大学生创新实验室的建设与实践

2018-03-30黄善波王加胜罗小明李玉星解俊梅

实验室研究与探索 2018年6期

黄善波, 王加胜, 巩亮, 罗小明, 李玉星, 解俊梅

(中国石油大学(华东) 储运与建筑工程学院，山东青岛 266580)

0 引言

创新是一个国家和民族持续发展的源泉和动力，21世纪是创新的时代。党中央已经将创新的重要性提到前所未有的高度。十八届五中全会和2014年中央财经领导小组第七次会议上[1]分别指出，“我们必须把创新作为引领发展的第一动力，把人才作为支撑发展的第一资源，把创新摆在国家发展全局的核心位置”“人才是创新的根基，是创新的核心要素。创新驱动实质上是人才驱动。为了加快形成一支规模宏大、富有创新精神、敢于承担风险的创新型人才队伍，重点在用好、吸引、培养上下功夫。”面对国家对创新人才的迫切需求，如何构建大学生创新意识和创新能力的培养体系，是摆在高校面前的重大课题。要培养创新型人才，首先要提供有利于创新人才培养的条件和环境。实验室是开展创新教育的重要基地，建设创新实验室是培养大学生创新意识和能力的有效途径，是落实国家创新教育战略的重要举措。只有努力创造条件，让更多的学生有更多的机会进入实验室，才能在实践中激发学生参与创新的热情。为此，全国各高校围绕着培养和提高大学生的创新意识和能力，从实验室的资源建设、运行机制等各方面都做了大量有益的探索和实践[2-8]，取得了初步的成效。

储运与建筑工程学院是学校的特色学院，多学科交叉融合是学院的特点。目前学院在创新教育组织管理与协调、教师指导、实验室开放、实验资源利用、实验创新场所建设、创新教育运行机制不到位、创新活动随机性强、存在功利化倾向等一系列问题。究其本质是缺乏行之有效、系统的大学生创新教育体系。为此，学院从2013年开始，结合学院的学科特点和现状，借鉴与参考兄弟高校的建设实践和经验[3-5,9-15]，依托现有的实验室资源，探索构建以创新实验室为平台的课外大学生创新人才培养体系。

1 创新实验室建设的目标和原则

大学生创新教育是系统工程，大学生创新实验室建设是内涵建设，包括大学生开展创新活动的实验平台，及大学生创新教育的体系与机制建设。针对大学生创新教育中存在的问题，学院提出了以培养大学生的创新意识和创新能力为目标，以储建学院大学生创新实验室建设为平台，构建课外大学生创新人才培养体系。

(1) 注重特色。从过去学生参加的创新创业项目、取得的学科竞赛成果以及申请的专利来看，学院大学生创新活动主要集中在油气行业的节能环保和新能源等领域。为此，结合学院多学科交叉的优势，将传统的油气优势与节能、环保和新能源结合起来，以“节能环保与新能源开发利用”作为创新实验室建设的主题与特色。

(2) 重在基础。创新实验室不再建设重复性、验证性的实验平台，而是围绕着创新实验室的主题与特色，通过整合与新建等途径，重在为大学生开展科技创新活动提供平台与条件，如实验场地、实验条件、实验手段和测试平台等，为大学生开展创新实验提供便利。

(3) 突出创新。创新是创新实验室建设的生命线，实验室建设围绕着学科专业前沿、社会热点等方面展开，引导学生在传统的油气特色工程技术、新能源开发利用、传统能源高效利用与节能、环境保护等特色方向上开展创新研究。

(4) 开放共享。开放共享是创新实验室的活力所在。围绕创新实验室主题，整合学院的实验资源，构建开放共享机制，实现时间、空间、实验对象和实验课题不限的开放原则，为学生营造一个宽松自由、能充分发挥其创造性和想象力的广阔空间。

大学生创新实验室建设是将硬件与软件合二为一的系统性建设。硬件建设是整合和优化现有的实验教学资源，建设油气特色技术、节能与新能源利用、环境保护与绿色建筑等3个创新实验平台；软件建设是指围绕服务于创新教育的制度、队伍、运行机制、创新项目体系等机制建设。硬件和软件相互依托与支撑，形成系统的课外大学生创新人才培养体系。

