以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心 全面推進實驗室面向本科生開放

韓響玲，金一粟，穆克朗，胡小龍，張居華

（中南大學本科生院，湖南長沙 410083）

實驗室是現(xiàn)代大學的核心競爭力、學校辦學水平和辦學特色的重要標志［1］。教育部在《全面提高高等教育質量的若干意見》［2］以及《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》［3］中，明確提出要進一步強化實踐教學環(huán)節(jié)，“加強實驗室、實習實訓基地、實踐教學共享平臺建設”。而要提升實驗室建設水平，實現(xiàn)資源的合理配置和高效共享，則必須實行實驗室的開放。實驗室開放是一項復雜的系統(tǒng)工程，牽涉到實驗教學環(huán)節(jié)的各個層面，要實現(xiàn)真正意義上的開放，面臨許多困難［4］。國內(nèi)許多高校都開展了實驗室開放的改革和實踐探索，實驗室的開放已經(jīng)成為目前我國高校實驗室建設和發(fā)展的核心內(nèi)容［5－8］。

中南大學在本科教學實驗室的建設與開放運行管理中，對傳統(tǒng)學科壁壘嚴重的實驗室建設模式以及條塊分割的管理運行模式進行深入剖析，積極探索一條適合拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗室建設與開放的道路。“十一五”期間，學校以“提高教育教學質量，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才”為核心，加大改革創(chuàng)新力度，著力于實驗室的科學性、開放性、層次性和可持續(xù)性建設，并以實驗教學示范中心建設為契機，加大資源共享和開放程度，打造了一批層次清晰、特色明顯的實踐平臺。“十二五”伊始，學校進一步將大學生創(chuàng)新教育、卓越計劃等內(nèi)容融入實驗室建設與實驗教學，注重學科交叉、科教結合、產(chǎn)教結合，強調(diào)學生自主學習能力和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提出實驗室逐步實現(xiàn)24h開放和科研實驗室面向本科生開放的要求，為學生科學研究、工程訓練以及個性發(fā)展創(chuàng)造先進優(yōu)質的硬環(huán)境和開放先進的軟環(huán)境，為我校開放創(chuàng)新實踐平臺的建設翻開了嶄新的一頁。

1 以建設共享平臺為目標，搭建開放創(chuàng)新的實驗教學支撐體系

我校高度重視實驗室的開放工作，鼓勵學生充分利用課余時間進入實驗室進行科學探索和實踐訓練。圍繞學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提出“一個目標，兩條主線，三層開放”的實驗室建設思路，即“以優(yōu)質高效的共享平臺建設為目標，硬件建設和軟環(huán)境建設協(xié)調(diào)發(fā)展，全面實現(xiàn)實驗室的三層開放”，系統(tǒng)構建開放創(chuàng)新的實驗教學支撐體系，為學生自主學習和創(chuàng)新訓練提供自由、開放、先進的實驗環(huán)境。

1.1 整合資源，按四級平臺建設實驗室硬件條件

實驗室資源是實驗室開放的基礎，它決定了實驗室能否開放以及開放的質量、范圍［9］。學校成立了實驗室工作領導小組和工作小組，負責實驗室的統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一調(diào)配。“十一五”期間，以國家級實驗教學示范中心建設為契機，加大資源整合力度，避免低層次重復建設，由三校合并初期的200多個實驗室逐漸整合至2012 年的42 個。為了進一步推動資源的開放共享，學校推出了平臺建設思路，按照公共基礎、學科大類、專業(yè)創(chuàng)新和校企共建實踐教學等4類平臺進行實驗室硬件條件建設，滿足本科人才培養(yǎng)過程中不同層次的實踐教學需求。

