傅 林,包中婷*
(成都工業(yè)學(xué)院 電氣與電子工程系,成都 611730)
許多學(xué)者對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)行了探討[1],其目標(biāo)、形式和方法都是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的批判和改革,有積極的意義。但這種開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)有等同于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室開放之嫌,沒有把開放實(shí)驗(yàn)室提到學(xué)科的高度,遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實(shí)科技創(chuàng)新和社會(huì)發(fā)展的迫切需要。本文擬對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的總體框架,指導(dǎo)思想和實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行探討。
開放實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)開放實(shí)驗(yàn)學(xué)這一全新的教育思想、教學(xué)體制。開放實(shí)驗(yàn)學(xué)是一種新的教育理論,是一門邊緣學(xué)科,本文用Experimentics來表達(dá),意義為Sience of Experiment;它吸取行為、認(rèn)知、人本和建構(gòu)主義等教育和學(xué)習(xí)理論的精髓,充分尊重和發(fā)揮學(xué)習(xí)者的個(gè)體特點(diǎn),以我國科學(xué)、教育等近期、中長期發(fā)展客觀需要和規(guī)劃為指南,結(jié)合各高校的辦學(xué)基礎(chǔ)、環(huán)境條件、理念和特色,采取開放式教學(xué)模式,以學(xué)生為主體,教師為輔助者和合作者,以符合現(xiàn)實(shí)需求的生產(chǎn)、科研實(shí)際課題和項(xiàng)目為內(nèi)容的項(xiàng)目教學(xué)法為主線,充分調(diào)動(dòng)和利用多種教學(xué)資源進(jìn)行情景教學(xué),推行面向?qū)ο蠼逃椒?把理論知識(shí)與應(yīng)用理論知識(shí)的工程技術(shù)方法在實(shí)際項(xiàng)目中結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)教學(xué)情境公司化、教學(xué)形式項(xiàng)目化、教學(xué)過程工程化;讓學(xué)生從真實(shí)的項(xiàng)目研發(fā)和科研、學(xué)術(shù)以及科技活動(dòng)中找到方向感、歸屬感,調(diào)動(dòng)其能動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性投入到科研實(shí)踐中去,使學(xué)生有強(qiáng)烈的愿望和濃厚的興趣進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)踐,提升創(chuàng)造技能;培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),增強(qiáng)創(chuàng)新自信心;訓(xùn)練和加強(qiáng)創(chuàng)造性思維、培育和提升創(chuàng)造人格;有能力、有動(dòng)力在實(shí)際的項(xiàng)目研發(fā)和社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行各種科技活動(dòng),提出新思想、新技術(shù)、新工藝,發(fā)明新產(chǎn)品,乃至建立新理論,形成學(xué)術(shù)精神、科研文化,為推動(dòng)我國社會(huì)生產(chǎn)持續(xù)高效發(fā)展提供生產(chǎn)力支撐和多層次的人才保障體系。開放實(shí)驗(yàn)室是實(shí)現(xiàn)開放實(shí)驗(yàn)學(xué)理論的教學(xué)基地。
1)開放實(shí)驗(yàn)室是第一課堂,教室是第二課堂;實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是教學(xué)的主體和核心,教室教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助、延伸和拓展。2)教師作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助者和合作者,學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體。充分尊重和發(fā)揮每一個(gè)學(xué)生的主體性和個(gè)性特點(diǎn)。3)以項(xiàng)目教學(xué)法為主線,推行面向?qū)ο蠼虒W(xué)模式,利用信息社會(huì)各種媒質(zhì),采取多元化教學(xué)形式如讓學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)時(shí)間,學(xué)生自己設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目、參與教師科研項(xiàng)目等開展教學(xué)活動(dòng)。4)開展仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。仿真是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要手段,它能夠提高設(shè)計(jì)的可行性、合理性、可控性和可靠性,縮短開發(fā)周期,節(jié)省開發(fā)費(fèi)用。5)改革相應(yīng)的作息制度。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)采用分時(shí)復(fù)用制式的彈性作息計(jì)劃,提供更多的選擇性、更大的自由度,讓學(xué)生分期分批進(jìn)入。