构建四层次实验室开放体系培养创新型人才

□许 涛 徐晓龙 路正莲

以实验室开放为手段培养创新型人才是当前中国高校教育教学改革的重要举措，已经成为高等教育界的共识[1]。但在目前的实验室开放过程中，依然存在指导教师积极性不高、学生参与面窄等问题，河海大学物联网工程学院的教学人员以问题为导向，在借鉴前人成功经验的基础上，构建了四层次实验室开放体系，即基础训练的实验室场地开放、课程实验的扬优补差开放、专业实验室开放和科研实验室开放，创新型人才培养取得较好成效。

一、实验室开放研究现状及实践中存在的问题

(一)研究现状。早在2005年，教育部就明确要求“高等学校的所有实验室和图书资料室都要向学生开放，建立大学生尽早进入实验室研究的基本制度和运行机制”[2]。自此以后，有关实验室开放的研究文献突增，在中国知网输入主题词“实验室开放”，检索到文献3,504条。研究角度主要有：实验室开放的内涵分析[3]、实验室开放的模式研究[4]、实验室开放的类型研究[5]、实验室开放对创新型人才培养的促进作用阐述[6～7]、实验室开放运行的机制构建[3,8]、实验室开放的管理机制探讨[8～9]、实验室管理体制改革[10]、信息化对实验室开放的作用[11]等8个方面。

在实验室开放实践层面，文献也报道了多所高校的成功做法[8]：北京师范大学为培养学生的创新精神和实践动手能力，实验室全天开放，并设立“本科生科研基金”；中山大学实施开放式实验教学，增加本科生的开放式、研究性实验，又设立创新化学实验与研究基金，开展学生科技实践活动；南京大学化学实验中心为培养学生的创新精神、创新能力和综合能力，创建开放实验室，建立3个层次的开放模式；清华大学的专业实验室开放突出特色，增加综合性、科研性、工程化较强的选修实验；河海大学物联网工程学院以物联网新技术展示实践教学平台和大学生创新创业大讲堂为引领，以项目管理为抓手建设了大学生创新创业实践基地，对学生全天候开放[12]。

(二)实践中存在的问题。随着对实验室开放研究的深入和长期实践，实验室开放中存在的诸如管理制度不完善、运行机制不合理、实验教师队伍建设滞后、经费投入不足等问题，都随着对实验室开放的重视程度增加而解决了，但是指导教师积极性不高及学生参与面窄的问题还没有完全解决，使得实验室开放对创新人才培养的作用大打折扣。

1.指导教师积极性不高。在实验室开放中，指导教师负责对学生的开放实验进行指导。但是对指导教师而言，计划内的教学、科研任务已相当繁重，而计划外的开放实验与教学奖励、职称晋升等不挂钩，配套的开放保障体系不完善，很难让教师有积极性设计出有价值的实验开放项目并指导学生完成实验。虽然文献[13]、[14]等提出实验室开放工作与工作量计算、职称评定挂钩的政策建议，但由于实验室开放工作不易量化，另外高校工作面广量大、并处在改革的进程中，事实上，实行实验室开放与工作量计算、职称评定挂钩的高校数量微乎其微。

唯有在岗位设置(充分利用学院的办学自主权，设置专门岗位负责实验室开放管理工作)、教学规范制定及监控、实验室开放工作量化、共赢机制建立(增加实验室开放自身的造血功能)方面进行探索实践，才是目前提高指导教师积极性的有效方法。

2.学生参与面窄。没有学生参与到实验室，实验室开放就没有意义。但是在学分制情况下，学生只要能够完成教学计划规定的学分即可毕业，而对无学分吸引的实验室开放项目，没有积极性。因此对实验室开放而言，学生参与面较小，参与度较低。

二、四层次实验室开放体系

为有效提升实验室开放对创新人才培养的促进作用，河海大学物联网工程学院的教学人员在借鉴前人经验的基础上，构建了基础训练的实验室场地开放、课程实验的扬优补差开放、专业实验室开放和科研实验室开放等四层次的实验室开放体系。

(一)基础训练的实验室场地开放。学院建有开放式大学生创新创业实践基地，面积500余平方米，能够同时满足300人的创新创业实践需求。基地建有基础训练实验室、工具及元件库、大学生学术交流中心、大学生学术交流咖啡屋、大学生创新成果展示中心，硬件资源丰富；基地由学院主管领导、大创基地主任、分管辅导员、指导教师组成的领导及管理团队齐抓共管；学院聘用有责任心、理论基础扎实、实践能力强的实验室专任教师担任大创基地主任。采取学生自主管理为主、教师指导为补充的科学管理方法，基地运行平稳[12]。

为避免实验室开放流于形式，大创基地多措并举来增加参与实验室开放的学生人数：一是定期举办大学生创新创业大讲堂，邀请杰出校友演讲他们的创新创业故事、聘请校内外知名教授讲述专业相关技术进展、邀请进政府部门领导宣讲科技政策和人才政策等。二是建设大学生创新成果展示中心，以实物、图片、获奖证书、典型成果等形式展示学生的实践创新成果，激励学生的创新创业意识。三是把参观大创基地作为新生入学教育的必修课，安排高年级同学当讲解员，鼓励学生积极参加大学生“科技创新攀登计划”、“挑战杯”等各种竞赛。