公共基礎平臺著重于基礎理論和基本技能的訓練，是創(chuàng)新能力和實踐能力培養(yǎng)的基礎［10］。作為研究型綜合大學，學校充分利用自身學科門類齊全、實力雄厚的優(yōu)勢，打破專業(yè)和學科壁壘，進一步整合優(yōu)化公共基礎實驗資源。依托現(xiàn)有的機械基礎教學實驗中心、工業(yè)訓練中心、電工電子教學實驗中心、物理教學實驗中心、化學教學實驗中心、數(shù)學教學實驗中心、機能學實驗中心、形態(tài)學實驗中心和細胞分子生物學實驗中心9個公共基礎實驗中心，搭建一批大學生創(chuàng)新訓練基地，為學生開展創(chuàng)新性實驗、學科競賽和自主學習等提供了條件保障，同時也為本科生早期參與科研提供了條件，受益面覆蓋全校3萬余名本科生。2010年以來，基于公共基礎實踐教學平臺，共改善46門實驗、實踐課程的教學條件，按計劃開出實驗項目295個，綜合性、研究性、創(chuàng)新性實驗占實驗課程總數(shù)的比例達95%。

學科大類實踐平臺的建設思路是：人才培養(yǎng)與學科建設相結合，實現(xiàn)學科基礎相近和交叉的實驗室資源充分共享。“十二五”期間，學校為配合學科大類人才的培養(yǎng)，進一步提高資源利用率，開展了大類學科資源的整合，新增文科綜合實踐教學中心、信息與控制綜合基礎實驗教學中心、理工文醫(yī)結合高級醫(yī)學人才培養(yǎng)實踐中心和基礎與臨床融通的轉化醫(yī)學實驗教學中心等4個跨學科實驗教學平臺，為實現(xiàn)學科的交叉融合、拓展學生綜合能力提供支撐條件。例如，作為文科綜合實踐教學平臺模塊之一的行為科學實驗中心，面向全校招標實驗課程和實驗項目，通過實驗教學揭示和演繹人文社會經(jīng)濟活動中人的心理與行為規(guī)律。

專業(yè)平臺的建設以行業(yè)需求為導向，鼓勵學科、科研、教學實驗室打通建設，充分利用學科和科研資源，提升本科生實驗教學條件。促進科教結合，努力做到將研究型大學的科研實力轉化為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的“核動力”，鼓勵學生參與科學研究，使學生學會探索研究新知識，加強學生科學思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如，資源加工與生物工程實驗中心以礦物加工工程國家重點學科、生物冶金教育部重點實驗室以及湖南省重點學科——鋼鐵冶金和生物工程、湖南省鐵精礦直接還原工程中心等多學科平臺為依托，每年面向全校礦物加工、鋼鐵冶金、無機非金屬材料、生物工程4個專業(yè)、1 500余名學生開出實驗課程33門，計劃內(nèi)和自擬等各類實驗項目總數(shù)116項，實驗總人時達12萬個。近3年來，依托該工程實驗中心，本科生參加科研實驗119項，參加人次7 000多，課外參加科研時間48 000多人時。該中心還在校內(nèi)建設了5個工業(yè)實驗基地，并面向所有師生開放。在這些基地，本科生不但可以完成認識實習、課程設計、畢業(yè)論文的實驗工作，同時低年級學生就可以參與教師承擔的科研項目，參加小型試驗、連續(xù)試驗到擴大試驗，熟悉了科研項目完成的全過程，得到了工程的實際訓練。每年95%以上的本科生畢業(yè)論文與科研項目的內(nèi)容和工程實際相關。

校企共建實踐平臺的建設重在發(fā)揮我校傳統(tǒng)學科優(yōu)勢，加強與研究院、大型國企和海外大型企業(yè)全方位、多層次的交流與合作，共同參與工程人才培養(yǎng)。2009年我校在國內(nèi)率先開辦“創(chuàng)新型高級工程人才試驗班”，強調(diào)工程實踐教育，并于2010年與教育部“卓越工程師”教育計劃順利對接，確立了培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新高級工程人才的培養(yǎng)目標。在此基礎上，進一步深化校企合作，與企業(yè)共建18個國家級工程實踐教育中心，以及14個“卓越工程師”實踐教學平臺，為學生工程實踐訓練、創(chuàng)新實踐和教師工程能力培養(yǎng)提供校內(nèi)外實踐基地。2006年，我校和山河智能共建的校企聯(lián)合培養(yǎng)基地成為湖南省首批大學生培養(yǎng)創(chuàng)新基地。基地為我校機械學科本科生、研究生提供開放實踐條件，包括免費提供研究裝置的試制、現(xiàn)場試驗條件，創(chuàng)造與世界知名研究機構技術人員的學術交流機會等，使“科教興產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)促科教”的宗旨落到實處。聯(lián)合培養(yǎng)基地已累計培養(yǎng)博士研究生13人、碩士研究生95人，本科生200多人，本科生參與完成的發(fā)明專利“機電一體化挖掘機及控制方法”獲得2010年中國專利優(yōu)秀獎。

