强化实验教学示范中心建设提升大学生创新能力

梁延鹏，曾鸿鹄，李艳红

(桂林理工大学环境学院，广西桂林541004)

创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心;在科学技术飞速发展的今天，创新意识和创新能力越来越成为一个国家提升国际竞争力和国际地位的最重要的决定因素［1］。人才是创新的关键，教育是人才成长的保障，因此，高等教育的根本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才［2］。而实验教学是培养大学生创新能力的重要途径;通过实验教学可以培养学生观察、判断、提出问题能力，总结归纳的能力，运用理论知识解决具体科学问题的能力，学生科学研究方法及实事求是的科学态度，实现知识、能力、素质教育有机结合，是培养创新意识的最有效手段之一。但长期以来，我国高校人才的实践能力、动手能力和创新能力却处于薄弱的状态，仍然存在着重书本、轻实验环节的弊病，与社会上对人才能力的实际需求有很大距离。正是在这样的社会大背景下，教育部高教司提出建设高校国家级实验教学示范中心，并于2005年启动了国家级实验教学示范中心建设和评审工作，以满足新时期社会对创新型人才的需求。历经多年的努力与建设，桂林理工大学水污染控制实验教学示范中心2008年被批准为国家级实验教学示范中心立项建设单位。本文结合水污染控制实验教学示范中心的建设特点，总结与介绍了培养学生创新精神和创新能力的实践经验。

一 中心建设与发展历程

桂林理工大学水污染控制实验教学中心建设经历了56年历程，源于1956年建校时的化学实验室，1993年增设了水处理构筑物、水质分析等功能实验室，1997年系部调整，整合构建了水处理实验中心。2003年，为了更好地适应环境类实用型、创新型人才培养的需要，充分利用现有的实验教学资源、提高办学效率、深化水污染控制相关课程及实验教学的改革，以水处理实验中心为基础，整合相关专业实验室，成立水污染控制实验教学中心。2005年，依托实验室“环境工程中心”被批准为广西高校重点实验室，依托学科“环境工程”被确定为广西区重点学科。2007年，中心的主干课程《水污染控制工程》被批准为国家级精品课程，“广西环境污染控制理论与技术重点实验室”成为广西区重点实验室，“环境工程创新团队”被确定为广西高校人才小高地。2008年，被批准为教育部国家级实验教学示范中心建设单位。2009年，本中心的教学团队获得“水污染控制工程国家级教学团队”称号;2010年，所依托的“环境工程”专业被批准为教育部第六批高等学校特色专业建设点。2011年，“环境工程”专业获批为广西高校优势特色重点学科建设平台、“城市水资源与水环境保护”研究基地被批准为广西高校研究基地、环境工程专业及其主干课程水污染控制工程被批准为广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目。2012年，“环境工程”专业进入教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校学科专业名单，《水污染控制技术》视频公开课课程被列入教育部2012年第一批精品视频公开课建设计划。

二 加强国家级实验教学示范中心建设，培养学生的创新能力

1.转变实验教学观念，为培养学生的创新能力打开精神枷锁

所谓教学改革理念先行，即思想的转变是教学改革的前提，在新的理念下进行教学改革遇到的最深刻的阻力肯定是观念问题。摒弃“重理论、轻实践”的传统思想，重新审视实验教学在创新人才培养过程中的重要作用是实验教学改革的基础;树立“实验教学与理论传授并重”的新型实验教学观念是保证实验教改获得成效的保证。转变观念首先是转变高校和教师的观念，以学生为主体，重塑实验教学体系，摆正实验教学在学生创新能力培养中的重要地位。同时还必须转变学生对实验教学的传统认识，引导学生端正实验态度，明确自己在实验教学中的主体地位，增强学生的主体意识，唤醒实验积极性和自觉性。转变师生实验观念和实验角色，清除了长期以来的思想禁锢，成为推动实验教学改革的内在动力。

水污染控制实验教学中心始终坚持注重培养学生实践能力培养的优良传统，着重培养学生的观察能力、动手操作能力和提出问题—分析问题—解决问题能力;秉承了教育部倡导“以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高协调发展”的教育理念和“以能力培养为核心”的实验教学观念［3］，提出“强实践、提素质、重创新”的基本理念。努力培养学生求真、求实、求新的科学精神，实现从被动教育向自我教育的转变;努力培养能够适应新时期国家经济建设需要的，既有坚实的理论基础又有创新意识的水工业优秀人才。

