加强实验室开放管理 培养创新实践型本科生

吕恒林 ,吴元周

(1. 中国矿业大学 力学与建筑工程学院 , 江苏 徐州　221008；2. 江苏建筑节能与建造技术协同创新中心, 江苏 徐州　221116)



加强实验室开放管理培养创新实践型本科生

吕恒林1,2,吴元周1

(1. 中国矿业大学 力学与建筑工程学院 , 江苏 徐州221008；2. 江苏建筑节能与建造技术协同创新中心, 江苏 徐州221116)

结合中国矿业大学土木工程专业产学研用结合培养模式实践,探讨实验室开放管理对创新实践型本科生培养的作用。创新实践型人才培养要求实验室加大开放力度,因而需要加强开放式实验室建设。通过从规章制度、软硬件设施、开放模式、实验室管理平台和评估标准等方面详细分析开放式实验室建设存在的问题和难点,有针对性地提出相应的对策。基于以学生为中心的观点,从加大科研实验室开放、加强实验室安全管理、加强实验教师和技术人员队伍建设3个方面对开放式实验室建设提出建议。

创新实践型本科生; 开放实验室; 开放管理

创新型人才是当今世界最重要的战略资源,但我国的创新型人才培养存在重学历轻能力、重学术成果数量轻质量等现象,因而缺乏掌握核心技术和自主知识产权的人才,在全球产业竞争和国家安全方面存在隐患[1]。高校作为创新型人才培养的主要载体,有义务也有能力解决该问题。因而需要转变教育观念,以创新作为大学的精神核心和价值追求,着力强化理论基础、注重实践能力和创新能力的培养,实施全面素质教育[2]。

中国矿业大学土木工程专业自2011年起提出产学研用合作培养创新实践型本科生模式,充分整合校内外各类实践教学资源,培养学生的创新实践能力。其中,高校实验室是培养学生创新实践能力的重要条件,开放式实验教学是实验教学改革的必然选择之一[3]。本文在对近年来产学研用合作培养本科生模式实践的基础上,针对高校实验室开放存在的难题提出相应的对策,并从满足创新型人才培养需求的角度对开放式实验室建设提出建议。

1　产学研用合作培养模式对开放实验室的需求

2011年,中国矿业大学获批江苏省教育教学改革重点项目——产学研用合作培养土建类专业创新人才的研究与实践(2011JSJG023)。通过在中国矿业大学土木工程专业近3年的探索和实践,凝练了产学研用合作培养创新人才模式,即在一、二年级完成通识教育和学科基础课程学习后,根据学生兴趣和就业期望培养“拔尖创新人才”或“卓越工程师”。“拔尖创新人才”指对创新意识强、学术研究能力强的优秀学生,通过配置导师、组建创新团队参与理论研究、科研项目和创新竞赛活动等方式,发掘其研究潜力,采取本—硕连读或本—硕—博连读方式培养以教学和科研为主的学术型人才；“卓越工程师”指对具有扎实理论基础、实践应用能力强的学生,通过“卓越工程师培养计划”到企业顶岗实践、组建创新团队参与技术研究科研项目等,锻炼其应用能力和实践能力,培养专业学位型研究生或技术人才。在产学研用合作培养创新型人才模式中,学校(包括学院和专业)、学生、产学研用合作单位(科研机构或企业)各司其职,真诚合作,一切以学生为中心,以培养社会需要的创新型人才为目标。

无论是培养何种人才,创新实践能力都将是教育的核心内容,都需要各类实验条件的满足,尤其是开放实验室的软硬件条件。中国矿业大学土木工程专业现拥有1个国家级和1个省级本科实验平台、3个国家级和7个省级科研实践平台,但受多方面因素限制,开放式实验室建设和管理还存在一定的难点需要克服和解决。

2　开放式实验室建设和管理的难点及对策

一般来说,高校实验室包括本科教学实验室和科研实验室两类,其中本科教学实验室的主要功能是让学生了解本专业基础实验知识和技能,科研实验室则是服务于学科专业相对前沿知识的探索与实践,因而在科研实验室实验设备、师资和场地等方面具有明显的优势。开放实验室建设和管理的主要任务是协调上述两类实验室之间的关系,在实践过程中发现存在多方面的难点,包括规章制度、开放模式等,通过有针对性的建设,终于得到有效解决。