1.2 完善機制，營造可持續(xù)發(fā)展的實驗室軟環(huán)境

為了確保實驗室開放工作的可持續(xù)發(fā)展，學校通過一系列制度建設、文化建設、隊伍建設、信息化建設、安全環(huán)保建設等提供軟環(huán)境保障。

（1）加強開放創(chuàng)新的實驗室文化建設。通過學生問卷、校園網(wǎng)、報紙、電視等媒體向廣大師生宣傳實驗室的開放以及學科競賽、創(chuàng)新實驗、自由探索等項目的開展和所取得的成果，營造良好的開放創(chuàng)新的文化氛圍。通過創(chuàng)新實驗室充分展示本科生創(chuàng)新成果，舉辦創(chuàng)新思維拓展相關的講座，激發(fā)學生興趣和自主學習的動力。

（2）加強實驗隊伍建設。學校選派享有較高學術聲譽的教授、博士生導師擔任實驗教學中心主任，把握中心建設與改革的方向，將中心的建設與學科建設有機結合起來。學校專門設立實驗室建設與開放研究專項基金和實驗技術成果獎，支持實驗室開放管理的理論和實踐研究，激勵廣大教師和實驗室技術人員參與開放實驗項目的研發(fā)與指導、參與自制儀器設備和高端儀器設備的功能開發(fā)，支持實驗技術人員的定期培訓，激發(fā)實驗隊伍的創(chuàng)新熱情，建設穩(wěn)定、高素質的實驗隊伍。2011年，中南大學實驗室建設和開放管理研究項目支持立項25項（資助經(jīng)費約20萬元）。實驗技術成果獎評出獲獎項目17項，其中一等獎4項。

（3）加強實驗室信息化建設。逐步完善全校實驗室開放管理信息平臺，實現(xiàn)開放實驗的網(wǎng)上預約。豐富的網(wǎng)絡教學資源，包括實驗課授課錄像資源庫、實驗儀器預習系統(tǒng)、實驗試題庫、實驗教學課件、演示實驗視頻等，使學生通過這些資源的使用實現(xiàn)網(wǎng)上預習、學習、模擬實驗，拓展學習空間。通過遠程監(jiān)控和門禁系統(tǒng)加強安全管理，實現(xiàn)科學、高效管理。新建成的物理實驗大樓還全面實行了門禁刷卡系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)和學校的校園卡系統(tǒng)信息相通，利用校園卡自動實現(xiàn)學生、教師的考勤功能。同時建立了實驗臺的智能電源管理系統(tǒng)，上課教師和實驗技術人員可以通過網(wǎng)絡控制每個實驗臺的電源開關。實驗室管理的全面信息化提高了管理效率，規(guī)范和保障了實驗教學有序進行。

（4）加強實驗室安全環(huán)保建設。建立校級實驗室安全題庫，各學院根據(jù)實驗室的具體情況對題庫進行充實和規(guī)范使用，同時嚴格大型儀器的操作考核，建立健全實驗室準入制度。加強實驗室稀貴藥品、危險品的使用和管理，加強安全教育，安全責任落實到人。完善實驗室的三廢處理程序，配備相關勞保用品和應急設施，確保實驗室的安全環(huán)保。

