新形势下高等学校实验教学与管理改革

新形势下高等学校实验教学与管理改革

0实验室建设相对滞后,制约了创新人才培养和实验效益高实验室在大学中占有不可替代的地位。中学的实践、实践和工程技能对培养创新人才、激发学生的创新和创业兴趣和技能非常重要。然而,在世界科技飞速发展的今天,高校实验教学内容和手段普遍落后于学科发展和生产实际,实验技术队伍普遍存在建设滞后、高层次人员匮乏,实验室普遍存在重建设、轻管理、重“硬件”建设、轻“软件”建设等问题,严重制约着创新人才培养质量和实验室效益提高。因此,新形势下高校实验教学改革、实验室建设与管理显得尤为重要,改革实验教学内容、方法和手段,加快实验队伍建设,加强实验室建设和管理的任务迫在眉睫。创建于1896年的上海交通大学,把建设世界一流大学作为战略目标,把培养创新型领军人才作为人才培养目标。尤其2008年以来,学校以“进一步完善交大特色研究型大学创新人才培养模式”为主题,开展全校范围的教育教学改革大讨论,形成了知识传授、能力建设、人格养成“三位一体”的育人理念,修订本科人才培养方案,构筑本科人才培养目标体系,建设新的课程体系。秉承“重实践、求创新”的办学传统和特色,加大实践教育教学改革力度,在实验教学和实验室建设等方面展开了一系列改革与探索,取得了显著成效。1实施实验教学根据创新人才培养目标体系,学校构建了全方位、多层次、模块化的实验教学体系,明确了实验教学对于学生知识、能力和素质等培养目标的贡献。实验教学依托学科建设和发展,力求基础与前沿、经典与现代相结合,实现教学与科研、工程应用相结合;加强自主创新性实验项目研究与开发,推进自主学习、合作学习和研究性学习;探索新的实验教学模式,加强学生创新能力培养。(1)突出点目数,重视校企合作和产学研合作为充分发挥研究型大学雄厚的科研优势,推动教师科研成果向本科实验教学转化,进一步加强学生创新意识和创新能力的培养,学校于2007年启动了“上海交通大学特色实验项目”建设和评审工作。至2010年,共建成116项特色实验项目,资助经费210余万元。通过特色实验项目建设,一批拥有高水平科研项目和科研成果的教授将自己最新的科研成果转化为本科教学实验。如机械与动力工程学院的“长江特聘教授”王如竹老师将国家杰青项目的研究成果转化成本科生教学用“再吸附性能实验项目”教学实验。同时,各院系高度重视、精心组织科研转化教学实验工作,建设了一批院级特色实验项目。如生命科学实验教学中心开设了一批由国家自然基金、杰青基金、863计划等项目成果转化的本科实验。特色实验项目将最新科研成果注入实验教学,引领学生进入科研前沿,激发学生学习实验课的积极性和兴趣,加深对科学研究的认识,提升了人才培养质量。(2)自主探究、探究鼓励开设自主实验课程或设立自主实验模块,鼓励学生自主设计、自主完成实验项目,培养学生自己提出问题、分析问题和解决问题的能力和创新精神,鼓励个性发展。如力学实验中心,从2008年开始探索“动态测试与分析技术”自主实验教学,学生以小组形式,自选课题,自定时间,自拟方案,自建实验。尽管是同一门课,由学生自主提出并开展的研究课题五花八门,充分体现了各自不同的研究兴趣和思路,如寝室浴室水龙头振动测量、空间桁架模态分析、脉搏传感器设计与测量等。课程结束撰写实验论文并进行答辩。再如交大密西根学院的机械专业实验课,除上述要求外,还有明确的工程要求、成本限制、性价比考量。该课程要求学生自行设计并制造一个可工作的测试装置。学生按小组方式,自主选题,合作完成测试内容的确定、测试原理的分析、测试装置的设计、材料选择购置、零部件的采购加工和最后的装配调试。由学生提出并完成的自主实验项目将理论知识与工程实验、生活实际相结合,如叶片形状对用于风力发电的风力涡轮机发电性能的影响、靠近宿舍的A4公路对学生健康的影响等。这种实验模式融自主性、合作性、研究性、实践性于一体,以学生为主,学生兴趣高,主动参与性强,创新精神和工程实践能力得到提高。(3)基于不同的课程设计和制作4个课的教育设计案例交大密西根学院与工程训练中心互相配合,运用CDIO(构思-设计-实施-操作)的创新工程教育模式,以产品研发的CDIO全过程为能力培养载体,深化工程教育改革。如在课程工程设计I、工程设计II的教学中,学生4人一组分别进行了“U盘与激光笔”、“提升装置”项目的创意设计与制作。CDIO教学模式培养了学生的理论应用能力、自学能力、协作能力以及工程系统适应能力,增加了学生的成就感,深受学生欢迎。为了全面推进工程实践与创新教学体系建设,2009年工程训练中心建设了“实学创新工坊”,配备较先进的实践教学设备,提供斯特林引擎模型创新制作等先进教学手段,为学生提供了CDIO工程实践与创新平台。2加强实验技术队伍建设实验技术队伍是一流大学建设和创新人才培养的重要支撑力量。近年来,学校注重实验队伍建设,在岗位设置、待遇和培训等方面采取激励措施,努力建设一支数量充足、结构合理、骨干稳定的高水平实验技术队伍。例如:①从2006年开始,实施实验室工程技术系列“辉煌计划”,3年一期,每年投入280万元,加大对实验技术人员的奖励津贴,稳定实验技术队伍。