基于实验室开放项目的大学生创新人才培养实践

李先海 李龙江 沈智慧

摘  要：高校作为创新人才培养基地，承担着为国家和社会输送优秀人才的重任。近年来，随着国家对创新人才培养重视程度的提升，大学生创新能力培养已成为高校教学改革的重要内容，但是目前高校大学生仍然存在创新思维培养不平衡、创新能力不足等问题。实验室开放项目是在完成计划内教学任务前提下，利用现有的实验室条件、师资条件等进行的计划外的实验教学项目。论文以作者承担的实验室开放项目为基础，介绍了创新人才培养的实践经验，包括兴趣导向、教师团队指导、过程监控与定期交流反馈、成果导向激励机制等，该培养模式有助于大学生创新意识和创新能力的提升。

关键词：实验室开放项目;创新人才;大学生;实践教学

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）39-0015-03

随着我国国际化进程不断加快，国际竞争日趋激烈，创新人才已成为影响国家综合国力和国际竞争力的决定因素。高校承担着创新人才培养和创新能力提升的任务，是培养学生研究能力和创新能力的主要基地。2015年5月13日，国务院在《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中强调，高校要调整专业课程设置，挖掘和充实专业课程的创新创业教育资源，在传授专业知识过程中加强创新创业教育[1]。近年来正快速推进的“工程教育认证毕业要求通用标准”第三条要求教学能够在设计环节中体现创新意识，创新意识的培养是工科类专业学生获得解决复杂工程问题能力的途径之一。2020年教育部公布“双一流”建设高校自主招生将实施“强基计划”，也进一步加大了基础学科创新人才培养力度[2]。因此，创新意识的培养是工科类专业学生获得解决复杂工程问题能力的途径之一，培养大学生创新思维、激发学生创新潜能、提高学生科技创新能力已成为高等学校本科生教育的重要内容。

矿业类专业课程在学生培养过程中重视实验和实践教学，培养学生动手能力、工程实践能力、创新能力等综合应用能力。相对于理论课程而言，实践类教学课程在培养学生分析、解决问题能力等方面发挥着重要的作用[3]。矿物加工工程专业是一个理论与实践紧密结合的专业，毕业生必须具备能够独立进行实验操作的能力，能够针对复杂工程问题提出具体解决方案。在工业4.0背景下，全产业链加快生产智能化，对矿业类人才培养提出了更高要求，不但要求矿业类人才要懂知识、懂管理等，还需要具备扎实的基础知识和创新思维。工程教育专业认证强调解决复杂工程问题的创新型人才培养，基于实验室开放项目开展矿物加工工程专业大学生创新人才培养，提高学生分析并解决矿物加工工程领域复杂工程问题的能力，促进毕业要求的达成。

一、大学生创新人才培养现状

通过国家和地方政策引导以及学校多年的努力，大学生创新能力培养水平已经得到很大提升，但是仍然存在一些不足，如创新思维培养不平衡、创新能力不足等。主要表现在以下方面：1. 学校对大学生创新理论知识的教学较多，而创新實践活动相对较少，导致学生创新意识较强，但创新能力较弱;2. 目前负责创新创业教育的专任教师数量较少且职称较低，相关研究将教师专业素质对学生创新绩效的影响进行统计分析，得到标准化回归系数为0.143，说明两者具有明显的相关性[4]表明，部分高校在创新人才培养方面经验不足，对专业科技前沿以及学科的熟悉程度相对较低，不能有效激发学生的创新创业意识，也不能有效培养学生的创新能力[5];3. 现在学生普遍存在“高分低能”现象，对理论知识的掌握较强，动手能力较弱。因此，各高校都重视本科生创新能力的培养，通过制定政策和各种激励机制进一步提升大学生综合能力。

二、实验室开放项目内涵

许多工科专业是以实验为基础的学科，实验是培养科学思维的有效手段，是培养学生创新创业能力的重要途径，在矿物加工工程专业人才培养中发挥举足轻重的作用。近年来，贵州大学根据学科发展特点，为加强学生基本实验技能、综合实践能力和创新能力的培养，进一步提高实验室资源利用率，制定相关管理办法并设置实验室开放项目。实验室开放项目主要资助在完成计划内教学任务前提下，利用现有的实验室、师资、设备等资源面向本校学生开放的计划外实验教学项目。实验室开放项目能够激发学生自主学习的积极性，培养学生的创造性思维能力，加深对理论知识的理解，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

教学和科研结合是培养学生创新能力的有效途径之一，我国钱伟长院士说过， “大学必须拆除教学与科研之间的高墙，教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育，没有灵魂的教育”[6-7]。开放项目的研究内容具有一定的科学价值和较强的研究性质，在具体实施过程中，要将研究对象、研究内容、研究方法等结合起来系统地培养学生，这种基于实验室开放项目的大学生创新人才培养模式较好地体现了科研与教学的互相促进关系。

三、创新人才培养实践

（一）以学生兴趣为导向

科学研究是一项创造性的探索活动，科研人员只有潜心钻研，才能在漫长的科研活动中有所发现和突破，因此，需要科研人员具有持之以恒的研究精神。爱因斯坦曾经说过“兴趣是最好的老师”，以兴趣为导向能够促使学生产生强烈的求知欲和探索精神，从而激发他们的创新潜能[8]。近几年，在高考招生方面，学生录取情况受制于各种不可控因素，导致部分学生被自己不感兴趣的专业录取。在实验室开放项目具体实施过程中，教师应与参与报名的学生进行一对一交流，了解他们的兴趣点，并将之与研究内容进行有机结合，选定合适的题目。矿物资源综合利用涉及许多学科，能够很好地与其他学科的知识相结合，为学生以兴趣为导向的选题模式提供了很好的条件。实践表明，选择自己感兴趣的题目的学生工作积极性很高，在实验进度、研究瓶颈处理、成果产出等方面表现突出，能够获得较好的教学效果。学生通过将自己的兴趣点与专业知识相结合，能够更好地认识和了解专业，有利于提升对专业的热爱。

