创新型人才培养实验室开放体系探索与实践

李 坤, 史永宏

(中国石油大学(华东) 信息技术实验教学中心， 山东 青岛 266580)



创新型人才培养实验室开放体系探索与实践

李 坤, 史永宏

(中国石油大学(华东) 信息技术实验教学中心， 山东 青岛 266580)

推进实验室开放，培养创新型人才是当前高等教育改革的热点。结合校级信息技术实验教学示范中心的建设，完善实验教学体系实现资源整合，创新实验教学和管理模式，采取多种途径全面推进实验室开放，引导学生进入实验室动手实践，系统化培养创新型人才，取得了良好的运行效果。

创新型人才培养； 实验室开放； 资源整合； 科技创新

0 引 言

加强素质教育、培养创新精神和创新能力是高等教育改革的一项重要任务。实验室作为培养创新型人才的重要课堂，应该为学生营造一个培养专业兴趣、实现创新思想的良好环境。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》，对我国科技基础设施的建设做出了明确部署，要求加强科技基础条件平台建设，建立共享机制，将实现科技资源共享列为国家科技创新体系基础建设的重要内容[1-2]。中国石油大学(华东)“十二五”规划也明确指出：“完善实践教学体系，统筹校内外实践教学资源，推动实验教学资源共享平台建设和实验室开放，推广实验中心示范效应”。为进一步深化实验教学改革，推进优质实验资源开放共享，提升学生的创新实践能力，信息技术实验教学中心坚持“以学生为中心、以教师为主导”，完善实验教学体系，改革实验室管理体制和教学模式，全面实施实验室开放，取得了良好的运行效果，并于2011年获批建设校级实验示范中心，目前已建设完成通过验收。

实验室开放是指各类教学实验室在完成日常教学、科研任务的前提下，利用现有师资、仪器设备、环境条件等资源对学生进行开放，供学生进行实验学习和科学研究之用，包括时间、空间的开放及实验内容的开放[3-4]。如何有效推进实验室开放培养创新型人才是实验教学改革的重要内容。我校信息技术实验教学中心面向实验室开放，强化学生科技创新发展思路，主抓顶层设计，实施实验资源整合，优化实验室开放环境，系统化培养创新型人才[5]。

1 完善实验教学体系

实施实验室开放是推进学校实验教学改革，促进实验室规范化管理的重要组成部分，而实验室开放的首要任务是实验教学体系建设，体系建设的核心内容是创新，最终目的是培养学生的创新思维能力和解决问题的能力。实验教学体系构建要突破实验教学依附于理论教学的教学现状，依据创新型人才的培养规律和实验课程之间的内在逻辑联系，从知识结构、实践能力、创新实践等方面出发，创新设计实验课程与教学模式，实现系统训练与探索研究的有机结合[6]。

1.1 设计创新实验课程

中心组织有丰富教学和工程实践经验的教师形成核心实验教学团队，负责实验教材编写，完善实验教学内容，注重传统与现代的结合，与科研、工程项目和社会应用实践密切联系，融入科技创新和实验教学改革成果，实现开放实验项目的不断更新，解决了实验项目和内容陈旧的关键问题[7-8]。

学校2013版本科教学计划中明确指出：为培养和提高学生的创新创业能力，要求学生必须在自主发展计划中至少取得2个科技创新学分。信息技术实验教学中心围绕实验室开放，设立《计算机技术综合实验》创新实验公选课程，面向全校二、三年级学生开设，通过后获得一个创新实验学分。实验内容分25个大类模块，每个模块不少于4个实验项目，一般每个实验项目需要4～8学时完成。课内学时主要完成项目启动、指导和考核等，做实验的时间需要学生在业余时间自主安排，充分利用实验室的开放条件。课程考核采取报告和答辩方式完成。

此创新课程以培育学生兴趣为入口、创新设计为过程、学科赛事为牵引，具有知识性、趣味性和实用性的明显特征，在实验室开放的基础上强化了对学生自主学习意识与创新能力的培养。

1.2 创新实验教学模式

首先，信息技术实验教学中心强化学生实验与教师科研项目的结合，通过将科研项目引入实验内容，构建开放型项目教学模式，让学生参与项目实际开发，解决实际问题来完成实验过程[9-12]。目的是将传统的课内实验教学拓展到课堂外的第二课堂，不受课堂时间及地点限制，但围绕着培养目标以完成项目任务的形式开展实验学习，鼓励创新性、发散性思维。该模式实现实验教学的“教、学、做”一体化，教师的教、学生的学和做都围绕着一个目标，在项目任务驱动下，进行主动探索和协作学习，发挥主观能动性和创新精神，完成既定任务。在整个实验过程中，以学生为中心，教师起组织、引导、激励和促进作用[10]，因为开放型项目教学大多数是在学生的业余时间中完成，好的实验环境就显得尤为重要，而实验室的开放可以满足学生课外学习的需要。

其次，借助先进的云计算技术，构建虚拟实验室，并根据课程创新实验需求，提供开放式实践环境预约与部署；同时利用瘦客户端技术，将学生实践地点从实验室扩展到有网络连接的教室、宿舍、家庭等，实践时间也从实验室工作时段扩展至7×24(1周7 d，每天24 h)，让学生有充分的机会参与实践[7]。

