协同创新背景下的实验教学改革与实践

欧阳玉祝， 蒋剑波， 王广成

(吉首大学 化学化工学院，湖南 吉首 416000)



协同创新背景下的实验教学改革与实践

欧阳玉祝， 蒋剑波， 王广成

(吉首大学 化学化工学院，湖南 吉首 416000)

为了培养学生的创新创业能力，建设具有特色的化学实验教学示范中心，根据学校的办学理念与办学定位，结合我校实验教学和学生科技创新的改革经验，提出了化学实验教学中心的改革思路和教学定位；并以校企协同创新作为切入口，对实验教学内容、教学模式、教学机制的改革和实验教学团队的建设进行了深入探索与实践，搭建了理工科实验教学和科技创新平台，有效提升了学生的就业竞争力,在实验教学改革和示范中心建设方面取得了比较突出的成效。

产学研； 协同创新； 实验教学

0 引 言

产学研协同创新是围绕创新目标，多主体、多因素共同协作、相互补充、配合协作的创新行为[1-4]，是当今世界科技创新活动新趋势，是高校与企业整合办学资源、提高办学效率、培养创新人才、提升就业竞争力的有效途径，也是高校教学改革和学术成果产业化的发展趋势[5-7]。随着社会的发展和科技水平的进步，社会对人才的标准不断提高[8-11]，为了适应社会发展的需要，高校实验教学必须深化改革，创新理念[12-14]，强化产学研和校企协同创新，培养能力，提高质量。

1 合理谋划，科学定位

1.1 理清思路，合理规划，科学定位

实验教学是理工科人才培养的重要教学环节，是培养大学生创新能力的主要途径。为了满足新形势下人才培养的要求，高校实验教学必须深化改革，对教学体系、教学模式、教学机制、教学内容和教学手段等进行科学谋划[15-16]，制定清晰的改革思路和准确的教学定位。我校是位于少数民族贫困地区的综合性大学，根据“平民大学”的办学理念和“下得去、留得住、用得上、干得好”培养目标，结合我校化学实验教学特点，我们坚持以教育思想观念转变为先导，以实验教学体系和教学模式创新为核心，以信息技术为手段，以硬件建设和制度建设为保障，整合资源，合理规划，科学定位，开放共享，开创产学研协同创新的实验教学新局面。确立了“以学生为中心，以能力培养为主线，坚持专业人才培养定位与实验教学目标相统一，理论教学与实验教学相协调，学校教学与企业实践相结合，培养学生的应用创新能力，促进学生知识、能力、素质协调发展与综合提高”的实验教学定位。对实验项目和教学内容进行全面优化，强化科研成果转化为实验教学资源和企业产品，突出了实验内容和运行机制的先进性、科学性、应用性和本土性。

1.2 以人为本，构建协同创新的实验教学模式

教学模式是在长期教学实践过程中形成的一种固定教学方式。为了培养学生的科技创新能力，提升学生的就业竞争力，近年来，我们采用了多方式、多途径、多主体、多层面的实验教学改革创新活动，构建自身的实验教学模式。在实验教学方面，冲破学校的范围局限，走出校门，走进企业，融于社会；坚持“一切为了学生、为了一切学生、为了学生一切”的以人为本教学理念，以产学研协同创新为主题开展实验教学改革，构建了理论与实践结合、课内与课外结合、实验与仿真结合、校内与校外结合、学校与企业结合的开放式实验教学模式。

2 优化教学内容，强化实验特色

2.1 优化内容，强化特色

实验教学内容改革是教学改革的基础，我们坚持以培养学生创新能力和操作技能为依托，加强项目和内容的优化，充实实验教学内涵，构建了具有地方特色的实验教学内容体系。新的教学内容体现五大特征：

(1) 增加综合性。传统的基础化学实验项目大多为单一经典理论验证或单一实验操作，实验内容简单，三性实验比例低，学生按照照方抓药的方式完成；其能力目标主要是训练学生的基本技能，学生发现问题和提出问题的能力得不到训练，实验没有自主性、交互性和创新性。为此，我们加大了实验内容改革力度，对原有的“基础化学实验”内容进行优化，删除一些重复内容较多的验证性实验，增加了综合性和设计性实验比例，并在课程体系中增开了“综合化学实验”课程。改革后的“基础化学实验”三性实验项目比例由46%增加到72%，“综合化学实验”课程中的实验项目全部是具有研究属性的综合性实验。