2 优化资源配置，搭建创新教育的实验平台

面向学院6个专业建设单一的学生创新实验室，受到学科专业方向、场地、规模、资金投入、设备选购等多种客观因素制约。因此，学院围绕着创新实验室的主题，依托学科和专业建设，通过整合现有的实验室资源和新建实验室两种途径，建设了以下3大实验平台：

2.1 油气特色技术实验平台

依托油气储运国家实验教学示范中心、油气储运国家级仿真实验室和新建的创新基础实验室而建设的，体现了学院的油气特色，实验室面积约900 m2。该平台围绕油气的储存与运输，可开展输送工艺、油气物性、管道腐蚀与防腐、油气储运安全、储罐与管道的应力分析、管道的可靠性与失效评价、管道与储罐建设的土力学分析等方向的研究，实现了传统的油气特色和力学学科、土木工程学科的交叉融合。

2.2 节能与新能源利用实验平台

依托能源与动力工程专业实验室、油气储运实验室、燃气实验室和新建的新能源实验室，实验室面积约600 m2。该实验平台可进行油气生产、加工和储运环节的节能降耗分析与评价、太阳能热利用与热储存实验、海洋温差发电和余热回收等低品位能源利用实验、强化传热技术、高效相变传热实验等。该实验平台实现了油气特色与工程热物理学科的交叉融合。

2.3 环境保护与绿色建筑实验平台

依托清洁燃烧、建筑材料与建筑物理实验室而建设的，实验室面积约300 m2。依托实验平台可开展高效燃烧技术实验、含油污泥热解实验、污染物排放控制实验、低NOx排放的内燃机低温燃烧实验、煤粉燃烧与转化实验、绿色建筑材料制备、绿色建筑设计与研发等方向的研究，是油气特色和工程热物理、建筑学的交叉与融合。

学院大学生创新实验室于2013年获得学校立项建设，投入40万元专项建设资金，建设了由学生自行管理的55 m2大学生创新工作室；在教学基本建设经费的支持下，通过整合、购置、新建等方式，丰富和完善了专业实验室，建成了开放性、创新性的多学科交叉的大学生创新实验平台。

3 构建创新教育的运行保障机制

3.1 注重制度建设，强化创新教育的组织保障

为了加强大学生创新教育的组织与领导，确保创新教育有章可循、有据可依，学院加强了组织和制度建设。成立了由院长任组长的大学生创新创业工作领导小组，定期研讨、总结创新教育工作；成立了大学生创新教育学术委员会，由学院教授委员会主任担任主任，学院分管领导、教授委员会成员、骨干教师为成员，为大学生创新教育活动提供学术指导，如创新实验室建设方案与规划的审定、大学生创新项目的指导与评价、学科竞赛指导。同时，学院制定了“储建学院关于进一步加强大学生创新精神和创新能力培养的实施意见”文件，对大学生创新教育工作的组织管理、创新项目的组织与管理、指导教师队伍的组织与管理、经费使用与管理、激励措施等进行了详细的规定。

3.2 构建双向激励机制，师生共同推进创新教育

良好的激励机制是推动大学生创新活动的重要保证，为此学院构建了双向激励机制，不仅要激励学生，更要激励教师，以充分调动师生的积极性和主动性。对学生，在专业培养方案中将大学生科技创新纳入毕业要求，规定每位学生必须取得2个科技创新学分方能毕业，保证了创新教育的覆盖面和学生的主动性。同时，还将大学生承担创新课题、参加学科竞赛等业绩与大学生的评奖评优、荣誉表彰、推免保研等学生切身利益挂钩。为了解决教师指导不到位等问题，将指导大学生自主实验、创新创业项目、学科竞赛等的情况作为教师的教学业绩，与年终岗位津贴挂钩；将副高及以上教师指导大学生课外科技创新的教育业绩作为岗位聘任的基本条件，激发高水平教师参与大学生创新教育的主动性与积极性。

3.3 完善实验室运行机制，保障实验室有效开放

为了保证实验室的开放共享，学院制定了“储运与建筑工程学院大学生创新实验室管理和运行规定”和“储运与建筑工程学院实验室开放实施细则”，对创新实验室的管理、开放、学术交流等进行了规定，确保大学生创新实验室运行制度化和规范化。成立了创新实验室管理委员会，由教学副院长担任主任，负责实验室日常管理事务。

