行业重点实验室建设与复合型创新人才培养

安 实,王晓宁,王 健,杨龙海,章锡俏

(哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150090)

实验室创新

行业重点实验室建设与复合型创新人才培养

安 实,王晓宁,王 健,杨龙海,章锡俏

(哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150090)

结合哈尔滨工业大学交通行业重点实验室建设与复合型创新人才培养的实际情况,对设在高校的交通行业重点实验室的特点进行了分析,指出交通行业重点实验室建设对培养复合型创新人才的重要意义。从积极参与国家重大工程建设和抗灾救难社会行动、国际学术交流、与其他重点实验室合作交流等方面总结了交通行业重点实验室建设的特色工作。根据交通运输类专业复合型创新人才培养的需要,从培养理念、改革思路、采用的教学方法等方面提出了交通行业重点实验室用于复合型创新人才培养的具体措施。

行业重点实验室;建设特色;复合型创新人才培养;主要措施

我国交通行业实现了跨越式发展和历史性巨变,当前,正处于高速发展的新阶段,航空、铁路、公路、水运业的发展不断呈现出高速化、智能化、环保化、人性化等新趋势,这对交通运输类专业复合型创新人才的培养提出了新的、更高的要求[1]。本科生作为复合型创新人才培养体系的基础环节,其实践动手能力和创新能力培养十分重要。传统的为本科生开放的实验室主要是教学实验室,开设的实验课程大多为验证性实验,少有创新性和研究性实验内容,或者由于实验条件和管理体制限制而无法开展,难以达到培养学生的实践能力、创新能力的目的。重点实验室的仪器设备先进且配置完善,拥有高水平的人力资源,但源于实验室管理体制的原因,属于科研实验室,主要供教师和研究生使用,通常不向本科生开放,仪器设备和人力资源没有得到充分利用[2]。本文结合哈尔滨工业大学交通行业重点实验室建设与复合型创新人才培养的实际情况,分析了交通行业重点实验室建设对培养复合型创新人才的重要意义,对我校交通行业重点实验室建设的特色工作进行了介绍,并对其能够为本科教学提供的资源进行了研究,提出了依托交通行业重点实验室培养复合型创新人才的具体措施。

1 交通行业重点实验室建设对培养复合型创新人才的意义

交通行业重点实验室(交通部重点实验室)是国家交通科技创新体系的重要组成部分,是解决重大交通科技问题、开展高水平研发活动、获取具有自主知识产权科研成果、聚集和培养优秀科技人才、开展交通领域高层次学术交流、促进科技成果转化的重要基地。对于促进行业科技进步,提升行业整体创新能力,加快交通现代化建设具有重要意义。

交通行业重点实验室采用认定方式确定。2012年底,高校认定通过的有13家,见表1。

表1 设在高校的交通行业重点实验室

2007年10月,交通安全特种材料与智能化控制技术交通行业重点实验室(下称实验室)在哈尔滨工业大学认定通过。该实验室充分利用哈尔滨工业大学土木工程、材料科学与工程、计算机科学与技术、管理科学与工程、通信与信息系统等国家重点学科的优势资源,联合车辆工程、模式识别与智能系统等学科,积极争取外部资源。经过几年的建设和发展,实验室的综合竞争优势日趋显现,在交通安全特种材料与技术、交通安全智能化控制技术两个主要研究方向上形成了综合优势,成为聚集和培养公路交通安全材料与智能化控制领域优秀科技人才的重要基地。

交通行业重点实验室设在高校,既有别于大学内设立的国家重点实验室、教育部重点实验室,又有别于设立在科研院所的交通行业重点实验室[3-5]。与国家重点实验室、教育部重点实验室相比,其任务主要是围绕交通建设和交通科技发展战略目标,开展应用基础研究、重大关键技术、前瞻性技术以及相关公益性技术研究;立足于解决交通现代化建设中的技术难题,为提高公路水路交通供给能力、服务管理能力和可持续发展能力提供支撑。与设立在科研院所的交通行业重点实验室相比,其国际学术交流和高层次人才培养的特色更加突出。