2.重构实验教学体系，为培养学生的创新能力提供支撑

以学生为本、以培养学生创新意识和创新能力为目标，建立了科学、先进的“三个层次、一个结合”的本科生实验教学体系，即:“基本型实验(验证型)”、“提高型实验(综合型、设计型)”和“创新型实验”的三个层次实验，以实验教学和科研训练相结合为主线贯穿整个实验教学过程。实验教学中心不断调整和完善实验教学大纲，加强配套实验教材更新。实验课逐步由“依附型”向“独立型”转变，合理安排实验学时，保障实验教学与理论教学之间合理衔接，实验与理论内容融汇贯通，形成一个有机结合体，为学生创新能力的培养和科研训练奠定基础，创造条件。

(1)基础型实验:针对不同专业学生知识结构的差异而设置不同实验课程，培养相应的专业基本技能;包括流体力学、水力学、水环境化学、环境工程原理、环境微生物和环境监测等专业基础实验。

(2)提高型实验:为培养学生的综合能力和掌握水污染控制研究的基本方法，将以往单一、分散的实验内容按内在联系进行融会贯通以解决具体科学问题，使学生在实验设计、具体实施、解决衔接环节疑难问题、实验成果整理分析等各个环节得到充分锻炼，提升其提出问题、分析问题、解决问题的能力。如:“电镀废水处理实验”就是结合实际工程设计的，学生通过分析废水水质、设计出处理方法，在试验过程中确定最佳投药量，再用分光光度法测定水中铬离子浓度。通过这类综合性实验，使学生及时掌握污水处理的新技术、新方法、新思路，激励学生开展水污染控制实验探究。

(3)创新型实验:依托我院自治区级重点学科和自治区级重点实验室的优势，支持和鼓励本科生尽早介入专业领域，了解专业前沿，在指导教师引导下根据自己的兴趣申报大学生科技立项课题或直接参与教师的研究课题，独立完成实验设计—探索研究—成果总结的全过程，培养他们的科研思维和研究兴趣，锻炼他们的科研创新能力和管理能力，实现实验教学与科研训练的紧密结合、相互促进。

按课程教学大纲要求，水污染控制实验教学中心开设有24门实验课程，实验开出率达到100%，目前已有多门实验课独立设课，有独立的学分。总实验项目数100余项，综合性、设计性实验项目占68%，源于科研、工程项目成果的特色实验项目近20项，如糖蜜酒精废水脱色实验、化学分类法处理电镀废水实验、采油废水可生化实验等。另外，依托大学生科技课外活动，在中心教师的指导下，学生自选课题的创新性、研究性实验每年可达30项以上，接纳进行科技活动的本科生人数达100人以上。

3.狠抓实验队伍建设，为培养学生的创新能力提供保障

建设高水平、高素质的实验教学队伍是提高教学质量、培养合格人才的关键，只有具有创新精神和创新能力的教师才能培养出具有创新精神和能力的学生［4-5］。本中心采取“引进来、走出去”的措施和学校“拔尖人才工程”、“团队建设工程”的实施，加强实验室骨干队伍和学科梯队的建设，提升实验教学队伍整体水平。中心拥有博士生导师5名，教育部新世纪优秀人才支持计划1名，广西高校教学名师2名，广西优秀专家1名，广西新世纪“十百千人才工程”第二层次人选5名，广西高校人才小高地创新团队“八桂学者”1人，广西高校百名中青年学科带头人3名;博士、硕士研究生学位的教师占94%;获得区级教学团队、国家级教学团队各1个。

经过多年建设，中心学术队伍稳步发展，已形成了一支由学科带头人负责，学历层次较高，职称结构较为合理，富有联合攻关能力的实验教学与管理研究队伍，成为学校培养创新型人才战略目标的重要基础。

4.整合与开放教学资源，为培养学生的创新能力创造条件，搭建舞台

实验室规划与管理、仪器设备的配备、实验教学网络平台的完善是高校实验教学的重要资源，直接影响着实验教学的正常进行和水平，因此，实验室及仪器设备建设是高校教学基本建设、学科基础建设和本科教学的重要组成部分，是办好大学和培养创新人才的重要物质基础和必要条件［4］。

(1)拓展实验教学空间:学校重视实验教学中心的建设，将雁山新校区9号实验大楼的一、二层(近6 000 m2)作为水污染控制国家级实验教学示范中心用房，使教学环境和设施上一个新的水平，给学生创造了一个极好的实验教学氛围。

(2)完善实验教学设备:近几年来，本中心通过争取中央与地方共建、广西区重点实验室建设、学校环境工程博士点建设等多种渠道筹措建设经费近2 000万元，用于更新、补充购置仪器设备和实验室改扩建，使实验设备配置更完备、更合理，功能实验室布置更科学、更完善，符合本科实验教学改革和创新型人才培养的需要。目前拥有ICP-OES、原子吸收、元素分析仪、气相色谱-质谱联用仪、离子色谱仪、生物发酵罐等一批现代化仪器设备以及100余套中小型水处理构筑物，使实验教学条件大为改善。