2.1加强制度建设,做好规划和保障工作

规章制度是保障实验室有效开放的前提,它可以保障实验室开放的持久性和连续性,使之规范化运作[4]。实验室开放的相关规章制度包括准入审核制度、安全管理制度、仪器设备的日常维护制度等,各高校略有不同。目前,实验室规章制度方面存在的问题主要有以下两方面:

(1) 部分制度条款过于形式化,没有结合本实验室的具体情况。既不能突出本实验室的特色,又不能对在实验室进行实验的学生进行指导、教育和约束。

(2) 部分实验室没有认真对待制定的规章制度,停留在纸面上,不能落实到广大师生的日常实验中,尤其是实验安全制度。

通过广泛调研,并结合中国矿业大学土木工程专业各实验室的具体情况,出台了实验室开放系列文件,通过建立健全实践教学保障体系和实践育人长效机制,确保“五落实”:制度、时间、场地、经费、指导教师；建立了与课程体系相对应的“演示与验证实验、综合与设计实验、创新与前沿实验”三层次的实验项目体系,并积极组建“实验训练、能力磨炼、创新演练”3个模块。规定各实验平台的仪器设备全部用于教学实验,每天3个单元开放、周末全天候开放。目前基础实验设备学生1人1台套,大型仪器设备向学生开放,全面支持学生开展开放式实验、创新训练活动等。近3年,本专业各类实验平台累计实验每年人时数超过100万,支持学生开展国家级和省级大学生创新训练项目50余项、校院两级创新训练项目近300项,每年50%以上的毕业生在实验室完成毕业实习或毕业设计(论文)。

2.2优化实验条件,落实软件和硬件建设

实验条件包括实验需求的仪器设备、实验教师队伍等,是该实验室是否满足开放要求的重要判断标准。本科实验条件存在以下难题[5]:

(1) 基础实验设备老旧,更新不及时,尖端实验设备大多在科研实验室,对本科教学开放力度不够；

(2) 实验体系不完善,实验内容陈旧；

(3) 专职实验教师数量不足,高校一般要求实验教师具有博士学位,致使实验教师队伍建设进展缓慢,实验课程大多由任课教师指导,而部分教师缺乏指导实验的经验；

(4) 专业实验员数量少,职称和学历层次较低，对实验员队伍建设重视程度不够,导致实验员队伍逐渐弱化。

针对上述问题,中国矿业大学土木工程专业通过积极建设本科实验平台、加大开放科研实验条件等方式,优化创新实践型人才培养的实验条件。通过申请教育部改善基本办学条件(修购专项)专项资金、国家级工程实践教育中心建设经费、江苏省高校实验实践教育中心建设经费等方式,积极完善和优化本科实验教学的硬件设施,积极构建“公共实验平台、特色实验中心、学科前沿实验室”三级实验平台,实验室全天候开放,并且面向本科生开放重点实验室的教育资源；通过积极引进和培养优秀博士、转岗在职教师等方式,逐步优化专职实验教师和实验技术队伍,重点吸收有实验教学和指导经历的优秀人员；在学科和科研实验平台建设方面,充分考虑本科开放实验需求,在实验设备台套数、场地面积等方面予以保障,并安排专职实验教师指导学生开放实验。

2.3改革开放模式,激励教师和学生热情

2.3.1实验室开放存在的问题

实验室开放不仅要满足开放时间需求,还要满足实验内容开放的需求。开放实验存在以下难题[6]:

(1) 缺乏激励措施,师生积极性不高；

(2) 被动开放或混沌式开放,实验室开放形式和内容单一；

(3) 开放实验经费不足；

(4) 部分科研实验室存在仪器设备和研究内容保密问题,难以对学生开放。

2.3.2改革开放模式

为此,在开放方式的选择上,结合实验类型和学生将来的发展需求,对开放模式采取了针对性的改革措施。

(1) 对于满足基础实验需求的课程实验,从系统性、集成性和综合性等方面对教学实验内容进行创新性的整合。充分利用实验室开放,支持鼓励学生开展设计、开放性实验。对于“土木工程材料”、“结构设计原理”等课程中的综合性、设计性实验,在教学过程中,鼓励学生开展土木工程材料和结构设计原理课程实践教学联合。学生从原材料选取开始设计,自己动手做构件进行综合性、设计性实验,得出实验数据,进行数据的处理分析,得出结论。培养学生动手实践和实验分析等能力,为学生今后参加研究和进一步学习奠定科研的基础能力。