对于设立于哈尔滨工业大学这样一所研究型大学的交通行业重点实验室来说,利用学校交通运输工程、土木工程、材料科学与工程、计算机科学与技术、管理科学与工程、通信与信息系统等多学科交叉优势,培养复合型创新人才有其独特优势。为此,我校在加强交通行业重点实验室建设的同时,特别强调利用交通行业重点实验室的硬件资源和人才优势,在本科教学中为培养交通运输类专业复合型创新人才打基础。

当然,交通行业重点实验室有着自己的定位和职能,不需要将工作重心转移到本科教学上来,但如果能够发挥实验室的优势,挖掘其潜力,拓宽工作范围,关心和支持本科教学是非常有意义的事情。国内外在这方面已经进行了一些探索和实践,但大多研究成果针对国家重点实验室、教育部重点实验室、省市重点实验室,针对行业重点实验室的较少[6-7]。行业重点实验室在资源配置与利用、人才培养等方面有区别于其他重点实验室的特色,针对交通行业重点实验室特点,开展培养交通运输类专业复合型创新人才的研究具有重要的理论意义和实践价值,不但能够提高哈尔滨工业大学交通运输类专业复合型创新人才的培养质量,而且能够为国内其他院校起到示范作用。

2 我校交通行业重点实验室建设的特色工作

按照交通运输部对交通行业重点实验室的定位,结合哈尔滨工业大学的实际情况,我校交通行业重点实验室的主要任务是:立足交通行业需求、直接服务国民经济、解决当前交通领域的技术难点、促进国际合作与交流、肩负人才培养任务。交通安全特种材料与智能化控制技术交通行业重点实验室自2007年认定通过以来,利用哈尔滨工业大学多学科交叉的优势,做了一些具有特色的工作。

2.1 积极参与国家重大工程建设和抗灾救难社会行动

(1) 在黑龙江省公路建设“三年决战”中,实验室承担了9个重点工程的技术服务和试验检测任务,服务里程约1 569 km。

(2) 2008年初南方发生冰雪灾害后,实验室立刻组织专家组奔赴韶关进行技术支持,完成了多项技术攻关项目,解决了当地急需的一系列技术难题。

(3) “512”汶川特大地震后,实验室派遣10余人的科技服务队第一时间赶赴都江堰,对全市162座道路桥梁进行了检测和评估,受到了都江堰市委的表彰。

(4) 云贵高原发生冻雨后,实验室承担了国家科技支撑计划项目“凝冰路面损伤评估、防护及修复技术研究”,提出了有效应对措施。

(5) 哈尔滨“阳明滩大桥”垮塌后,派专家组第一时间赶赴现场,为后续工作开展提供技术支持和指导。

2.2 国际学术交流数量和档次大幅提升

(1) 国际交流日趋频繁。聘请国外知名专家、教授52人次来实验室交流、讲学,主办重要国际学术会议8次,参加国际重要学术会议80余人次,与英国帝国理工大学、美国伊利诺伊大学、莫斯科公路交通大学、中国香港科技大学、美国华盛顿大学等20余所知名大学建立了学术交流与人才培养合作关系,派出研修一年以上的高级访问学者40余人次,派出联合培养的博士生30余人,接收外国留学生近20人。

(2) 国际交流平台建设基本完成。2010年5月成立了“哈尔滨工业大学-华盛顿大学(HIT-UW)先进交通技术国际联合实验室”;2010年11月哈尔滨工业大学-伊利诺伊大学(HIT-UIUC)交通运输工程海外合作基地正式成立。

(3) 国际合作项目逐步增多。聘请国际知名学者任兼职教授或博导,如英国帝国理工大学智能交通实验室Ochieng Washington教授、华盛顿大学王印海教授(兼职博士生导师,交通信息工程与控制系主任)；加拿大工程院院士、伊利诺伊大学香槟分校Erol Tutumluer教授和欧阳彦峰教授(兼职博士生导师)；英国伯明翰大学陈衍昌教授(兼职博士生导师)和中国香港科技大学土木工程系主任张慕圣教授、香港科技大学杨海教授等,开展国际合作，已落实国家级国际合作项目3项,校级双边国际合作项目达30余项。