（5）加強實驗室開放的保障機制建設。與此同時，學校制定了推進實驗室向本科生開放的若干規(guī)定，對實驗室開放提出了明確的要求：教學類實驗室在2013年年底前全部開放，科研類實驗室（含國家重點實驗室）分層次逐步向本科生開放，鼓勵實驗室在健全安全管理的基礎上實現(xiàn)24h開放，并將實驗室開放作為年度教學實驗室建設立項的必要條件，將實驗室開放效果作為重要的評估指標納入實驗室建設效益評估和二級學院績效評估體系。從學校到學院均充分重視實驗室的開放，將開放實效作為實驗室建設的核心目標。2012年，學校設立實驗室開放基金140余萬元專門用于開放管理信息平臺建設、開放工作量補貼、開放項目的研發(fā)和實驗室開放所增加的運行成本等支出，激勵實驗室開放運行。另外，學校還通過貴重儀器設備開放共享基金、創(chuàng)新實驗項目計劃、自由探索項目等多個渠道支持教師、學生的開放實踐活動。

1.3 拓展內(nèi)涵，實現(xiàn)實驗室的全面開放

在新一輪教學改革浪潮的推動下，我校結合高等教育對創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的需要，深入開展實驗室開放工作，以全面開放為目標，從各個角度拓展和豐富實驗室開放的內(nèi)涵，通過堅持不懈的探索和實踐，實現(xiàn)了實驗室的“三層開放”，即理念開放、資源開放和機制開放。

（1）理念開放。首先，學校打破了實踐教學依附于理論教學的觀念，強調(diào)“創(chuàng)新性實踐教育是創(chuàng)新人才成長的必由之路”，加強實踐教學改革和條件建設；其次，改變傳統(tǒng)教學模式中教師為主體的狀態(tài)，充分發(fā)揮學生的學習主動性，強調(diào)“以學生為本”，為學生的個性化學習創(chuàng)造條件。在我校2008年版、2012年版人才培養(yǎng)方案的修訂過程中，提出了以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的指導性意見，對增加實踐環(huán)節(jié)比例、改革創(chuàng)新實踐教學體系以及教學內(nèi)容等提出了總體要求，強調(diào)了加強學生實踐能力、創(chuàng)新意識和綜合素質的培養(yǎng)。同時，倡導“把學習的自主權還給學生”，努力營造開放的學習環(huán)境，促進教學資源共享，實現(xiàn)學生自主學習能力培養(yǎng)和個性化培養(yǎng)。

（2）資源開放。在現(xiàn)代教育理念的指導下，結合人才培養(yǎng)方案的要求，我校制定了“中南大學本科教學實驗室建設發(fā)展“十二五”規(guī)劃（2011—2015 年）”，對開放教學環(huán)境提出了明確的建設目標。通過完善硬件條件建設，合理配置資源，要求科研實驗室面向本科生開放，鼓勵學院將學科、科研、教學實驗條件打通建設，促進先進實驗儀器設備等硬件資源的開放共享。鼓勵科教結合、產(chǎn)教結合，實現(xiàn)科研成果和工程實踐成果向實驗教學內(nèi)容的轉化；完善網(wǎng)絡信息平臺建設，豐富網(wǎng)絡教學資源，實現(xiàn)實驗教學資源和實驗項目等資源的開放。制定激勵政策，調(diào)動實驗技術人員和指導教師的積極性，促進教師科研和工程研究成果轉化為實驗教學資源，實現(xiàn)實驗指導教師、實驗技術人員等人力資源的開放。

（3）機制開放。實驗室的開放運行是對傳統(tǒng)實驗室管理運行模式的改革，要求以培養(yǎng)對象的需求而不是以教育者的意愿為中心來組織實踐活動，在資源使用效率、使用時間和空間上存在較大的不可預見性，對開放實驗的組織管理提出了新的挑戰(zhàn)。我校根據(jù)實驗項目的性質、資源的容量等探索了多種開放運行模式：量大面廣的基礎實驗通常采用相對集中的批量開放；對綜合性較強的專題實驗、課程設計等實現(xiàn)指定時間段的預約開放；教學計劃外的學科競賽、創(chuàng)新項目、科研實踐活動等可通過預約實現(xiàn)全面開放，確保教學計劃順利進行的同時，提高實驗資源的利用率。