（二）教师团队指导

在实验室开放项目具体实施过程中，根据研究内容拟定2—3个相对独立且互相联系的题目，每个题目由2—3名指导教师进行指导，教师团队具有一定职称梯度、经验专长，一般高级职称1人、中级职称1人（或研究生1人）。研究程序包括资料查阅与文献综述、研究方案制定、实验研究、定期汇报、论文（专利）撰写等环节。通过与教师交流，学生选定自己感兴趣的题目。在团队指导教师指导下，学生通过资料查阅与文献综述，拟定可行的试验方案。在整个研究过程中，教师或研究生进行“手把手”指导和帮助，包括具体矿石样品的加工流程、实验设备操作规程、化学药剂的配制方法、测试仪器的使用方法、数据处理和绘图方法以及整个试验过程中的安全注意事项等。在实验研究过程中，如果遇到一些复杂问题，通过查阅文献资料、研究生讨论等仍无法解决的情况下，团队教师一起研究解决寻求解决方案。这种团队指导方式，有利于营造研究氛围和帮助学生塑造良好的研究习惯，有效促进培养目标的达成。

（三）过程监控与定期交流反馈

在实验开展过程中，由于持续时间较长，加之研究过程较为辛苦，部分学生遇到困难就容易停滞不前，甚至退缩，导致教学效果不理想。因此，高校有必要实施过程监控与反馈机制，通过持续、严格的考勤制定保证学生研究时间投入。坚持“两周一次总结与反馈”制度，定期了解学生的研究进展，根据存在的问题及时调整研究方案。两周一次的“总结”活动是团队集中、高效的交流方式，要求每位学生与指导教师参加。每组学生以PPT或其他形式汇报两周以来的实验结果、总体进度、存在的问题以及接下来的工作计划等，这种集中式的汇报与反馈方式，与正式的学术会议交流非常相似，具有以下作用：1. 指导教师团队可以充分了解学生的研究进展、研究方法的合理性以及存在的瓶颈;2. 提高PPT制作水平，锻炼学生学术交流能力以及公开汇报能力等;3. 各组学生互相了解研究内容、借鉴研究思路、拓宽知识面等，相互激励及督促。

（四）成果导向的激励机制

学校为鼓励学生在参与实验室开放项目过程中获得较好的创新成果和较强的创新能力，优先立项资助和组织学生参加全国性各类专业技能大赛前期培训类的开放项目，因此，教师团队在指导学生过程中应有意识地鼓励学生以研究成果参加各种创新大赛，如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国高等学校矿物加工工程专业学生实践作品大赛等，通过竞赛反馈学生创新能力培养情况。学生通过竞赛锻炼了思维、动手、表达、写作及团队协作能力，增强了荣誉感和责任感。对较优秀的研究成果，教师可鼓励学生以学术论文、专利或模型等形式公開发表，通过这种方式让学生提升研究获得感，激发学生的科研兴趣，对后期学生的创新能力培养具有积极促进作用。高校应鼓励学生通过参与实验室开放项目的研究工作，申报大学生研究训练计划、大学生创新创业训练计划等创新训练项目，让学生在承担这类项目中进一步增强创新意识和提升创新能力。通过各种形式的激励机制，学生不仅完成了实验室开放项目的研究内容，而且进一步激发了创新热情。

四、结语

实践表明，通过以兴趣为导向的选题方式，能使学生工作积极性提高，通过团队互动指导，营造研究氛围和塑造良好的研究习惯，通过严格的过程监控与定期交流反馈，实时与集中指导方式相结合，有利于学生按照计划完成研究内容，提升创新能力。通过成果导向的激励机制，进一步激发学生的创新热情，让学生从“盲目”到“主动”、从“尝试”到“热爱”，让学生的创新意识进一步增强。基于实验室开放项目的大学生创新人才培养模式，较好地促进了科研与教学的互相融合，具有较强的可持续性。

参考文献：

[1] 岳雨霏，唐欣，王文，等. 大学生创新训练项目在线培养模式探索[J]. 教育教学论坛，2020（47）：232-235.

[2] 郭建如，邓峰. 高校人才培养改革对大学生创新能力的影响[J]. 高等教育研究，2020，41（07）：70-77.

[3] 李先海，李龙江，沈智慧，等. 基于补偿模糊神经网络的实验课程考核机制研究——以矿物加工学实验“重选实验”为例[J]. 西部素质教育，2019，5（13）：151-152.

[4] 王亚娜，金丽馥，毛罕平. 学科竞赛中大学生创新绩效影响因素分析[J]. 高校教育管理，2019，13（05）：104-114.

[5] 穆丹，李沁，岂泽华，等. 基于项目教学法的大学生创新能力培养探索与实践[J]. 科教文汇（中旬刊），2021（06）：58-60.

[6] 程伟，张覃. 团队式教学在本科毕业论文指导中的实践与思考[J]. 教育文化论坛，2016，8（03）：67-70.

[7] 王文甲，刘芳，吕雪飞，等. “新工科”背景下，以科研项目为导向的大学生创新能力培养[J]. 生命科学仪器，2019，17（06）： 90-95.

[8] 晏维龙，吴明忠. 高校学分制改革的理论基础与制度保障[J]. 教育研究，2015，36（07）：57-63.

（责任编辑：淳洁）