2.3 重视与其他重点实验室的合作与交流

(1) 积极发挥国际交流桥梁作用。2011年8月,以本实验室为桥梁,联合华盛顿大学和东北三省交通厅召开“中美交通建设与可持续发展研讨会”,实现东北三省交通厅“十二五”技术需求与国际同行的对接,开辟了利用实验室的国际资源服务于国内交通发展需求的新途径。

(2) 本实验室有8名技术骨干同时作为季节性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室、高速公路养护技术交通行业重点实验室的兼职研究人员,形成了项目合作、技术交流、人才培养的常态化交流机制。

(3) 借助与伊利诺伊大学建立的海外学术基地及与华盛顿大学成立的国际联合实验室,共享资源,共同探索交通行业的科技前沿问题。一方面注重国际高端人才引进,聘请国际知名学者担任实验室的兼职研究人员,开展高水平的国际合作研究;另一方面注重实验室国际化人才的培养,已建立了每年派出10名左右固定研究人员到国外知名大学或著名实验室学习、研究的常态化机制。

3 交通行业重点实验室开展复合型创新人才培养的措施

3.1 交通行业重点实验室开展复合型创新人才培养的主要思路

(1) 在培养理念上,实施精英教育,努力打造交通行业领军人物。哈尔滨工业大学是全国前9所院校中唯一设有交通运输类专业的高校。依托交通行业重点实验室,整合校内外的优势资源,实施精英教育,努力打造交通行业领军人物是教学改革的核心理念。

(2) 在教学和实践内容上,充分体现本科生实践能力和科技创新能力的实际需要。利用实验室的硬件条件和师资队伍,制定能够开设的实验计划和适合本科生参与的科技创新活动方案。在夯实传统专业知识的基础上,突出对知识的运用和对学生实践能力、创新能力的培养,为学生从事创新性研究提供保证。

(3) 在教学方法上,实施研究型教学。实验室对学生开放,开设个性化、综合设计型、研究创新型实验。强调学习内容的综合性与开放性、学习过程的参与性与自主性、学习成果的创新性与多样性。将实验室的科研项目适时引入教学,利用高水平研发平台激发和培养学生的复合型创新能力。

(4) 在教学环节上,实施能力提升计划。按照“突出专业特色、面向工程实际、注重创新能力、提高综合素质”的思想,依托实验室强化课程实验的创新性,分年级、分层次提升学生工程实践能力和创新能力。

3.2 交通行业重点实验室用于本科教学的改革思路

(1) 紧紧围绕国家公路交通建设对专业技术、管理和创新型拔尖人才的需要,培养学生的创新意识、创新能力和创新精神,注重科研优势和学科优势对本科教学的带动作用。研究确定实验室用于本科教学的改革思路是:建立开放、系统、完整、高水平的教学平台,形成培养交通运输类专业复合型创新人才的重要基地。

(2) 根据交通运输类专业复合型创新人才培养的需要,深化实验教学改革,完善创新课程体系。基础实验主要通过优化实验项目,使综合性和设计性实验项目达到40%以上,扩大本科生实验自主性和实验室开放性,提高本科生实验学习兴趣,培养本科生创新能力。开设创新研修课,新建专业综合实验,创建科研创新实验平台,延拓创新科研基金课题,使本科生受到推进式的科研技能、创新能力和综合素质训练。

(3) 挖掘实验室中能为本科生复合型创新人才培养利用的软、硬件资源,建立实验室科研资源用于本科生复合型创新人才培养的平台。以实验室为依托,继续实践探讨实验室大、中型仪器共享机制,建立实验室本科生创新实验基地。

(4) 鼓励实验室教师开设创新性研修课程,强化其对本科生创新活动的指导。在强调本科生实验基本技能和科研基本素养的同时,结合科研项目和大学生创新活动开展本科生创新性实验,形成多层次、多形式的本科生复合型创新人才培养体系。