6)政府組織修改現(xiàn)行專業(yè)規(guī)范中一些不合理的條款,比如硬性規(guī)定某些課程設(shè)置和某些實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容框死的弊端,首先是各個(gè)學(xué)校教學(xué)內(nèi)容千篇一律、毫無特色;其次是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)十年如一日,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書百年不變。舊有的課程占滿了學(xué)分,新的課程沒有位置開設(shè);規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容占完了課時(shí),新的內(nèi)容無法安排。每一屆、每一個(gè)學(xué)生都學(xué)習(xí)同樣內(nèi)容,搞一刀切,忽視了學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn),不能夠全面激勵(lì)和發(fā)揮其特長、積極性、主動(dòng)性與創(chuàng)造性;教師也沒有提出和發(fā)掘新實(shí)驗(yàn)、新項(xiàng)目、新課題的動(dòng)力和壓力,喪失了推動(dòng)創(chuàng)新性實(shí)踐和創(chuàng)造性思維培育的緊迫感和責(zé)任感。所以規(guī)范中要有“創(chuàng)新”這個(gè)字眼,把“與社會(huì)需要和生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合的課題和項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容”列入條款。
1)政府轉(zhuǎn)換角色,尊重教育規(guī)律和教學(xué)規(guī)律;作為學(xué)校與社會(huì)各界的協(xié)調(diào)者、引導(dǎo)者而不是指揮者,多提供服務(wù)而不是指令。2)建立各種信息庫、數(shù)據(jù)庫和資源庫,給學(xué)校組織教學(xué)資源提供方便。3)各級(jí)政府高效資金保障制度。各級(jí)政府對(duì)高校教學(xué)和科研的投入總量和人均投入很少,其費(fèi)效比也很低,負(fù)面影響較大,推動(dòng)我國社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的健康發(fā)展力度不夠。徹底改革現(xiàn)有的財(cái)政資助制度和渠道,將資金合理、高效地運(yùn)用到教學(xué)、科研的刀刃上。4)學(xué)校辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OA)要將實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息庫、項(xiàng)目庫、課題庫、實(shí)驗(yàn)成果數(shù)據(jù)庫和轉(zhuǎn)移信息庫納入規(guī)劃,同步納入圖書館、教室、后勤等管理系統(tǒng)。
開放實(shí)驗(yàn)學(xué)要求教師不能做講臺(tái)上滔滔不絕的巨人、工程實(shí)踐中毫無建樹的侏儒。1)教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,改革教學(xué)模式、教學(xué)方法,以適應(yīng)開放實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)的需要。2)集思廣益,提出、發(fā)掘各種可能的縱向和橫向項(xiàng)目和課題。3)教師積極參與和投身到具體的課題和項(xiàng)目中去,提高自身科研、學(xué)術(shù)水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。4)政府和學(xué)校合理分流、整合、配置師資力量。5)充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮高學(xué)歷、高職稱和高技能人才的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性,發(fā)揮其團(tuán)隊(duì)核心和帶頭作用。
充分尊重教學(xué)、科學(xué)研究、學(xué)術(shù)活動(dòng)和科技創(chuàng)新的客觀規(guī)律,堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才、卓越型人才、高端人才的多層次目標(biāo),作為考核學(xué)校以及教學(xué)、科研工作的依據(jù)。要給予教師隊(duì)伍與社會(huì)各界同等條件下同等富裕的發(fā)展空間。哥白尼(Nicolaus Copernicus)對(duì)天象仔細(xì)觀察了30年才創(chuàng)立日心說;法拉第(Michael Faraday)研究和發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律,也花了十多年。我國要在教育和科學(xué)上大面積出成果,推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力快速發(fā)展,產(chǎn)生重大理論和技術(shù)創(chuàng)新,出大師級(jí)人才,就要有產(chǎn)生哥白尼等這樣潛心搞學(xué)術(shù)科研的人才的環(huán)境。
圍繞開放實(shí)驗(yàn)學(xué)思想進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè),涉及政策、制度、資金、教學(xué)模式、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)體制以及后勤保障等諸多方面,面臨基礎(chǔ)較差、學(xué)生人數(shù)巨大等方面的難題,要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì):統(tǒng)一規(guī)劃,自上而下設(shè)計(jì)一套切實(shí)可行的運(yùn)行機(jī)制。