2 实验室开放探索

实验室开放是一个涉及面比较广的项目，不是简单的时间和空间开放的问题，而是一项系统工程，涉及实验室资源的配置、实验队伍建设和科学规范的管理制度建设等。信息技术实验教学中心按照“中国石油大学(华东)关于实验室开放的规定”，结合自身实际，制定了详细开放实施细则和实验室开放管理体系。

2.1 资源整合共享

以校级实验示范中心建设为契机，将院系的实验室进行整合，推进实验资源共享，形成了一条“中心化”实验平台建设与管理的模式，破除过去设在各专业实验室之间的资源共享壁垒，建立了共用开放型实验室[13]。同时，根据学校“有利于系统的学科建设，有利于实验资源共享”的指导原则，学院实施机构改革，对各专业实验室进行功能布局调整，以实验室全面开放为宗旨，构建开放实验室整体框架，将中心建设与学科建设、学生创新培养有机结合起来，促进了学生专业业务水平的提高及应用能力和创新能力的培养，实验室功能布局见图1。

为了更好地让学生了解各实验室的功能和具体开放情况，信息技术实验教学中心于2010年自主研发完成了实验室开放预约管理系统的建设，方便实验室对人力资源和设备资源的调配，加强开放过程中的各项管理。同时利用校园网络及时发布实验室开放的具体信息，采取多种途径，广泛宣传，让学生更多地了解实验室开放的信息，从而激发学生更早更快地走进实验室，开展创新实验项目的实践学习，促进实验室的开放工作，也大大提高了学生的预约效率和设备利用率。

2.2 完善规章制度

信息技术实验教学中心在完成课内实验的基础上，以实验室开放为契机，注重培养学生的创新实践能力，鼓励和支持学生参加各类学科竞赛和课外科技活动，逐步构建起“广参与、全覆盖、立体式”大学生科技活动模式。为规范实验室创新开放管理，制定了“大学生科技创新实验室申请使用办法”、“大学生科技创新实验室规章制度”、“开放实验室安全管理办法”等；为方便实验仪器设备管理，制定了“实验设备管理原则”、“实验设备使用规定”等。在日常管理上，目前通过实验室教师值班和研究生助管相结合的方式延长开放时间，同时还制定了“开放实验安全卫生制度”、“实验室管理人员职责”等，确保全开放式实验室管理模式正常运行，为学生提供优质实验室资源与设备。

图1 开放实验室功能布局

2.3 建立考评及激励机制

为提高实验室开放实验教学质量，实验中心在全体实验教师中开展了“加强学习，增强创新和服务意识，构建创新型、服务型实验中心”、“争做实践教学能手”等活动，为实验室开放营造了良好的软环境。在实验室开放考评机制上，从单纯的机时数量向开放资源数量、实验室利用率转变，将实验室的开放课时数、参与开放实验的学生人数、开出的创新型实验项目数、指导的创新大赛获奖情况作客观统计，并与实验教师业绩考核挂钩，激发实验教师研究开发实验项目的积极性。对于学生的考核，中心制定了一套详细的评分体系[14-15]，包括实验设计合理性、开放实验出勤率、实验操作完整性、实验报告撰写规范性等，经答辩考核合格后学生可以获得相应创新学分，优秀成果推荐国家或校级创新实验项目立项，并给予一定的补贴和奖励，为开放实践教学创立了良好的运行机制。

2.4 注重校企合作

中心坚持走出去，引进来的发展战略，追踪日新月异的信息科技发展，近年来与国际、国内知名IT公司合作共建多个联合实验室，其中有Altera EDA SOPC 联合实验室、IBM软件工程开发实验室、Cisco网络技术学院、“ORACLE Academy”联合实验室、VM ware虚拟化技术与云计算联合实验室等，获得了价值3 000多万元的软件开发环境和实验设备。借助外部资源和资金技术支持，把最新的先进技术带到实验室，引入实验教学并无偿对学生开放。同时，鼓励实验教师继续深造或参加相关技术培训，提升实验室开放软实力。

此外，中心还以国际知名IT资质认证为依托，为学生和地方提供IT认证培训和考试服务，使学生能够获得与社会紧密结合的技术与技能。实验教学中心于2009年获批商务部、山东省、青岛市“软件服务外包人才重点培训机构”，为周边兄弟院校和社会提供相关专业的实习实训和认证培训，受到学生和地方政府及用人单位的认可和赞誉，其技术辐射作用日益显现。

2.5 加强引导

为扩大学生的受益比例，学校和学院采取多种途径引导、鼓励学生参与实验室开放。① 成立科技协会和兴趣小组。一个优秀的学生科技协会，往往是一批创新人才诞生的摇篮[11]，依托科技协会开展招收新会员、技术培训、协助教师科研、学科竞赛等活动，以协会形式辐射创新教育受益面。② 鼓励学生根据兴趣自主申报创新课题，实验室为他们配备指导教师，提供必要指导和环境支持，提高学生通过兴趣驱动进入实验室的比例。③ 学校、院系定期开展学术报告或前沿性研究专题讲座来弥补学生的一些专业知识，激发学生的研究兴趣，并加强对学生基本操作技能和实践能力的培训，为学生进入实验室做准备。