目前,已实施两期,第一期已经结束,第二期聘任实验技术岗235个,其中一级岗1人,二级岗14人、三、四级岗各110人。②2008年起,实施“晨星计划”,主要面向35岁以下青年。2008年和2009年共评出实验工程技术系列后备人才奖65人,以调动青年人才献身实验工程技术工作的积极性创造性,促进青年人才脱颖而出。③2009年以来,学校每年组织实验室骨干“相聚周末”活动,学习交流,放松身心。④1989年以来,每年评选实验室先进工作者,树立标杆,引领示范。⑤开展多种形式的培训,提高实验队伍的业务水平和整体素质。学校选派实验室骨干出国交流、考察或进修,鼓励实验人员参加国内外相关工作会议,鼓励并创造条件让青年实验人员在职攻读学位。每年组织实验室相关人员安全培训,加强安全生产管理;2009年组织院系实验室秘书培训班,提升院(系)实验室管理水平;2010年11月即将举办实验室主任培训班,着力加强一流实验室的内涵建设。3宇洲射线实时探测器学校鼓励教师和实验人员根据拔尖创新人才培养需要,结合学科发展和科研成果,自制教学仪器设备,不断提高实验教学水平。近年来,物理、力学、机械等教学实验室研制出一大批自制教学仪器设备,在激发学生兴趣、培养学生的自主性和创新性方面成效显著。如物理实验中心自行研制开发的“宇宙射线实时探测器”是粒子物理学方面难得的实验教学仪器,可用来观察肉眼看不见的基本粒子的运动和变化情况,使教科书上的名词和概念转变成科学的生动直观的体验,能充分激发学生对粒子物理学的无限想象空间。该仪器在国内尚属首创,其教学实验效果极佳,而成本仅为国外同类产品的三分之一。目前已被浙江大学、哈尔滨工业大学、东南大学等几十所高校采纳使用,并被纳入其物理实验教学内容。该仪器也是一种效果极佳的科普教育设备,被中国国家科技馆、上海科技馆等国内许多科技馆采纳使用。在物理实验中心的实验项目中,完全自制的教学仪器设备占48%,部分自制的占7%,外购的仅占45%。在第二届全国高校实验室工作论坛中,我校研制的“JDEE-6014型虚拟仪器实验仪”等3台教学仪器设备获得论坛自制教学仪器设备展示优秀成果奖,学校获得最佳组织奖。4加强实验室管理，营造网络化、标准化的实验教学环境(1)实验室与设备管理平台学校加快校级实验室管理信息平台建设,充分利用现代信息技术,开展实验室管理信息化建设,促进实验室资源共享和高效运行,不断提高实验室管理水平和服务水平。近年来开发并投入使用的主要校级平台有:①资产综合管理信息系统,从2010年5月起,仪器设备固定资产入库实现网络化、无纸化操作,并与财务对接设备入库和报销业务,实现设备帐与财务帐持平。②实验室与设备管理平台,2010年3月启用,面向学校、院系、实验室等各级实验室管理和工作人员,开展网上基础数据管理、事务性工作办理和信息统计汇总,实现集成化管理、网络化办公、“无干扰”报送等功能。③本科教学实验项目统计系统,实现教务处、实验室与设备处、院系、实验室对实验教学信息的共享,减少实验室信息统计和申报工作量。④大型仪器设备共享服务平台,实现优质设备资源校内外共享和对大型设备运行的有效监管。为适应新的实验教学体系和开放式实验教学的需要,各实验室不断建设并完善自己的实验室管理信息平台,实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。如物理实验中心开发了物理实验教学网络数字化平台,提供网上选课、网上预习和内部管理三大功能,为物理实验课程开放式教学服务。值得一提的是网上预习系统,又叫开放式学习系统(OLS),提供实验基本介绍、实验内容预习、实验仪器介绍、实验图片展示、思考题及提示、实验参考资料等丰富教学信息,不仅面向校内学生,而且面向全国各地各类人员,无需注册,为全社会提供了优质、免费、开放的物理教育资源。(2)加强实验室管理评估工作从1989年开始,学校每年都开展实验室评估和先进评选活动。近年来,根据国家实验教学示范中心建设要求和学校实际,不断修订实验室评估指标。目前,实验室管理评估内容覆盖管理模式、队伍建设、设备管理、安全管理、环境卫生等多个方面。通过实验室评估,宣传学校实验室管理制度和规范,了解实验室的贯彻执行情况,加强实验室规范化建设。在实验室评估的基础上,评选实验室(管理)先进集体,树立了物理实验中心、工程训练中心等典范,推动了全校实验室建设与管理整体水平的不断提高。5参与各级科研计划,明确科研分工、竞争优势学校高度重视学生创新能力培养,以实验室为创新基地,构建了融国家大学生创新性实验计划、上海大学生创新活动计划、校级大学生科研计划和院(系)级科技创新于一体的本科生科研计划体系。校级计划不断扩充,包括2001年启动的本科生研究计划(PRP)、2009年启动的大学生创新实践计划、2010年启动的大学生暑期科研见习计划等。目前,我校三分之二以上本科生参与到各级科研计划之中。2007年以来,依托市级以上创新项目研究,公开发表论文64篇,其中10篇为SCI收录论文,2篇为EI收录论文;申请专利20项;获得上海市级以上国内外高水平学科竞赛奖项25个,包括国际基因工程机器大赛金奖、全国大学生智能