卓越工程师培养视阈下实验室工作探索

2014-04-10张惠芹周骥平

实验技术与管理 2014年6期

张惠芹，周骥平，周俊

(扬州大学实验室与设备管理处，江苏扬州 225009)

教育部提出的“卓越工程师人才培养计划”，旨在培养和造就一大批既具备工程师的能力与素质，又具有较强的创新能力的应用型人才。可以这样认为：一个卓越的工程师必须是一位善于思考、善于构思并乐于实践的人[1]。实验室是培养卓越工程师的基地，是科技创新的摇篮，是为社会服务和展示高校水平的窗口[2]。近年来，我国各高校采取了切实有力的措施，在实验室的机构、体制、规划、管理以及实验仪器设备的采购和资金的投入等方面都作出了很多努力，并取得了较好的成效。实验室在用它独特的方式展示高校的精神、文化和学术水平[3]。

但是从卓越工程师培养的视阈看，我国高校实验室工作中仍存在一些问题和不足，主要表现在以下3方面：一是以学生为本的教育理念不够深入；二是实验室开放力度不够；三是实验室配套服务滞后[4]。推动高校的改革发展需要以人为本，做到“教育以学生为本、办学以教师为本、管理以服务为本”。高校实验室工作应以科学发展观为行动指南，在卓越工程师培养视阈下，针对大学生的特点，运用科学的方法，进一步提高工作成效，为培养出众多卓越工程师创造条件。

1 和谐发展是培养卓越工程师的重要保证

1.1 实验设备是实验室工作的前提保证

实验室工作既有实验教学工作和科研工作，又有仪器设备、实验室人员、经费、安全等管理工作，是一个包含了多个子系统的大的系统。全面、系统地掌握相关学科专业的基础知识和实践技能是“卓越工程师培养计划”的根本要求，而实验室要为学生提供一个锻炼动手能力和综合利用专业知识与技能解决工程实际问题的实践平台。

随着卓越工程师相关专业新材料、新技术、新理论和新方法的提出，对实验室设备的要求也越来越高。然而，实验室设备往往不会随新技术、新理论的出现而得到及时更新，实验室建设的步伐远远小于新技术发展的步伐。如何有效更新实验室设备，解决新技术、新要求和客观条件三者之间的矛盾，如何结合卓越工程师培养计划，及时跟上时代步伐，是摆在实验室工作人员面前的新问题。积极采取有效措施，科学制订发展规划是促进实验室自身和谐发展的当务之急。

在制订实验室发展和仪器购置计划时，要根据专业发展的动向和趋势，按年度制订常规更新、未开出实验项目专项、专项建设等几类计划。制订科学的实验室设备发展和购置计划，有步骤地实施每一步计划，更有利于实验设备的有效更新。这样可以在繁杂的实验室工作中抓住重心、找准方向，有利于实验室自身的和谐发展，更有利于卓越工程师的培养。

1.2 实验室人员的素质提升使实验室工作锦上添花

曾经有人用“炒菜与端盘子”来比喻专业教师和实验人员的关系，认为专业教师是“炒菜的”、是学生教育的主角，而实验人员“端盘子的”、是学生教育的配角[5]。其实在实验建设和学生专业技能培养中，实验人员就是主角。

但是,目前实验教学和管理人员队伍的结构还不太合理。年龄结构、专业背景、学缘结构等都不太令人满意。实验人员不但需要具备较精湛的专业技术、娴熟的专业技能、渊博的专业知识，还需要具备语言、心理等多方面的综合知识和综合素质[6]。一方面，现有的实验室人员要调整工作方法和工作重点，不断充实自己，通过学历教育、参加科研、短期培训、参加学术交流和参观考察，提升自身综合素质[7]，掌握科学的工作方法，增强实验工作的感染力和渗透力；另一方面，学校也应重视实验室建设，多引进高层次人才，整体提升实验人员的素质，为实验室工作锦上添花。

1.3 内部科学管理是做好实验室工作的有力保障

实验室内部要做好实验室仪器设备的科学调配和统一管理。在仪器设备购置后要做好相应的登记和全生命周期管理，避免相同实验仪器设备的重复购置和经费的浪费，尽可能做到各实验室之间的资源共享。充分利用和管理好大型仪器，通过配备训练有素、技艺高超的实验技术队伍和开放实验室，充分挖掘实验设备的功能，让更多的学生在课余时间走进实验室，将第二课堂向实验室延伸。同时出台相关激励政策，充分肯定在一线指导学生做科研实验的实验人员，并通过量化指标的评价，与实验人员职称和奖励挂钩，保护实验人员的工作热情，引导更多的实验人员加入到培养卓越工程师的行列中来。

2 用创新实验教学理念培养卓越工程师

2.1 创新实验环节有利于培养学生的动手能力

传统的实验环节往往是：实验室统一准备实验仪器，学生按照规定的实验步骤复制实验并得到相同的实验结果。这样的模式不可能培育出善于思考、善于构思并乐于实践的卓越工程师。