(2) 强化本土性。我校是位于湖南西部少数民族贫困地区的唯一综合性大学，人才培养、科学研究和社会服务是社会赋予我校的历史使命和社会责任。为此，我们对实验项目的遴选进行了改革，以本地资源的开发利用作为切入口，将人才培养和科学研究与社会服务有机结合，加强学校与企业的协同创新服务。新的实验项目中，16%的基础化学实验项目和80%的综合化学实验项目来源于本地优势资源的开发利用和实用技术，实验内容强化了本土资源的开发利用。例如：基础化学实验中“路边青总黄酮的提取及其紫外光谱分析”、“单宁酸沉淀法提取烟碱及其GC/MS分析”、“猕猴桃根中微量元素测定”、“电解锰废液中重金属元素的测定”、“软锰矿制备高锰酸钾”、“由白云石制备超细碳酸钙”等项目都是以本地资源为实验对象开设的综合性实验项目。

(3) 注重科学性。随着科学技术的发展，现代实验原理、实验技术和实验装备也在不断更新与发展，这也是社会对高校人才适应能力培养的要求。因此，教学内容既要适应专业人才培养要求，符合市场需要，而且能够反映现代实验理论、实验技术、实验装备和现代科技的发展水平，能体现现代科学技术的进步，反映先进的仪器设备技术。为此，在新开设的综合化学实验课程中，我们十分重视现代实验技术和实验装备水平的应用，课程实验共设置37个项目，将现代实验原理和新技术用于实验中，使实验内容与现代实验技术有机结合，能体现现代科学技术水平。实验中涉及到了红外光谱、紫外光谱、气相色谱、高效液相色谱、气质联用、扫描电镜、X-衍射、X-荧光、原子吸收、差热分析等先进的实验设备应用，强化了实验内容的科学性。例如：综合化学实验中“纳米TiO2制备及其对亚甲基蓝的光催化降解”采用了先进的溶胶-凝胶法合成纳米TiO2材料，同时，采用先进的扫描电镜、x-衍射和激光粒度进行表征；“花椒总多酚的提取分离与紫外光谱分析”，以本地资源花椒为对象，采用超声提取-树脂分离和光谱法表征。

(4) 强化绿色性。为了强化实验的绿色性和环保性，我们在实验项目的选择上，淘汰了一些高能耗、高污染和有毒的实验项目，不断从教学科研成果中遴选新的具有环保性的绿色实验项目。如：在基础化学实验中，删除了高毒性的砷、汞、铅、氰化钾、苯胺等有毒实验，增加了具有地方特色的矿产资源和天然植物活性成分提取分离方面的实验，优化的实验项目能够体现环保性和绿色性。

(5) 实现互动性。在实验教学内容更新上，我们十分重视学生科技创新成果和教师科研成果转化为教学资源，将本地资源优势转化为办学优势，将师生的科研成果转化为教学内容，有效地实现教学与科研互动，做到了科研服务教学。综合化学实验项目全部来源于大学生科技创新成果和教师科研成果。如：“花椒总多酚的提取分离与紫外光谱分析”、“磁性纳米Fe3O4的制备及其表面二氧化硅修饰”、“固体电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的合成及其电化学性质”和“纳米TiO2制备及其对亚甲基蓝的光催化降解”等都来源于近5年我院省、校级大学生创新性实验项目的研究成果，不仅突出了实验项目的本土性，而且有效地实现了科研成果与教学的互动。

2.2 建立协同创新的实验教学开放机制

产学研校企合作协同创新是以学校为校内主体，企业为校外主体，围绕人才培养和产品开发多个目标，共同协作配合的运行机制。对于高校的实验教学而言，是一种全新的校外开放性实验教学机制，这种开放机制是将校企协同开发项目与学校人才培养紧密联系在一起，实现校企双赢。这种开放机制能改变传统实验教学的封闭性，体现学生的自主性和交互性，实现实验项目、内容、时间、对象和手段等全方位开放。在实验项目选择上，我们以学生为对象，以需求为主线，以项目为载体，打破学校与企业的界限，设置综合化学实验、大学生创新性实验、企业委托开发项目、各种平台项目等各种层次的实验项目，这些项目可以在学校和企业完成，并形成长效机制。