3.3 交通行业重点实验室开展本科教学的主要内容

(1) 本科生科技创新能力培养平台及条件建设。以培养交通运输类专业复合型创新人才为目标,以提高本科生的实践动手能力和科技创新能力为核心,依托实验室构建本科生科技创新能力培养平台。包括:召集相关教师及实验室人员进行研究讨论,筛选出适合本科生使用的仪器设备、适合本科生开展科技活动的科研课题、能够利用实验室开设实验的本科课程、指定能够带领本科生开展科技创新活动的指导教师等。

(2) 利用实验室的管理制度建设推行实验室向本科生开放,要使实验室满足本科生创新性实验的需要,对实验室的管理提出新的要求。为此,需要进行实验室的管理制度建设。在实验室的管理制度建设中,我们参考了与实验教学相关主要政策，包括:高等学校实验室工作规程、教育部重点实验室评估规则、国防重点学科实验室管理办法、国防科技重点实验室管理办法、高等学校重点实验室建设与管理办法(暂行)、高等学校仪器设备管理办法、国家重点实验室建设与管理暂行办法等。在这些规章制度的框架内,我们进一步研究了实验室的特点,制定了有利于本科生复合型创新人才培养的制度:包括对本科教学利用实验室的鼓励和奖励政策、本科生进入实验室的条件、本科生科研活动的管理方式、本科生科研实验的经费来源、本科生使用仪器的管理等。这些管理制度的建设,通过开会研究,广泛征求了相关领导、教师、实验人员和学生的意见和建议,确保对交通运输类专业复合型创新人才培养起到实际作用。

(3) 本科生利用实验室的实施方案。依托实验室的硬件教学资源,充分挖掘实验室拥有的高端人才优势潜力,制定了交通运输类专业本科生利用实验室的具体实施方案。包括:针对本科生特点的综合设计型和研究创新型实验设计、本科生参加科技创新活动的选题及指导方案、引导本科生科技创新与工程实践活动计划、实验室高端人才为本科生开设的讲座计划等。

3.4 交通行业重点实验室开展本科教学采用的教学方法

一般来说,基础和专业教学实验主要是使学生加深理解基本理论知识、掌握基本实验技能和方法,教学内容重在理论公式、基本规律的演示验证,正因为如此,这类实验就具有专业涉及面广、学生群体性强、内容变化小以及设备简单等特点。交通行业重点实验室则更为专业化,它聚集了国内一流的专业人才,拥有一流的科研成果、一流的专业实验设备,而且国内外合作交流频繁。实验室的主要研究方向相对稳定,但随着国际同类学科的发展、承担科研项目的变化,研究方向往往需要适当调整,实验研究的内容重复性小、更新快[8]。为此,实验室资源用于本科教学,其教学方法具有一定的灵活性,因为开设的课程和进行的实验,大多有别于传统的实验,多是结合交通项目开展的创新性实验[9-10]。目前,我校常采用的教学方法有:

(1) 讨论、互动式教学。讨论、互动式教学方法贯穿于实验的全过程。实验前,由指导教师讲解有关实验要求和实验原理,通过讨论式互动方法,充分调动本科生学习的积极性,使学生更好地理解和掌握实验要求和实验原理。实验过程中,由学生进行设计方案的讨论,比较不同设计方案的优劣。实验结束时由老师组织学生对实验结果进行讨论,有利于学生对实验结果的分析和比较。

(2) 示范设计教学。对综合型、设计型实验课题,一般都有由教师设计制作好的实验样板,实验样板的设计为学生自主独立设计提供了参考,使学生能直观地理解设计课题的原理、指标及要求,从“模仿”到“创新”。

(3) 开放式教学。我校交通行业重点实验室创建了“大学生开放创新实验室”,实行全开放式创新教学机制,在教师指导下,做到实验时间开放、内容开放、设备开放、试剂药品开放。本科生通过参与开放性创新实验,实践能力和综合素质明显提高[11-12]。

(4) 任务驱动式教学。对设计型实验课题,在明确设计任务和要求的情况下,从资料收集、方案拟定、设计与调试到撰写设计报告,都由本科生自行完成。为学生的发挥和创新留下足够的空间,让学生自己准备、查阅、整理、分析、动手、思考、归纳和总结。