(2) 对于学生自主设计的拓展学生创新思维和实践能力实验,鼓励其通过申报国家、江苏省和校院各级创新训练项目以及参与指导教师科研项目等方式获取开放实验课题和指导,既帮助教师完成了科研实验,又锻炼了学生创新思维和实践能力,实现教师和学生双赢,充分激励了教师和学生的积极性。而且,项目开展过程中,可以获得创新训练项目资助经费和指导教师科研经费支出,充分保障了开放实验的完成。或者,将开放实验与学科知识竞赛等相结合,也会激励教师和学生的积极性[7]。其中,对于有进一步学习和深造需求的“拔尖创新人才”,尤其是获得推免资格的四年级学生,将本专业的所有本科实验室和科研实验室全部向学生开放,支持其开展创新实验；对于计划毕业后选择就业的学生,则将本科实验室和校内外实践训练中心全部向其开放,支持其开展创新训练。

2.4强化过程管理,规范申请和审核机制

实验室管理是其开放功能顺利实现的重要保障,包括实验室安全管理、开放管理等。其中,安全管理的对象既包括实验人员的安全,也包括实验设备和技术安全,尤其是科研实验室内的高尖端仪器设备和技术。归纳起来,实验室管理难题主要有两个方面,即人员的流动性和实验的不确定性[8]。实验室开放管理的核心问题是开放实验项目的申请和审核机制、指导教师队伍、师生间或生生间沟通和交流平台等[9-10]。

上述问题,可以通过采取将教学、实践相结合的办法得以解决:创新实践、专业建设和教学相结合；学生个人培养、导师学术研究与创新实践活动相结合。较好地协调了已有实验室、科研平台、学生论文工作、导师科研等方面的关系,让学生积极参与创新实践活动,并通过建立有效的“进入退出”机制,形成了动态但相对稳定的可持续管理队伍,同时也形成了一套特色鲜明并适合本科生创新人才培养工作的组织管理体系。开展了如下工作:

(1) 建立一套开放实验的申请—审核系统,供全校师生进行网上申请,由实验室管理人员根据实验室具体情况进行审核,从而可以掌握实验人员流动,保障实验顺利开展和实验设备充分利用;

(2) 每学期及时公布本实验室可以完成的实验项目,并将实验设备维修保养或新购置信息及时公告师生,以便及时调整实验安排;

(3) 重点加强实验室人员的安全教育,制定安全管理制度,责任目标落实到人,并加强日常安全检查,严格追究安全事故责任;

(4) 建立切实有效的沟通交流平台,给教师和学生进行实验交流或就实验室建设提出建议和意见,以便更好地完善实验室开放管理。

3　对开放式实验室建设的建议

通过产学研用合作培养创新实践型本科生项目的实施,作者及团队发现要想培养出更多的创新型人才,必须从深化自身改革与优化外部环境两方面努力,其中改革大学自身是关键[11]。学生创新力提高并不完全受天赋背景性因素影响,院校教育环境和活动对于学生创新力提高具有重要意义[12]。开放式实验室建设在创新型人才培养过程中起着极为重要的作用,需要不断加强和完善,存在以下几点需要考虑。

(1) 加大科研实验室的开放力度,促进学科专业先进仪器设备的共享。虽然科研实验室已向本科学生开放,但受仪器设备贵重、台套数量少以及技术知识保密等因素影响,开放力度有限,往往局限于毕业班中推荐免试攻读硕士研究生的范围内,或只能对某一导师的学生开放,致使实验仪器设备利用率降低。