2.3 构建双师型教学团队培养机制

实验教学团队是为了共同的人才培养目标和实验教学任务组合的教学群体，是教学的实施者，也是质量的保证者。教学团队必须具备统一目标，团结互助，无私奉献，而且具有合理的年龄、学历和职称结构。在实验教学队伍建设上，我们按照“用好现有的人，留住关键的人，引进急需的人，培养未来的人”的建设思路，坚持“引人”与“引智”相结合，专职与兼职相结合，学校与企业相结合，激励与约束相结合，在职培训与校外引进相结合，通过各种途径提高教师的实践能力和教学水平，定期将学校专业教师送到工厂企业锻炼，把企业技术人员引入学校担任兼职教师。在实施开放项目上，采用双导师制，项目面向校内和企业，使学校与企业实现实质性融合，构建了科学的双师型师资队伍培养机制。同时，在政策制度上制定有力的激励措施，激励校内高职称、高学历教师和企业高水平技术人员进入实验教学团队从事实验教学工作。如：修订了“吉首大学教学奖励办法”、“吉首大学教学名师和教学能手评选细则”，制定了“关于鼓励教师开展实验教学改革与研究的措施”、“调整教研教改成果奖励的暂行规定”、“国家级实验教学示范中心开放项目管理办法”和“校外实践教学基地开放项目管理办法”等制度措施。通过严格管理制度，强化奖惩机制等各种激励措施，形成了一支以高职称和高学历技术人才为核心，结构合理、思想稳定、教学水平高、科研能力强、爱岗敬业、无私奉献的双师型实验教学队伍。

3 协同创新，服务本土，促进地方经济发展

为了培养学生的创新能力，我们加强了企业和实验室开放力度，把企业实际问题转化为研究项目，与企业紧密结合实施校企协同创新，服务本土，开创校企合作培养学生创新能力新途径。全体师生利用本地特色植物资源和矿产资源作为研究对象，与本地企业共同研究，先后开发出猕猴桃、发酵产品、显齿蛇葡萄、花椒、杜仲、倍子、三叶木通等农林产品和锰、锌、钒、钙、镁等矿产品共100余种。其中无钝化电解锰新工艺、湿法提钒新技术、氧化剂协同浸钒工艺、倍花单宁酸生产技术、高抗菌性多孔炭负载介孔(TiO2-Ag)复合体制备工艺、速溶葛粉复合酶法工艺、三叶木通果仁油制备技术、无盐香醋加工新技术等多项新工艺技术在本地企业应用，产生了良好的经济效益。无盐香醋加工新技术的应用开辟了神秘湘西醋特色产业，使湘西州边城醋业科技有限公司年产各类香醋果醋饮料40 000多t，开发椪柑优质原料生产基地6 000亩。在矿产资源开发方面，已经孵化出一批本地特色企业，产生了良好的经济效益，不仅培养了学生的创新能力，而且有效地促进了地方经济的发展，实现了校企双赢。

4 结 语

产学研协同创新是学校与企业合作的学术成果产业化活动过程，也是高等学校培养创新人才，提高就业竞争力的有效途径。提高人才培养质量和实验教学水平，不仅要有清晰的改革思路和科学的教学定位，而且要有充足的实验教学资源和强大的实验教学团队。通过整合学校与企业的办学资源，以校企协同创新作为切入口，着重解决教学体系、教学内容、教学模式、教学手段和运行机制的改革问题，加强实验教学队伍建设，才能提高教学质量，建设有特色的实验教学平台，有效地培养学生的创新创业能力。

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Reform and Practice on Experimental Teaching Based on Collaborative Innovation

OUYANGYu-zhu,JIANGJian-bo,WANGGuang-cheng

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Jishou 416000, China)

In order to cultivate innovation and entrepreneur ability of students，build characteristic chemical experiment teaching demonstration center, according to teaching idea and educational orientation of the college, combining with reform experience of our experiment teaching and technological innovation of students, reform ideas and teaching orientation were proposed. The reform consideration took college-enterprises collaborative innovation as an entry, reforms experiment teaching content, teaching model, teaching mechanism and construction of teaching team. A platform for experiment teaching and students’ technology innovation were constructed, and students’ employment competitiveness was improved. Better achievement in experimental teaching reform and demonstration center construction were also achieved.

industry-university-research; collaborative innovation; experimental teaching

2015-01-19

湖南省教育厅教学改革研究项目(湘教通〔2014〕247号)；国家级实验教学示范中心建设项目(教高函[2007]21号)

欧阳玉祝(1956-)，男，湖南宁远人，硕士，教授，吉首大学化学化工学院副院长，国家级实验教学示范中心主任，主要从事天然产物研究和实验室管理工作。

Tel.:0743-8563911；E-mail:ouyang1227@126.com

G 642.0

A

1006-7167(2016)01-0173-03