(3)推进教学资源网络化、信息化:为了适应现代教学发展需要，建立水污染控制实验教学中心网站和网络化教学多媒体实验室，数字化实验教学信息，开发部分相关实验的计算机网络课件，帮助学生在线进行实验模拟训练;同时，也鼓励教师开发和深化实验教学课件，充实网络辅助教学资源，通过网络平台结合多媒体技术优势为校内外学生提供一个免费的实验仿真模拟训练平台。

(4)加大实验室开放力度:为了提高实验资源使用效益和实验教学质量，实验中心所有功能实验室均安装了门禁系统，基本实现了全天候开放式管理。并在中心网站平台上建立了创新实验预约系统和大型精密仪器使用预约系统，学生可结合自己的兴趣和课外空余时间来预约申请，办理相关手续申请实验室门卡，经教师审核批准，便可自主地开展实验研究，顺利完成创新性实验教学。同时加大对外服务，特别是对社会提供各种培训服务，加大对办学条件比较差的学院的服务;同时加强和兄弟院校之间的联系，学习兄弟院校的先进的管理模式和管理手段，取长补短。积极采取各种有效措施，逐步建立一套适合于开放式实验教学的运行机制，有力保障创新实验项目有序开展。

通过实验资源的开放和整合，为更多的学生进行创新性实验研究创造了良好的实验环境和氛围;同时在教师的指导下，鼓励学生组成研究小团队积极申报“学校大学生科技立项”、“学院大学生科研创新基金项目”，为创新型实验顺利开展注入更多的实验研究经费，提高学生的科技研究兴趣、科技创新能力和科技项目管理能力。近年来，获得全国“挑战杯”课外学术科技作品三等奖2项，全国地球类国家级实验教学示范中心创新性实习实验竞赛二等奖1项，全国高等院校斯维尔杯 BIM软件建模大赛全能奖、三等奖各1项，全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖2项;广西区“挑战杯”特等奖、一等奖、二等奖各1项;校级科技活动奖85项，其中特等奖6项、一等奖15项、二等奖28项、三等奖36项;还有200多人次学生参与到教师的科研项目。

5.凝炼特色、注重示范、加强交流，为培养学生的创新能力拓宽视野

水乃生命之源。“桂林山水甲天下”，桂林的经济社会发展一切都离不开“水”;因此，桂林理工大学水污染控制实验中心以地方社会经济发展为结合、“水”科学为重点、重金属污染控制、土壤污染生物修复为特色展开科学研究;建立了科研反哺和带动实验教学的新模式，不断革新特色实验项目的选题，紧跟学科前沿。

2008年以来，与日本熊本大学建立长期合作机制，在我校共建“中日膜技术研究中心”创新实践教育科园区;打破学校限制，与武汉工程大学、湖南科技大学等国内兄弟院校实验教学中心结成共同体，学生互换开展创新实验项目实地授课。本中心建设成果吸引了武汉工程大学、三峡大学、厦门大学等10多所区外高校及广西大学、广西师范大学、梧州学院等近10所区内高校的专家同行到实验中心参观与座谈，相互借鉴与交流，并不定期派出骨干教师到兄弟院校介绍实践教学平台建设经验。

三 结语

通过多年努力建设，水污染控制国家级实验教学示范中心在教学改革和人才培养方面已形成自身的特色，并取得了较大阶段性成果。但实验教学改革是高校质量工程的重要组成部分，是一个永恒的主题，我们将继续努力探索，始终坚持以学生为本，以提升学生的创新意识和创新能力为核心，通过不断优化和完善实验教学体系、创新教学模式、提升实验教学队伍素质、整合与开发富有特色的教学资源、强化运行与管理机制、注重交流发挥示范作用，努力为学生提供一流的设备、一流的场地、一流的师资和一流的管理，建立“开放式、预约制、全免费、全指导”的服务理念，着力培养爱学习、勤思考、擅动手、真本领的富有创新性的环境类高级人才，充分实现高校育人的功能。

［1］宋晓宁，崔晨秋.论创新竞赛对高职学生创新能力的影响［J］.工业技术与职业教育，2010，8(3):30-31，48.

［2］张学洪.创建实践教学平台提升学生创新能力［J］.中国高等教育，2012(6):25-27.

［3］马庆水.突出创新强化管理全面推进实验教学示范中心建设［J］.实验室研究与探索，2006，25(1):1-4.

［4］李红阳，王立峰，高永丰，等.高校实验教学示范中心建设与创新型人才培养［J］.实验技术与管理，2010，27(9):111-114.

［5］吴世华，闫晓琦，杜宗杰，等.全面改革创建国家级实验教学示范中心［J］.实验室研究与探索，2007，26(4):89-92.