1)通盤考慮我國的教育目標(biāo)、理念和思想體系的健康形成與落實(shí)。我國教育的根本目標(biāo),是恢復(fù)和提升中華民族的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力,保障我國社會(huì)生產(chǎn)力健康、快速增長,推動(dòng)我國社會(huì)生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)步和高效發(fā)展。2)兼顧我國教育資源的合理配置,一定要體現(xiàn)地方特色,體現(xiàn)各學(xué)校、地區(qū)之間的整體關(guān)聯(lián)性,圍繞我國教育核心理念和頂層目標(biāo)形成相互關(guān)聯(lián)、恰當(dāng)匹配和有機(jī)銜接的學(xué)校群;充分、合理、高效配置和整合各個(gè)地區(qū)、社會(huì)各界以及各所學(xué)校資源,保障開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的可操作性。3)把科技生產(chǎn)力從社會(huì)生產(chǎn)力中獨(dú)立出來大力強(qiáng)調(diào)、特別培育。
高校開放實(shí)驗(yàn)室,包括校外實(shí)驗(yàn)基地、科研園區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)等,校級(jí)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地,院系級(jí)實(shí)驗(yàn)室,專業(yè)級(jí)實(shí)驗(yàn)室,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和專用科研、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室等,在頂層設(shè)計(jì)時(shí)要考慮當(dāng)?shù)厣鐣?huì)各界資金、能源、產(chǎn)業(yè)、人才、學(xué)校等現(xiàn)實(shí)分布與發(fā)展需求,結(jié)合學(xué)校辦學(xué)目標(biāo)、現(xiàn)實(shí)辦學(xué)基礎(chǔ)條件和發(fā)展?jié)摿M(jìn)行建設(shè)。
以成都工業(yè)學(xué)院為例,筆者認(rèn)為:1)堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,發(fā)揚(yáng)能力本位教育(CBE)模式,以機(jī)械設(shè)計(jì)、電子工程等各個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與開放為核心,逐步在校內(nèi)外擴(kuò)充建設(shè)多個(gè)專業(yè)、專用科研開放實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行教學(xué)。2)兼顧各個(gè)實(shí)驗(yàn)室及其教學(xué)的整體性、協(xié)調(diào)性和關(guān)聯(lián)性,尤其是機(jī)電結(jié)合:機(jī)械類教學(xué)實(shí)驗(yàn)為電類專業(yè)提供課題和項(xiàng)目需求,而電類專業(yè)為機(jī)械類專業(yè)的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化控制、管理方法、工藝、技術(shù)和產(chǎn)品,以及測量儀器設(shè)備和器材、工具等,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)、智能制造等。文科類的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與機(jī)電結(jié)合培育人文情懷,拓展思路和空間;廣開渠道,發(fā)掘人文應(yīng)用所需新工具、新設(shè)備的研發(fā)需求和項(xiàng)目;讓文科類學(xué)生拓展視野,增加對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)科技需求現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢以及具體課題和項(xiàng)目的了解和掌握。
我國長期以來不是把科研、學(xué)術(shù)和科技創(chuàng)新活動(dòng)本身當(dāng)作目的,而是當(dāng)成獲取名利的手段,其流毒很深。一個(gè)典型就是學(xué)而優(yōu)則仕,仕則自權(quán)威;表面是尊重人才,其實(shí)是對(duì)人才和科技事業(yè)的摧殘與毀滅;喪失的是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)證方法、奉獻(xiàn)科技活動(dòng)的精神這些學(xué)術(shù)和科研的根本。我國許多所謂專家論文數(shù)據(jù)是炮制出來的,經(jīng)不起科學(xué)實(shí)證。如:有報(bào)刊或媒體載文稱果皮最有營養(yǎng)價(jià)值,因?yàn)楣?shí)現(xiàn)光合作用,所以吃水果要和著果皮一起吃;又有專家撰文說:果皮不能吃,因?yàn)楣ど虾胸S富的重金屬和炎黃酮成分,還有大量農(nóng)藥、保鮮劑等毒物殘留[7-9]。而這兩種說法都沒有充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為依據(jù),只停留于假說。