實驗室的開放增加了實驗室工作人員的工作時間、實驗指導工作量和管理難度，開放管理模式需要根據(jù)具體情況進行改革：完善實驗室安全制度以及準入制度，加強安全教育，規(guī)范實驗操作，安全管理責任到人；鼓勵采用實驗技術人員輪班、研究生助教以及學生自主管理等方式進行開放實驗室的管理；合理計算開放工作量、核算開放實驗耗材，并予以補貼，從制度、人員、經(jīng)費等方面加強管理，確保實驗室的安全有序運行。

2 以培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力為核心，促進人才培養(yǎng)質量的整體提升

學校持續(xù)推進實驗室的開放運行，對實驗教學質量的提高和學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了強有力的推動作用。

2.1 實驗室的開放促進了創(chuàng)新教育與實踐教育的融合

通過搭建創(chuàng)新實踐平臺，大力宣傳實驗室開放，學生可自由進入實驗室開展學科競賽、自由探索和創(chuàng)新性實驗項目研究。僅2011年，各級實驗教學平臺支撐校級創(chuàng)新訓練項目284項、省級創(chuàng)新訓練項目31項、國家級創(chuàng)新訓練項目57 項、自由探索計劃項目104項，依托創(chuàng)新性實驗計劃項目，本科生以第一作者發(fā)表論文60余篇，參加國際、國內(nèi)學術會議14人次。開放的實驗室為學科競賽提供了練兵場，2011年學校共組團參與學科競賽51個，其中國際競賽1個、國家競賽20個。獲國際級獎27人次、國家級獎568人次，參加培訓和參賽學生超過萬余人次。創(chuàng)新項目和學科競賽帶動了學生興趣，吸引越來越多的學生走進實驗室，開展學科競賽、技能訓練和創(chuàng)新性實驗項目研究。近年來，學生郭彥蕊被中宣部樹立為“全國大學生自主創(chuàng)業(yè)典型”，學生李海星被評為全國大學生自主創(chuàng)業(yè)先鋒，并入選“2010中國大學生十大年度人物”。據(jù)目前統(tǒng)計，94.36%的用人單位認為我校學生創(chuàng)新能力好或較好，97.19%的用人單位認為學生業(yè)務水平好或較好。

2.2 實驗室的開放促進了跨學科知識的交叉融合

學校實驗室建設方案緊密結合本科人才培養(yǎng)方案，針對人才培養(yǎng)目標對學科交叉融合的需要進行資源的整合，促進學科實驗教學平臺建設和跨學科綜合實驗教學平臺建設。比如，高級醫(yī)學人才培養(yǎng)實踐中心依托湘雅醫(yī)學院，通過搭建臨床基本技能訓練、臨床專科技能訓練、臨床綜合技能訓練、微創(chuàng)醫(yī)學專項技能訓練、人文社科訓練、科學技術訓練、醫(yī)學教育信息化等7個平臺，培養(yǎng)具有理工文醫(yī)復合型知識的拔尖創(chuàng)新人才。

依托創(chuàng)新性實驗項目和學科競賽，鼓勵不同專業(yè)背景學生自行結成團隊，完成共同感興趣的實踐課題。在有色金屬材料科學與工程教育部重點實驗室，不同專業(yè)背景的學生和教師可自主選擇實驗項目，該實驗室成為交叉學科人才培養(yǎng)的基地。

依托化學工程創(chuàng)新設計實驗平臺，來自全校7個專業(yè)的150多名學生自由組隊，參加“第六屆全國大學生化工設計競賽”，歷時3個月，共同完成涉及到化工、土建、環(huán)境、安全、自動控制等多領域的化工廠初步設計，獲得全國一等獎1項，二等獎1項，三等獎8項的好成績。