考虑到学生个体的差异性，并保证创新教育的覆盖面，学院实施了开放实验计划。将专业的课内实验作为其他专业学生的开放实验，并依据实验类型给予一定的科技创新学分，吸引学生利用课外时间参与开放实验。同时，为了协调实验室、实验教师和学生的时间，学院提出了“三周循环推进”的开放实验教学模式，每三周发布一次开放实验项目，扎实推进了实验室开放工作。

3.4 构建创新项目体系，为大学生搭建创新项目平台

学生的认知兴趣和自我发展需要是其进行创新实践的源泉和动力[11]。为了满足不同学生群体的创新活动需要，学院依托大学生创新实验平台，构建了由“开放实验、自主实验、大创项目和学科竞赛”组成的层次化、递进式创新项目体系，吸引不同层次的学生以不同的方式参与创新教育。除开放实验外，学院提出了“大学生自主实验计划”，定期向教师、学生征集实验课题，课题通常来自教师科研或学生感兴趣的自拟实验，学生利用课外时间开展实验，结题通过后给予科技创新学分，分值高于开放实验。构建了“国家-校-院”三级大学生创新创业项目体系，每年向教师和学生征集创新创业项目课题，形成院级项目；从院级项目中择优推荐校级、国家级项目，保证项目的延续性；构建了“国家-校-院”三级学科竞赛体系，以赛代练，锻炼大学生创新能力、团结协作精神和科学精神，推动大学生创新创业活动。

3.5 倡导“以学生为中心”的创新教育模式

摒弃了传统的以教师为中心的灌输式培养模式，提出了“学院主导性、学生主体性”的创新人才培养模式。学院主导性是指学院要主动为创新教育搭建平台，营造自由开放的环境，提供项目支持，保证学术指导，落实资金经费；但在具体的创新活动中，以问题或课题为核心，倡导以学生为主体的理念，使学生由以往的被动式参与转变为主动式研究。在创新实验室内，学生是各项活动的主体，从课题的立题、选题、组队、开题、设计或研究、结果分析、报告撰写、答辩汇报等整个过程，都由学生主导完成，教师只指点、指导或把握引导作用。这种模式，不仅可调动学生的积极性和主动性，还激发学生勇于探索、敢于创新的想象力和创造性，有利于培养学生的创新意识和创新能力。

3.6 搭建创新交流平台，活跃创新教育氛围

学院定期举办创新论坛，搭建技术交流平台，邀请院内外、校内外专家学者进行学术交流；定期组织创新沙龙，师生交流创新经验，推介教师科研成果、分享创新心得；定期开展创新成果展览，发挥优秀创新成果的示范引领和辐射带动作用；组织新生科技创新宣讲会，向新生介绍学院的创新平台、机制和政策；建立创新学长领航计划，以老生带新生，实现共同创新，同时保证了创新项目和工作的延续性。

4 创新实验室的建设成效

学院构建的课外创新人才培养体系有效地支持和保障了大学生创新教育工作。2016年共接受352人次进行了开放实验，完成大学生自主创新实验28项，参与学生74人次。近3年来，依托创新实验室，共立项国家级大学生创新创业训练项目21项，校级96项，院级56项；获得省级以上竞赛奖励131项；授权实用新型专利70项，学生参与发表论文16篇；孵化创业项目9个，成立公司7家，带动就业人数60余人；组织各类校级以上学科竞赛14次。其中作品“一种聚光型发电集热太阳能梯级利用装置”获得第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“智慧城市”专项赛一等奖，“一种基于槽式双反射镜聚光和人工黑体的新型太阳能集热器”获得第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖和交叉创新二等奖，作品“西气东输十五年西部沿线省区能源结构变迁对节能减排的贡献及发展对策分析—基于西气东输宁夏段的探究”获得第九届全国大学生节能减排社会实践与科技创新竞赛一等奖，Sunshine大学生创新团队荣获2014年全国“小平科技创新团队”称号。2016年组织承办了第一届全国大学生油气储运工程设计大赛，反响强烈，获得行业的认可与好评，被列为油气储运工程领域2016年十大热点事件之一。