(二)课程实验的扬优补差开放。河海大学物联网工程学院实验教学一直按“实验预习、实验操作、记录审签与器材检查、实验报告、实验考核与实验室开放等‘五环’管理”的要求实施[15]。作为实验教学的重要一环，实验室开放受到师生的普遍重视。

实验室设置了多个学生助管岗位来弥补实验师资的不足，从同年级优秀同学中挑选部分同学，利用课余时间协助教师帮掉队的同学跟上教学进度；从已确定保研的大四同学中选出少数同学，利用节假日帮助优秀学生完成超出大纲的设计与研究性实验内容；从研究生中挑出部分优秀同学，利用长假协助教师指导学生在实验室完成创新课题。这种以教师主导、学生自主、完全开放的模式使不同层面的学生均得到了较好的实践机会。

实验室开放作为重要的教学环节要受到学院的大力支持和监督，使得实验室开放工作落到了实处，对学生实践创新能力的提高起到了很好的促进作用。

(三)专业实验室开放。随着“211”、“985”、“卓越计划”、“双一流”为代表的高等教育建设计划的实施，高校实验室建设取得了长足进展，但是实验室的利用率却明显下降，只有少数基础课实验室和专业基础课实验室满负荷运转，大量的专业实验室大部分时间是空关，严重浪费资源(原因是各专业人数有限)；而另一方面，相当一部分教师苦于没有相对固定的科研场地，不敢承接服务社会的横向课题。基于此，学院制订了《专业实验室开放管理办法》，鼓励专业课教师与实验室专任教师合作开放专业实验室，在不影响实验教学的前提下充分利用现有实验设备，引导高年级本科生和研究生根据兴趣爱好进入相关专业实验室，在教师的指导下进行项目研发或科学实验。专业实验室教师根据《实验室开放申请书》中的项目研发或科学实验内容、期限、学生人数等，拟定实验室开放计划，并辅助专业课教师对学生进行指导，每年学院会对列入实验室开放计划的项目进行评估，根据评估结果，调整实验室开放计划。

通过专业实验室开放，让专业课教师找到了相对固定的科研场地、学生也受到了科研训练、专业实验室提高了利用率、学院增加了科研总量，实现了多赢的效果。另外，由于学生(包括研究生)、实验室专任教师、专业课教师的长期合作，使得相对缺乏科研经验的实验室专任教师也融入到了专业课教师的科研团队；由于本科生长期参与，使他们留在本校攻读硕士学位的意愿明显增强；读本校研究生的比例提高也为专业课教师的科研可持续性得到加强，形成了学生、实验室专任教师、专业课教师为主体的学术命运共同体机制，增强了学院的科研实力。

(四)科研实验室开放。为使科研实验室向本科生创新创业教育开放及促进科学研究向更高水平迈进，学院创建了本科生、硕士、博士和导师为主体的学术命运共同体机制,组建了包括现代电子与通信技术、智能硬件技术、水下探测与通信、数据科学+医疗、数据+水利、智能机器人、人工智能、3D技术、ACM&数学建模等多个本科生+硕士+博士+导师的科技创新团队，指导教师团队主要依托现有省市重点实验室、研究中心、实验教学示范中心，以教授领衔，邀请各相关研究室教师、实验室专任教师加入，团队成员结构注重老、中、青、搭配，吸引海外留学背景的教师参与团队。使学院科研实验室资源有效辐射到本科生。

每年10月份接受学生报名，要求：学分绩点不低于4.0，英语通过4级，有较强的创新意识。经指导教师选拔后进入团队。大一期间，进入大创基地，在教师指导下，进行约两年的创新实践基础训练；大三期间，根据指导教师的安排，参加国际、国内高端学科竞赛；大四期间，进入导师科研实验室，参与导师团队的科研项目，进一步提高创新实践能力。

三、实验室开放的成效

学院实践创新教育有较好的基础，通过实施“大学生科技攀登计划”和“教、学、管”联动机制，瞄准“挑战杯”等A类层次奖，推进学生创新创业能力培养，提高创新创业实践国际化水平。涌现出大学生创业典型，2013级物联网工程专业学生得到共青团中央、省市及政府关注，并获得“创青春”全国铜奖；创业项目《志愿筹》项目入围国家“创青春”专项赛。

通过近几年的实验室开放的探索与实践，使学生的实践创新能力取得了很大的提高。学院本科生获省级以上学科竞赛奖从2015年的57项，增加到2016年78项，2017年93项。近三年大学生创新创业训练计划项目结题48项(其中国家级21项、省级15项、校级12项)。

四、结语

实验室开放在高校创新型人才培养过程中发挥着十分重要而独特的作用，是一项复杂的系统工程。针对师生积极性不高的问题，学院积极推进创新创业活动的组织和管理，开设大学生创新创业大讲堂，培养学生的创新意识和创新能力；联系专任教师提供技术支持，通过专门岗位设置、把实验室开放作为实验教学环节监控、建设师生共赢机制等方面的探索与实践，创新型人才培养取得较好成效。