2.3 實驗室的開放促進了科研與教學的融合

鼓勵教師將科研成果和先進技術應用于實驗教學中，研究和開發(fā)新的實驗項目，實現(xiàn)實驗項目建設與科研項目成果的融合。資源加工實驗中心根據(jù)“硫化礦電位調(diào)控浮選技術”國家科技進步一等獎成果，開設了“硫化礦電位調(diào)控浮選實驗”；根據(jù)“鋁資源高效利用與高性能鋁材制備的理論與技術”國家科技進步一等獎，開設了“一水硬鋁石鋁土礦浮選脫硅”實驗；“鐵精礦復合粘結劑直接還原新工藝”、“基于微生物基因功能與群落結構分析的硫化礦生物浸出法”等國家技術發(fā)明獎二等獎成果，也轉化為本科教學實驗項目。科技成果的融入，使學生在平常的實驗教學過程中就能及時了解科技前沿，激發(fā)了學生的科研積極性，創(chuàng)新訓練落到了實處，教學活力明顯提升。通過推行科研實驗室面向本科生開放，實現(xiàn)包括國家重點實驗室在內(nèi)的所有科研實驗平臺都參與本科實踐教學。如粉末冶金國家重點實驗室直接參與本科教學，成為粉體材料類本科生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的重要陣地；有色金屬材料科學與工程教育部重點實驗室面向全校師生全天開放，不同專業(yè)背景的學生和教師可在該實驗室自主選擇實驗項目，成為交叉學科人才培養(yǎng)的基地。

通過實現(xiàn)創(chuàng)新教育、學科交叉和科研的融合，為學生的創(chuàng)新實踐能力和綜合素質的培養(yǎng)提供了練兵場。通過在實驗室進行的科研訓練和工程實踐等活動，對學生的科學思維、創(chuàng)新思維、實踐動手能力等起到了實質性的促進作用，尤其在團隊合作完成的科技創(chuàng)新和學科競賽等活動中，學生的責任感、團隊協(xié)作能力、溝通表達能力等綜合素質亦得到了鍛煉，為培養(yǎng)學生“服務國家服務人民的社會責任感、勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實踐能力”起到了不可替代的作用。

3 結束語

實驗室開放的運行與管理是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要在長期的實踐與科學論證的基礎上穩(wěn)步開展。實驗室的開放要做到在為創(chuàng)新人才、個性化人才培養(yǎng)提供充足條件的同時，還要實現(xiàn)實驗室資源利用的最優(yōu)化。如何使有限的資源發(fā)揮最大的辦學效益，如何協(xié)調(diào)實驗室硬件資源的全面開放和有限的人力資源之間的平衡，如何完善實驗室開放運行的長效機制等問題，還需要在進一步的工作中不斷探索和實踐。

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［1］張彩紅，虞春生，吳曉晨，等.創(chuàng)新是高校實驗室可持續(xù)發(fā)展的根本出路［J］.實驗室研究與探索，2011，30（3）：334－337.

［2］教育部.全面提高高等教育質量的若干意見［Z］.教高［2012］4號.

［3］教育部.關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見［Z］.教思政［2012］1號.

［4］鄧劼.淺談實驗室開放長效機制的建設與完善［J］.教育研究，2011，18（7）：538－539.

［5］李美亞，周殿清，朱俊，等.物理實驗教學示范中心教學改革［J］.實驗技術與管理，2008，25（8）：312－314.

［6］顧秉林，王大中，汪勁松，等.創(chuàng)新性實踐教育：基于高水平學科建設的創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路［J］.清華大學教育研究，2010，31（1）：1－5.

［7］殷志明，徐永清.高校實驗室開放工作的實踐與探索［J］.實驗技術與管理，2010，27（8）：188－189.

［8］楊威.實驗室開放與管理［J］.實驗技術與管理，2012，29（1）：186－188.

［9］詹福建，許可，張東方，等.整合資源，優(yōu)化資源共享，促進實驗室全面開放［J］.實驗技術與管理，2011，28（11）：343－345.

［10］鄒本國.加強教學內(nèi)涵建設，提高學生工程實踐能力［J］.河北師范大學學報：教育科學版，2008，10（12）：116－118.