(2) 实验室安全管理不放松。虽然各高校一直强调实验室安全,但仍有安全事故发生。针对开放式实验室中人多、实验多的现象,建议高校加大资金投入,给实验室配备安全防护设施,如防护服、灭火器、急救箱等,将学生的安全放在第一位。同时,加大对仪器设备的维护保养,在拥有高尖端设备或开展高危险性实验的实验室内配制视频监控和防盗报警系统等,以保障设备和技术的安全。

(3) 进一步加强实验教师和技术人员队伍建设。在引进高校优秀毕业生担任实验教师时,除考核的学历和知识层次外,还应考查其实验和实践能力；进一步加大具有丰富实验指导经验的技术人员引进力度,不断充实实验教师和技术人员队伍。

4　结语

实验室开放是高校实施产学研用合作培养创新实践型本科生的重要条件之一。开放式实验室建设应当以支持创新型人才培养为目标,因而无论是规章制度的制定和执行、软硬件设施配置、开放模式的选取,还是实验室管理及评估体系的优化等,均应以学生为本,这也是高等教育的核心任务。

References)

[1] 李蕊,赵磊.大力培养创新型人才[N].人民日报,2014-01-09(007).

[2] 李静.有效发挥高校在创新型人才培养中的作用[J].教育教学论坛,2014(11):57-58.

[3] 王斌.实验室开放式教学改革与创新人才培养 [J]. 实验技术与管理, 2011,28(8): 286-287.

[4] 马宏图.开放实验室促进创新人才培养[J].实验科学与技术,2012,10(5):135-137.

[5] 邓华锋,李建林,王乐华,等.提高土木工程专业课程实验教学水平的思考[J].高等建筑教育,2015,24(1):119-122.

[6] 苟如虎,王亚玲.“三线并进”实验室开放模式的探索与实践[J].实验室研究与探索,2015,34(1):238-241.

[7] 高云鹏,滕召胜,黎福海.开放实验室与学科竞赛平台相结合的创新人才培养模式[J].实验技术与管理,2012,29(4):360-362.

[8] 黄飞,张慧风,胡立双,等.行为安全管理在实验室中的应用研究[J].实验技术与管理,2015,32(1):230-232.

[9] 陈容容,石雪芹,赵玉红,等. 科技创新实验室开放管理的探索[J]. 实验室研究与探索,2011,30(3):323-325.

[10] 黄娟,范锐,李勇峰,等.大学生开放与创新实验室效能评估机制研究[J].实验技术与管理,2014,31(12):222-225.

[11] 董泽芳,袁川.国外高校成功培养创新型人才的经验与启示:以哈佛大学、牛津大学和东京大学为例[J].现代大学教育,2014(4):26-32.

[12] 郭芳芳,史静寰,涂冬波.研究型大学创新人才培养研究:基于本科生获奖及创新力提高差异的实证分析[J].清华大学教育研究,2012,33 (5): 13-20.

Strengthening managementof open laboratory to promote cultivating innovative-practicing undergraduates

Lü Henglin1,2, Wu Yuanzhou1

(1. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Ming and Technology, Xuzhou 221116,China；2. JiangSu Collaborative Innovation Center for Building Energy Saving and Construct Technology,Xuzhou 221116, China)

The effect of open laboratory management on the cultivation of creative-practicing undergraduates was explored, based on the practice of combination training mode of “Production-Education-Research-Application” in China University of Mining and Technology. More open degree of laboratory was needed for training innovative talents, and the construction of open laboratory should be paid more attention to. And then some aspects were explored, such as rules and regulations, software and hardware facilities, open modes, the management platform and evaluation standard. As the problems and difficulties were pointed out, some well-directed treatments were proposed. Suggestions on increasing open degree of scientific laboratories, paying more attention to safety management and construction of laboratory technicians were presented, based on the view point of student-centered.

innovative-practicing undergraduate; open laboratory; open management

10.16791/j.cnki.sjg.2016.03.002

实验室创新

2015- 08- 22

江苏省教育教学改革重点项目“产学研用合作培养土建类专业创新人才的研究与实践(2011JSJG023)”的阶段性研究成果

吕恒林(1966—),男,江苏扬州,博士,教授,博士生导师,研究方向为实验室建设与管理.

E-mail:henglinlv@cumt.edu.cn

G482;G642.0

A

1002-4956(2016)3- 0005- 03