩。此外，开放实验室还可以设立跨学科综合实验项目，鼓励学生跨专业合作，解决实际问题。
（三）引入信息数字化新融合
实验室信息数字化管理系统。通过信息数字化管理系统，运用“5G、互联网+”等技术，可以实现开放实验的线上预约、审批、监控以及管理统计，学生可以根据系统发布的开放实验室课程和实验信息，主观能动性地选择结合自身发展需要的实验内容，通过课余时间预约空闲实验室，在指导教师和实验老师的引导下开展实验任务。这不仅规范了开放实验室的管理，还切实提高了工作效率[12]（如图1）。
图1实验室信息数字化管理系统
大型仪器共享系统。该系统包含了信息工程、文化传播、经济与管理、艺术与设计等多学科千余套大型设备，实现查询、预约等全流程使用，未来还将开发手机客户端供师生使用，可以更加便捷开展服务。
实验室安全准入与考试系统。该系统以实验室为基本单位，明确实验室面积、位置、使用信息、管理人员、安全措施、检查情况等，并结合考试系统对实验室安全进行定期考察，确保实验的安全，实时调配，通过“责任到人”为实验室安全把关负责。
远程开放实验室建设。随着5G的发展，越来越多的技术日益成熟，包括AR、VR、XR、远程桌面、服务器虚拟化等技术通过网络服务器，学生即使身处远方也能参与开放实验室项目，同时教师能够利用系统进行远程指导，实时进行科研活动。
（四）实施可持续发展新政策
为了激励师生积极参与开放实验室管理中来，我校积极构建“科·技·产”创新基因实验室开放体系，用来激励学生实践动手能力和教师工作热情，“科”运用科学的可持续的研究方法，进行科学的管理开放实验室，参与实验内容，从而发现创新型实验结果。“技”运用新专利、设计和模拟组成新的创新型技术，实现对开放实验室教学的新突破。“产”则是运用开放实验课程形成课题研究，对特定的产业难题进行创新型探索，与行业内形成互联，互动，相互促进合作，从而转化为市场所需要的产品[13]。
学生层面。学生积极参与开放实验，学习相关知识，不仅是对自我的提升，在实验室会有相关专业的老师进行指导学习，在充分发挥主观能动性的基础上，参与各类学科竞赛的机会大大增加。学校实施学分奖励政策，学生在开放实验室达到一定学时可获学分奖励，并确保实验室使用率等数据良好。创新实验室配备行业先进设备，帮助学生实习与未来工作无缝对接，实现零切换。
教师层面。学校应公开招聘引进高层次人才，建设高素质，高水平的实验室队伍。高等学校应设置工作补贴让实验师积极参与实验、科研，还可为他们提供更多的职称晋升机会以及访学交流机会，这些有助于激发师生开展开放实验室教学的热情以及积极性，并对学生进行争取的积极的引导。
五、结语
开放实验室建设是高等教育学校的主战场，是学校培养创新型人才的重要场所。随着高校实践的改革稳步驱动，通过开放实验室新模式的探索，可以大幅度提升学生学习的热情和积极性；同时追求多领域化，建立跨学科综合实验项目，激励学生跨领域合作，推动开放实验室管理的自动化，现代化。开放实验室的建设亦是一项持久工程，需要我们在探索中前行，如此才能深化于教学实践，真正实现创新人才的培育[14]。
参考文献：
[1]任淑霞,张翠秒,刘微,等.实验技术人员在实验室开放项目中的作用[J].实验技术与管理,2018,35(8):253-256.
[2]徐士强.走向多维分类发展：增强普通高中活力的一种选择[J].教育发展研究,2021,41(8):18-23.
[3]周伟,周芃玮,谭振江,等.计算机专业创新型人才培养实践探索[J].福建电脑,2021,37(11):64-66.
[4]叶婉星.创新人才培养视角下的开放实验室管理模式探究[J].中国设备工程,2024(7):75-77.
[5]李佑稷,欧阳玉祝,石爱华.浅谈基础化学实验教学体系的改革[J].实验科学与技术,2011,9(1):88-90.
[6]董嘉佳.高校开放式实验室管理机制探索[J].实验室研究与探索,2015,34(5):231-233+270.
[7]韩方珍,曹咏,冯蜀茗,等.中外高校实验室安全管理现状分析启示与对策[J].实验室研究与探索,2012,31(8):452-455.
[8]何永琴,段静静,陈倩,等.“双一流”背景下本科实验教学仪器开放共享管理模式及管理系统的探索与实践[J].生物工程学报,2021,37(9):3361-3367.
[9]韩方珍,曹咏,冯蜀茗,等.中外高校实验室安全管理现状分析启示与对策[J].实验室研究与探索,2012,31(8):452-455.
[10]夏昕.英国和新加坡高校实验室安全信息化管理先进经验与借鉴[J].消防界(电子版),2019,5(6):43-45.
[11]余泽君.高等院校实验室建设与管理工作的探讨[J].现代交际,2016(11):148.
[12]石磊,庄志洪,李博.基于“智慧实验室”的高校实验室信息化探究与实践[J].实验室研究与探索,2023,42(7):269-273.
[13]高玉娜,胡媛.以创新人才培养为核心的实验室开放模式探索[J].教育现代化,2017,4(50):8-9+166.
[14]刘雯雯,朱文优,邓梦玲,等.应用型人才培养模式下高校开放式生物实验室管理的探索[J].中国设备工程,2022(24):53-55.
基金项目：校级教育教学改革研究项目“以创新能力培养为导向的开放实验室管理模式探索与实践”（JG2024YB03（Z））
作者单位：西安明德理工学院艺术与设计学院