3 开放成效

近年来，信息技术实验教学中心经过不断的实验教学改革，实验教学体系不断完善，创新实验课程设置趋于合理，坚持推进实验室开放工作，效果明显。在实验室全面开放的基础上，大力支持学生学生参与“挑战杯”、“飞思卡尔”全国大学生智能车竞赛、思科网络技术大赛、博创杯全国嵌入式大赛、Altera亚洲创新大赛、齐鲁软件设计大赛以及国家级、校级、院级大学生创新实验计划等项目，重点推广“广参与、全覆盖、立体式”大学生科技活动模式，提升学生受益面。 实验教师共承担省级、校级教改55项，发表教学论文30多篇，出版教材15部、实验实习教材3部，校内试用、实习教材8部，电子教案79部。每年进入实验教学中心从事科技创新和开放实验的学生超过了500人，大学生科技创新活动结出了累累硕果。5年来共获得国家级大学生科技竞赛奖励24项，省部级奖励103项，指导国家级大学生创新实验计划12项，获实用新型专利2项。信息技术实验教学中心已经成为学生创新实验和学科竞赛的活动基地，学生动手实践能力和创新能力得到大幅提高，整体就业水平一直保持良好势头。

4 结 语

培养创新型人才是一项系统工程，离不开实验室的开放实践。我校信息技术实验教学中心从完善实验教学体系着手，创新实验教学和管理模式，采取多种途径全面推进实验室开放，引导学生进入实验室动手实践，极大地提高实验室和设备的利用率，实现了实验教学资源共享，更重要的是提高了学生的创新科研能力。

[1] 岑 岗,余建伟.构建学生自主管理的开放型项目教学新环境[J].实验室研究与探索,2011,30(2):158-160.

[2] 吕善国,曹义亲.依托开放性实验室开展个性化实验教学[J].实验技术与管理,2010,27(5):143-145.

[3] 钟桂辉,刘曙光, 鞠权赫等.浅谈开放实验室的体系建设[J].实验室研究与探索,2012,31(8):147-150.

[4] 刘曙光，钟桂辉,匡翠萍.基于创新型人才培养的港口实验室建设[J].实验技术与管理,2011,28(9):25-27.

[5] 崔海亭,郭彦书.强化工程实际训练,培养学生创新能力[J].实验技术与管理， 2010,27(12)：13-15.

[6] 张 帆,张 瑾.国内高校实验室对本科生开放现状的研究[J].实验室研究与探索,2012,31(7):188-192.

[7] 李 坤,蒋莉莉.基于云计算的开放式实践平台研究与设计[J].计算机教育,2013(7):21-23.

[8] 曹绍华,纪友芳.推进实验室开放 培养创新型人才[J].中国石油大学学报(社会科学版),2012(7):161-163.

[9] 蒋海洋,可 燕.开放性实验室规范化管理的探索[J].实验室研究与探索,2012,31(9):156-159.

[10] 陈庆奎.面向卓越工程教育的实验室开放实施机制[J].实验室研究与探索,2013,32(1):80-84.

[11] 王 伞,付永庆.大学生科技创新高端引领与实践范例[J].实验技术与管理,2010,27(10):32-35.

[12] 元泽怀,陈英俊,李廷洪.学生与学校共建开放实验室新模式探索[J].实验技术与管理,2010,27(3):156-158.

[13] 王 伞,赵旦峰.分层次开放型学生科技创新实践平台建设探究[J].实验室研究与探索,2012,31(10):322-325.

[14] 蔡晓君,窦艳涛.以工程能力培养为核心 构建多元化实践教学体系[J].实验室研究与探索,2010,29(11)：87-89.

[15] 王 勇,宋万年.改进综合性设计性实验考核办法,提高学生实验能力[J],实验技术与管理,2006,23(4)：105-107.

Exploration and Practice of a New Form of Opening Laboratory for Training Creative Talents

LIKun,SHIYong-hong

(Experimental Teaching Center of Information Technology, China Univerity of Petroleum, Qingdao 266580, China)

Constructing opening laboratory and cultivating innovative talents are the hotspots of current higher education reform. Combining with the construction of Experimental Teaching Center of Information Technology, we perfected experimental teaching system to realize the integration of resources, innovated experimental teaching and management mode, and adopted a variety of ways to promote laboratory opening and lead students into the laboratory. These measures systematic cultivated innovative talents and achieved good results.

creative talents training; laboratory opening; resources integration; technology innovation

2014-03-18

山东省教学改革项目(2012148)；中国石油大学(华东)实验改革重点项目(SY-A201208)

李 坤(1980-)，男，河南沈丘人，硕士，实验师，研究方向：计算机辅助教育，数据库应用等。

Tel.：0532-86981370，13805462046； E-mail：likun@upc.edu.cn

G 642

A

1006-7167(2015)01-0258-04