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1研究問題的提出

1.1核心概念的界定

(1)創(chuàng)新型實驗是圍繞教師科研項目的創(chuàng)新實驗。

(2)開放性實驗是有指導教師輔助完成的目標任務型實驗項目。

(3)技術裝備的創(chuàng)新優(yōu)化針對地下工程(隧道、地鐵、地下空間、巖土等)方面的儀器設備。

(4)實驗室類型為沒有碩士點的應用型人才培養(yǎng)的本科院校實驗室。

1.2實施條件

本課題依托我校城市地下空間工程實驗室,重點培養(yǎng)和選拔的學生為城市地下空間工程專業(yè)的大一至大四年級的本科生，主要依托隧道與地下工程教研室教師的在研科研項目。項目主持人目前在研的科研項目如表1所示。

2開放實驗教學的現狀及存在的問題

2.1現狀分析

目前很多高校實驗室都在積極開發(fā)創(chuàng)新型開放實驗項目,進行教學改革模式的探索,形式較豐富,方式多樣化,結合實驗室的資源開展校內校外的開放項目,教師、學生的開放項目,興趣型、競賽型、教學型等多種類型的實驗項目。通過開展創(chuàng)新開放實驗項目,提高儀器設備的利用率,提升學生和教師的創(chuàng)新能力,提高教學的水平和層次等。

2.2存在的問題

實驗室開展的各類開放項目取得了很大的成效,但是也存在以下幾個方面的問題。

(1)實驗室儀器設備有限,開發(fā)的項目形式單一,內容簡單。

(2)開放項目的管理不完善,達不到預期效果。

(3)學生和教師的創(chuàng)新性沒有得到充分的調動和開發(fā),很多項目出現夭折現象。

(4)投入與產出比例失調,耗費的實驗室資源沒有得到預期成果和成效。

(5)創(chuàng)新開放項目與傳統教學項目界限不清,管理模式模糊。

(6)實驗室損耗較嚴重,儀器設備自主研發(fā)水平停滯不前,雖然前期取得一些專利成果(見表2),但是與專業(yè)、行業(yè)以及實驗室設備不匹配,不能補充實驗室儀器設備資源,更不能對實驗室技術裝備進行補充和擴容。

想要通過創(chuàng)新型的開放實驗項目來研發(fā)技術裝備,必須有有針對性并具體可行的實驗教學模式,以及指導教師和學生共同努力，才有可能達到效果。為了解決目前存在的問題,通過河南省教育技術裝備和實踐教育研究課題,結合教師具體的在研項目,充分利用實驗室,選拔一定的教師和學生進行技術裝備研發(fā)探索,既可培養(yǎng)學生、提高實驗室儀器設備利用率、改革教學模式、完成科研項目、研發(fā)技術裝備、補充實驗室儀器設備,又可產出一批高水平研究成果。

3創(chuàng)新型實驗模式探索

根據教師現有的在研項目制定出所需要開設的開放項目和標準要求,特別是有針對性地引導進行儀器設備、裝置的研發(fā)與制作,以及專利的申報。提前擬定開設的實驗項目,選拔的學生和設定的項目進行雙向匹配組合。通過學生參與科研項目、完成項目的相關內容,通過儀器設備自主研發(fā),激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力,圍繞實驗優(yōu)化實驗設備、儀器或發(fā)明創(chuàng)造新設備。在實驗過程中探索學生管理模式、在開放實驗過程中優(yōu)化培養(yǎng)方案,達到最終的預期目標。

3.1研究思路

根據項目的實施方案制定的技術路線如圖1所示。

3.2實施措施

本研究課題的過程分為前期準備、過程實施、成果整理分析、結項等幾個方面,人員主要有項目負責人及其團隊成員、學生、相關實驗室人員,有科研項目的教師、學校及學院領導。本項目涉及到的研究內容主要有開放實驗的政策文件、教師科研項目的遴選以及實驗任務的制定與分解、實驗方案的制訂與實施,學生的選拔、管理、考核與獎勵,以及實驗成果的撰寫與整理(研究報告,論文,專利,方案等)、技術裝備研發(fā)與優(yōu)化、方針政策的制定與優(yōu)化。

4研究結果與分析

針對性地設置實驗項目、明確的實驗任務以及良好的管理模式,取得了很大的成效。開放創(chuàng)新項目實施1年內,完成了10項科研項目的實驗內容,申報了5項實用新型專利、2項發(fā)明專利,申報專利明細見表3。學生撰寫相關論文5篇,優(yōu)化或改造的實驗小型儀器8臺。通過小制作、小發(fā)明在多項建模大賽中獲得好名次,激發(fā)了學生參加大學生科創(chuàng)基金項目、挑戰(zhàn)杯項目以及各類項目比賽的積極性和主動性。通過實驗獲得的研究成果較系統,都是圍繞科研項目開展的,學生一方面熟悉了行業(yè)知識,參與了教師的科研項目,另一方面還提高了創(chuàng)造能力和水平,大大提升了開放創(chuàng)新實驗項目的效果,達到了預期目標。

本研究方案之所以能夠取得成效,主要是定位集中、選題明確、針對性強。教師、學生、專業(yè)、課題都是圍繞隧道與地下工程。在實驗過程中主要采取的措施有以下幾個方面：

(1)設置學生感興趣的實驗課題。

(2)選拔積極上進、求學欲望強和自學能力強的學生。

(3)實驗期間為學生創(chuàng)造良好實驗氛圍。

(4)提供學生實驗所需的空間及相關配套設備和措施。

(5)教師有重點地培訓學生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。

(6)設置合理獎罰機制,并滿足學生參加實驗的初心目的。

通過針對性強的實驗教學改革,完全實現教學模式+創(chuàng)新人才+創(chuàng)新技術裝備相結合的培養(yǎng)模式,真正實現了教師+實驗室+學生+行業(yè)+技術裝備的完美結合。

5結語

高校實驗室是個雙重平臺,既要滿足正常教學、培養(yǎng)學生的基本技能,又要完成一定的科研項目,提高教師的水平和能力。通過以教師在研課題為依托、選拔學生重點圍繞課題設置技術研發(fā)的開放實驗,不僅開放了實驗室,而且還提升了實驗室技術裝備研發(fā)的水平和能力,在“中國制造”的大潮中,增加實驗室儀器設備的自主研發(fā)和制作發(fā)明。

作者:羅從雙 單位:河南城建學院