食品专业实验室开放共享机制探索与实践

西南林业大学生命科学学院（昆明 650224）

创新力的竞争是激发全社会创新潜能和创业活力的有效途径，推进创新教育是催生经济社会发展新动力的必然选择，也是扩大就业、实现富民之道的根本举措。高校担负着为国家建设培养高层次人才的重任，学生创新创业能力的培养不仅关系到高等教育培养的人才是否具备创新创业能力，是否适应经济社会发展，是否能够承担振兴民族事业的重要任务[1]。高校实验室是培养学生实践创新能力的重要场所之一，对于应用型本科院校而言，学生的创新实践能力尤为重要[2]。以多种实践形式激发学生实验兴趣、培养学生科学素质、提高学生创新能力的实验室开放机制，是新时代下高校实验教学改革的必由之路，也是培养学生创新能力的重要途径[3-4]。最大限度提升实验室开放的功能，既可以提高学生的思维和应变性，也能充分发挥学生的自主能力和创新能力[5]，因此加强高校实验室开放共享机制的探索和实践对食品专业大学生创新能力的培养具有十分重要的意义。

为建立一套科学合理的实验室开放共享机制运行模式，真正发挥以实验室为媒介达到提高大学生创新能力的目的，就西南林业大学食品专业实验室的开放共享机制进行探索和改革实践，以开放实验室为平台，以各种创新竞赛为契机探索创新人才的培养模式，建立了一套提升学生创新能力的、具有专业特色的实验室开放共享模式。经过多年的实践和总结，取得了一些阶段性成果，形成了一套完善可行、具有一定参考价值的实验室开放共享运行体系。

1 实验室开放共享机制改革

1.1 树立“开放实验室是学生的练兵场，教师只是管理者和服务者”观念

开放实验室建设面临的主要问题是如何从管理理念和管理制度上提升大学生的创新能力，如何培养出大批“创新型、应用型、社会需求型”人才，如何在培养过程中不断涌现出优秀的科研成果等[6]。

首先，从思想上要认识到开放实验室是学生灵活运用理论知识结合实际操作进行创新活动的重要基地，是重点开发学生创新意识、培养学生创新思维、提高学生实践动手和创新能力、完全对学生开放的开展课程实验、科研项目及毕业设计的重要场所。开放实验室的主要使用者是学生，所以要对学生做到时间、空间、试剂仪器及相关资料的全天候开放，教师只是为学生开展实验的服务者和安全员，引导、指导及答疑学生在实验过程中遇到的各种问题，定时检查实验设备运行情况及杜绝安全隐患。西南林业大学生命科学学院食品教研室主要有食品加工和食品分析两个开放实验室，有专设实验员负责开放实验室的各项教学及管理工作，指导教师及专业负责人在开放实验室运行中全程指导和监督，实现了全覆盖多元化的实验室开放管理理念。

其次，开放实验室可持续健康运行的重要保障是制度建设，主要包括实验室准入、安全管理、四位一体监督、共享信息管理及过程评价管理等方面，具体内容如图1所示。

图1 开放实验室制度管理体系

开放实验室的实验活动如开放性实验、自主研究实验、竞赛项目实验和参与教师科研实验等，学生都是直接的参与者。为衡量学生创新能力的培养情况，也为了评价开放性实验室的运行效率，从学生参与实验活动的规范操作情况、知识运用能力、创新能力培养及团队协作水平等方面进行考察，经过多年的研究实践，发现过程评价管理能够客观反映学生的实践能力和创新能力。

1.2 实验室互联网化运行机制

开放实验室的实践预案、实验内容、实施及完成等环节的内容和形式都由学生自主选择和决定，教师仅提供参考意见，这不仅锻炼了学生的自主学习能力，还有效地培养了学生的积极探索能力和社会实践能力[7]。在当今“互联网+”背景下，互联网技术使得开放实验室的管理者及使用对象都可以在线获取实验室提供的实验环节信息的共享，这样就大幅度提高了信息的及时性和获取信息的方便程度，是提升开放实验室运行效率能力的重要手段。而如何把互联网信息技术的优势和开放实验室结合起来，更好地为学生服务，是当高校开放实验室积极努力建设的方向[8-9]。

对于提升大学生创新能力的培养方面，开放实验室平台的高效运行至关重要。经过多年的探索实践，教研组建立并逐步完善了一套基于创新能力培养的实验室开放项目互联网管理体系，如图2所示。体系包括项目申请和项目监督管理，学生根据自己的意愿，开展各种实验项目申请，包括课程综合性实验、毕业设计、“互联网+”竞赛、大学生创新创业项目、生命科学竞赛、校企合作项目及教师科研项目等。学生自由结合并合理分工完成实验项目，指导教师全程监督并正确引导，特别是在项目实施方案及经费使用方面要重点监督，在项目实施环节遇到的问题要合理引导启发，培养学生在实验过程中资料查阅、协同合作、实践操作、问题解决及思维创新能力。