我國社會(huì)沒有普遍形成科學(xué)精神和學(xué)術(shù)文化環(huán)境與氛圍,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)方法和鍥而不舍的學(xué)術(shù)道德和作風(fēng)遠(yuǎn)未深入人心。因此,開放實(shí)驗(yàn)學(xué)和開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要從青少年抓起,從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法抓起,培育和提升科研文化和學(xué)術(shù)精神,以及各層次的人才。堅(jiān)持人本主義個(gè)性化特征進(jìn)行創(chuàng)造性思維培養(yǎng),而不是填鴨式的知識(shí)灌輸;我國政府和教育界應(yīng)進(jìn)行觀念創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境創(chuàng)新。
開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一種創(chuàng)新,其內(nèi)涵、外延、體系架構(gòu)、模式、方法等都需要不斷創(chuàng)新。開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不能夠新瓶裝舊酒,要盡快改革和糾正我國傳統(tǒng)教學(xué)重教師、輕學(xué)生,重分?jǐn)?shù)、輕技能,重知識(shí)、輕實(shí)踐,重學(xué)業(yè)、輕品德,重成才、輕成人,重技術(shù)、輕人文[3]等現(xiàn)象,必須打破傳統(tǒng)觀念和思想的束縛[4-5],建立健全和實(shí)施開放實(shí)驗(yàn)學(xué)教育相關(guān)政策和制度,堅(jiān)持面向?qū)ο蠼逃J?,重視人才梯?duì)建設(shè),廣開渠道推行。
國外重視“情景教學(xué)”和“案例教學(xué)”[5],如英國高校普遍實(shí)行“從做中學(xué)”,澳大利亞高校把實(shí)驗(yàn)課作為家常便飯;美國哈佛大學(xué)有回家實(shí)驗(yàn)[6](Home Lab)、開放Project實(shí)驗(yàn)課等。國外有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)、學(xué)、研、政(府)結(jié)合是常規(guī),課題極具前沿性、挑戰(zhàn)性,富有生命力。此外,開放性實(shí)驗(yàn)如DIY生物技術(shù)等,已成為越來越重要的科普傳播力量。
開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)首要的任務(wù)就是建設(shè)好校內(nèi)各級(jí)開放實(shí)驗(yàn)室。以成都工業(yè)學(xué)院為例,應(yīng)開放3個(gè)國家級(jí)實(shí)訓(xùn)基地、2個(gè)四川省教育廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,59個(gè)實(shí)驗(yàn)室,以及教學(xué)實(shí)習(xí)工廠、模具技術(shù)中心、數(shù)控技術(shù)中心、工程素質(zhì)訓(xùn)練中心、學(xué)生特質(zhì)培養(yǎng)創(chuàng)新中心等。逐步加大各個(gè)專用實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度和投入力度,形成機(jī)電結(jié)合、機(jī)電一體化專業(yè)輻射帶、圈、環(huán)。
將高校和社會(huì)、國際在空間上連成一體,讓學(xué)生、教師走出去,社會(huì)走進(jìn)來,大力推行產(chǎn)學(xué)研政結(jié)合、國內(nèi)外合作。與著名品牌企業(yè)合作建立校外實(shí)習(xí)基地;加大與國外高校的交流與合作力度,提升師資隊(duì)伍水平。加大力度與本地科研院所、事業(yè)單位、高校的協(xié)同、合作,建立各種企業(yè)技術(shù)中心、實(shí)驗(yàn)基地、實(shí)訓(xùn)基地,以及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)等。
實(shí)行責(zé)任教授制,組建團(tuán)隊(duì)制定開放實(shí)驗(yàn)學(xué)課程體系:低年級(jí)學(xué)生以實(shí)物感性內(nèi)容為主,中、高年級(jí)學(xué)生以自己動(dòng)手設(shè)計(jì)性的內(nèi)容為主,畢業(yè)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)則與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際尤其是工業(yè)企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目、課題結(jié)合,以幫助學(xué)生盡快掌握和提升工程思維方式和創(chuàng)新技能。全面修訂各類教科書,以適應(yīng)開放實(shí)驗(yàn)學(xué)和開放實(shí)驗(yàn)室教學(xué)需求,達(dá)到理論基礎(chǔ)厚、應(yīng)用水平高、創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)優(yōu)、競爭意志堅(jiān)的基本培養(yǎng)要求和目標(biāo)。增加科技史課程,讓學(xué)生在科技史的發(fā)展規(guī)律中理解和掌握科技活動(dòng)自身的準(zhǔn)則和規(guī)律,培養(yǎng)和提升學(xué)生豐富的科學(xué)文化、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)精神和科學(xué)道德水平。
配合教學(xué)團(tuán)隊(duì),轉(zhuǎn)換部分角色,成為學(xué)校與社會(huì)的中介人,提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),開辟多條渠道納入新課題、新項(xiàng)目,多種途徑實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移。
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