(5) 集中教学与个别指导相结合。本科生之间的实验技能和创新能力往往存在较大差异,为使动手能力差的学生建立足够的信心,且为优秀学生提供最大限度的发挥空间,教师因人而异进行有针对性的指导,对好的学生提出更高的要求,对后进的学生进行耐心辅导。

(6) 现场演示教学。在交通行业重点实验室,对于易损、昂贵仪器的使用、操作以及注意事项都进行现场演示,使本科生能有机会了解、使用先进的仪器与设备。

4 结束语

我校在交通行业重点实验室的建设和复合型创新人才培养方面开展了一些工作,这些工作在本科教学和大学生科技创新活动中发挥了一定的作用,这对于我校研究型大学的建设十分有意义。但是,由于本科生知识水平、学习重点等的限制,其参与交通行业重点实验室项目研究的能力还有待提高。如何进一步将交通行业重点实验室的建设成果用于交通运输类专业本科生复合型创新人才的培养,还需要进一步从管理机制、具体操作方法、经费保障等方面研究深化。

References)

[1] 安实,王晓宁,孟祥海,等. 关于培养交通学科复合型创新人才的几点思考[J].学位与研究生教育,2010,26(4):13-16.

[2] 邹永东,郑易之.开放重点实验室,培养学生实践能力和创新能力[J].实验技术与管理,2006,23(3):109-111.

[3] 左铁镛.高等学校实验室建设的作用与思考[J].实验室研究与探索,2011,30(4):1-5.

[4] 钱小明.高等院校实验教学的现状及对策[J].实验技术与管理,2011,28(11):144-146.

[5] 钱小明.高校实验室开放管理机制的探索与实践[J].实验技术与管理,2013,30(11):40-42.

[6] 程春英,程梅燕.浅析高校实验室开放的建设与管理[J].实验室科学,2012,15(1):152-154.

[7] 刘鹤,荆晶,王曦.高校实验室管理工作的定位与思考[J].高教研究与实践,2011,30(4):11-15.

[8] 刘丽琴,陈永清.大型仪器共享管理的研究与实践[J].实验技术与管理,2011,28(2):208-210.

[9] 江锦花.大学生科技创新与开放实验室管理模式[J].实验室研究与探索,2009,28(12):12-15.

[10] 孙蓉,苏丽,吕淑平,等. 大学生科技创新活动的问题与对策[J].实验技术与管理,2013,30(11):46-49.

[11] 李苏北.以学科竞赛为载体 推动课程建设与学生创新能力的培养[J].大学教学,2009(5):8-10.

[12] 杨俊英.试论高等教育创新与创新人才培养创新[J].教育探索,2007(9):25-26.

Construction of key laboratory and cultivation of compound-type innovative talents in industry

An Shi,Wang Xiaoning,Wang Jian,Yang Longhai,Zhang Xiqiao

(School of Transportation Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China)

Based on the actual conditions of the construction of key laboratory and the cultivation of compound-type innovative talents in transport industry in Harbin Institute of Technology,the characteristics of transport industry key laboratory in colleges and universities are analyzed,and the significance of constructing transport industry key laboratory for the cultivation of compound-type innovative talents is put forward. The characteristic work in construction of transport industry key laboratory in Harbin Institute of Technology is summarized according to participation in major national construction projects and disaster relief social action positively,the international academic exchange,the cooperation and exchange with other laboratories. According to the demand of culturing transportation industry compound-type innovative talents, the concrete measures used by transport industry key laboratory to cultivate compound-type innovative talents are put forward based on cultivation concept,reform idea,teaching method and so on.

industry key laboratory;construction characteristics;cultivation of compound-type innovative talents;major measures

2014- 05- 13 修改日期:2014- 07- 30

黑龙江省高等教育教学改革立项高教综合改革试点专项项目(2013)

安实(1968—),男,河北丰润,博士,教授,哈尔滨工业大学副校长，交通安全特种材料与智能化控制技术交通行业重点实验室主任，主要从事高教管理研究

王晓宁(1974—),女,山东泰安,博士后,副教授,硕士生导师,主要研究方向为交通运输规划与管理.

E-mail:wxn1974@hit.edu.cn

G482;G642.0

A

1002-4956(2015)1- 0022- 04