图2 开放性实验项目互联网管理体系

1.3 创新能力培养模式改革

1.3.1 实验教学模式

实验室的开放性可以使教师和学生拥有多种参与形式，教师可以根据自己的科研和教学安排，设计实验形式，制定实验安排，布置实验内容。学生可以根据兴趣爱好确定实验目的，查阅相关文献和参考资料，和指导教师进行探讨，拟定实验内容和实验具体步骤，有利于激发学生的积极性和创造性，对于培养学生的科研思维和创新能力大有裨益[10]。开放实验教学将将学生作为实验教学的主体，把实践研究理念纳入实验教学环节，在模式和方法上变“静”为“动”，从而推动学生个性化发展，强化实验教学目标[11]。开放式实验教学改变了传统实验教学的角色关系，让学生成为实验的设计者和执行者，教师作为监督和辅助者引导学生创新思维的启发和实践能力的锻炼，在“互联网+”背景下开放式实验教学模式是高校实验教学发展的必然趋势。

开放式实验教学模式在创新性和实践型专业人才的培养方面起着重要的作用，多年来通过TBL（target-based learning）、PBL（problem-based learning）教学模式在食品保藏原理及食品化学等实验教学中的实践，并和传统LBL（lecture-based learning）教学模式进行比较，结果发现TBL和PBL教学对开发学生创新思维、提高学生动手能力、提升教学效果方面都有积极的作用[12-14]。实施以目标和问题为核心的TBL和PBL教学模式，在开放式实验中强化学生的创新意识、实践能力和团队协作精神，挑选一些思维活跃、动手能力强、积极性高的学生成立创新实验小组，自行阅读文献资料、设计实验方案、拟定较为详细的实验步骤并提交给指导教师审阅，并共同讨论、修改方案，指出实验设计中存在的问题与需要注意的事项，最后确定可行性方案，在整个实验的实施环节中，始终是以学生为主体，发挥学生的学习主动性、积极性和创造性，这些开放式实验教学模式是“互联网+”时代下培养实用型创新性专业人才的重要手段。

1.3.2 学科竞赛驱动机制

学科竞赛以学生为主体，指导教师为辅助，以多层次学科竞赛项目为平台，培养学生的创新思维，使学生在学科竞赛项目里不断提高实践动手能力与创新能力[15]。在开放实验室里，学科竞赛为大学生实现知识、素质和能力的协调发展创造了条件，使大学生在校期间就能尽早进入科学研究领域学习现代科学技术，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，并在大学生中形成崇尚科学、追求创新的良好氛围[16]。如何能够更好地培养大学生通过各种学科竞赛的锻炼来提高自身的创新能力已成为高校实践教学改革的一个重要研究方向。

学科竞赛能够提升大学生综合运用知识的能力、实践动手能力和创新能力，为此，在开放实验室运行机制下要充分发挥学生的主动性，培养和启发学生的团队协作能力和创新思维，大力鼓励学生参实验室开放管理、参加各种学科竞赛，营造良好的学科氛围。“开放实验室+学科竞赛”人才培养体系如图3所示。大学生参加不同类型的学科竞赛，包括“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、大学生创新创业计划训练项目、大学生生命科学竞赛及学校举办的各种实验技能大赛等，在这些竞赛的参与过程中，大学生的管理能力、技术能力、沟通能力、创新能力、实践能力及分析能力都得到了很好的锻炼和提高。

图3 “开放实验室+学科竞赛”人才能力培养体系

2 阶段性成效

西南林业大学生命科学学院食品教研室老师经过多年创新人才的培养，在实践中总结出实验室的开放共享是大学生创新能力培养的重要途径和手段，在充分发挥开放实验室功能的基础上，结合实验教学方法及参加各类学科竞赛，大学生创新能力得到了明显的提升，也取得了不错的成效和较多的成果，主要有：

1) 近5年，食品科学与工程专业、食品科学与工程高职本科、食品科学与工程专升本、食品质量与安全4个专业共480余名学生通过各种创新竞赛项目使用了实验室开放资源，使实验室的利用率大和学生创新能力都得到大幅度提高。

2) 学生通过竞赛发表在核心期刊及SCI期刊的数量和质量稳步提高，资料查阅能力和论文撰写能力也同步提高。平均考研率增加到50%以上，就业率也在98%以上，稳居全校前三。另外，本专业学生参赛各种竞赛项目并多次获奖。2019年，获得“欧倍尔杯”第二届全国大学生食品工程虚拟仿真大赛（西部赛区）一等奖两项，第五届云南省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖1项，还有1项云南省大学生创新创业计划训练项目和1项国家级大学生创新创业计划训练项目考核优秀，参加2项全国大学生生命科学竞赛。在学校学院领导的大力支持下，每学期的各项学科竞赛都有条不紊地顺利开展。

3 结语

实验教学是培养大学生创新能力的重要手段，实验室是开展实验教学的重要场地，基于实验室开放管理和创新能力培养的人才培养模式，是在实验室开放管理平台下，结合实验室互联网化运行机制、开放式实验教学模式和学科竞赛驱动机制，充分发挥学生为主体的主动性和创造性，在指导教师的合理引导下，提升大学生创新能力的重要途径。经过多年的探索与实践，已证明这种人才创新能力培养的新模式能够大大提升实验室的利用率，促进开放实验室的可持续健康运行，同时也极大提升了大学生实践动手能力尤其是创新能力，取得了良好的教学效果和成果，为高校人才的创新能力培养提供了一条可行的发展路径。