实验教学可以充分发挥学生的主观能动性，启发学生通过自主设计实验步骤来自主思考，帮助学生实现感性认识到理性认识的飞跃。对于传统的验证性、演示性的实验，可以通过制作多媒体课件并上传到网络学习平台供学生网上自学；对于能够提高学生综合实验能力和创新思维的综合性、设计性和研究性实验，也可以通过多媒体课件为学生提供网上预习的内容，帮助学生提前预习和了解仪器设备的原理和使用方法，并可以让学生通过网络实现仿真和模拟操作。

对于不同要求的实验可以分层次提要求[8]，基础层次实验统一做，综合层次实验分组做，科研层次实验单独做[9]。这样可以有序引导学生有意识地提高自己的专业理论水平，通过实验强化、巩固和升华自己的知识，并提升自己的实践能力，做到知行合一[10]。

2.2 个性化评定实验成绩有利于提高学习热情

学生进行“照葫芦画瓢”式的实验，所写的实验报告也大同小异，教师评定成绩依据模糊，学生的积极性得不到有效调动。实验报告的个性化评定旨在充分调动学生的积极性和主动性。对于验证性、演示性的实验，仅仅要求学生通过教师的演示和网络学习掌握常用仪器的操作方法，熟悉基本的实验设计原理，主要目的是培养学生观察实验现象、记录实验结果和收集实验数据的能力，同时教会学生处理数据、科学分析、逻辑推理并得出结论的方法。对于这样的实验可以就学生的实验结果和相关数据作为评定依据。

综合性实验要比基础性实验难度大，主要培养学生分析问题和解决问题的能力，可以就学生提交的实验样品和实验报告的数据分析给予成绩。

对于科研层次的实验，教师仅仅提出实验课题、目的和要求，学生运用所学知识和查阅文献，自行设计实验方案，独立观察、自行发现实验中的问题并分析实验结果。可以通过学生提交的小论文或者进行论文答辩给予实验成绩评定，甚至可以将学生的实验成绩作为学生评奖评优、免试研究生推荐的重要依据。

分层次评定实验成绩能够更加科学地反映学生专业技能提升的情况，也可以提升学生的学习积极性，学生通过不同层次的实验也开阔了视野，增长了见识。

2.3 指导学生社团有利于激发学生学习兴趣

在卓越工程师培养过程中，学生自发组织的各类专业类社团、协会也起到非常重要的作用。如果说实验课是“红花”，那么学生社团活动就是实验课的“绿叶”。不要认为学生活动只是学生辅导员的事情，实验人员要勇于担任学生专业类社团的指导教师，根据自身的专业背景和特长给予学生指导。要引导学生社团走进实验室，通过各类讲座、制作比赛、交流等活动，为学生提供一个互相学习、互相切磋的平台，让学生在学习中摸索、在实践中研究。充分开放实验室，让更多的学生走进实验室，让实验室真正成为大学中不间歇跳动的“心脏”。

3 用灵活的实验教学技巧培养卓越工程师

3.1 活用“角色变换”法

大学生在实验室进行实验操作时会碰到许多新问题。例如：在基础性实验中，仪器的使用、实验的步骤执行、数据的采集和分析等都需要有“引路人”的悉心指导；在综合性实验中，需要学生有更多的自主思考和探索，当学生遇到专业问题时需要“技能导师”引导他积极思考，启发他自主解决难题；在研究性实验中，学生更需要“学科专家”为他们传道、授业、解惑。在学生的集体实验中，实验人员是组织者和管理者；在社团的活动指导中，实验人员是指导教师、学生的朋友和知己。实验人员要善于分析参与实验的不同学生群体和不同学生的需求，熟练地扮演不同的角色，建立良好的师生关系，增强工作的专业性和针对性。

3.2 巧用“语言艺术”法

语言艺术博大精深。实验人员不仅要踏踏实实、兢兢业业做好实验室工作，还要提高“说”的能力和“说”的技巧，面对不同的对象、不同的情景和不同的要求，要巧用语言艺术，活用不同的表达方式。例如：实验室安全教育关系到大学生的生命安全，要“严肃地说”；实验仪器的介绍、基础技能的培养要“详细地说”；学生遇到学习困难而难以解决的时候，需要实验人员“耐心地说”；对于违反实验规定和操作流程的学生要“严厉地说”。实验人员具备了“说”的技巧，在实验教学中就会事半功倍[11]。

3.3 善用“无中生有”法

实验教学的根本目的是教学生利用所学知识进行理论思维，通过实验解决知识学习中的问题，为进一步的科学探索和工程应用打下良好基础。这也正是卓越工程师所必备的素质。在强调培养创新精神的前提下，实验教学包含了很多科技探索实验。但很多实验器材在市场上是买不到的。实验人员要发挥自己的专业优势，善用“无中生有”法，根据课程需要自制实验设备、或者自制多媒体课件[12]。可以将传统的验证性和演示性实验以多媒体课件的形式提供给学生，让学生在网上自学而不必亲手操作。也可以用自制的实验设备向学生展示，供学生观摩，启发学生思考。