面向創新人才培養的實驗教學內涵式發展策略

余建潮， 葉秉良

(浙江理工大學 a.實驗室與設備管理處；b.研究生部，浙江 杭州 310018)

0 引 言

隨著社會經濟模式的轉型和企業用人效益最大化的轉變，這給高校人才培養提出了更高的要求[1]。黨的十八大報告指出“推動高等教育內涵式發展”，高等教育內涵式發展的核心是提升創新人才培養質量。實驗教學作為高等教育的重要組成部分，是培養創新人才的重要手段，在學生創新精神和創新能力培養等方面具有不可替代的作用[2]。因此，深化實驗教學內涵式發展，對于提高高等教育質量、促進創新人才培養和建設創新型國家都具有重要意義。

1 創新人才培養呼喚實驗教學內涵式發展

所謂創新人才就是在掌握理論知識的基礎上，具有創新精神和創新能力，并能取得創新成果的人才[3]。創新人才應該具有以下幾個特征：① 有較強的自我學習與探索新知識的能力；② 有堅韌的精神意志和獨特的思維方式；③ 有完備的知識結構，能精通學科專業，了解相關交叉學科知識并能掌握前沿動態和發展趨勢；④ 有適宜的品質要素和積極的人生價值，能夠與他人合作或共處；⑤ 有健康的體魄和擅長科學的實踐方式。總的來講，創新人才側重是從事一定學術研究性工作的實際操作者。他們能夠運用一定的學科知識和專業知識，創造新技術或者進行創造性的社會化操作與應用，將抽象的理論符號轉換成具體的操作構思或產品構型，將新知識創造性地應用于實踐[4]。

實驗能推動理論的發展，理論滲透實驗之中，脫離實驗談理論，將難以理解理論知識，更談不上理論創新。創新精神和創新能力培養只有在實驗教學中才能實現，實驗教學正是培養創新精神和創新能力的課堂，這是由于創新精神和創新能力形成的這種特殊過程與徑跡決定的[5]。首先，學生借助一定實驗手段認識實驗對象，對各種現象進行深入細致的觀察，訓練和提高學生對現象的觀察能力；然后，記錄實驗現象，根據現象分析實驗結果，得出實驗結論，訓練和提高學生進行科學總結、找出規律并上升理論的能力；觀察-測量-整理-總結不斷循環反復的過程就是對科學認識不斷螺旋式上升的過程，每一個步驟都充滿著創新精神，都在對學生進行著創新能力的培養與鍛煉，整個實驗教學過程能培養學生嚴謹的科學態度，提高學生的科學研究素質。

實驗教學內涵式發展是在強調實驗教學條件得到發展的同時切實把重點放在提高實驗教學質量上，通過軟實力的內在提升，完善實驗教學管理和運行機制，從而推動人才培養質量的發展。實驗教學服務于創新人才培養需要實驗教學設備、實驗教學場地和實驗教師隊伍等實驗教學資源條件作保障，要發揮這些資源條件的效益就需要加強高校軟實力，以形成合力共同致力于提供創新人才特質培育的環境氛圍，從而實現對創新人才的有效培養。可見只有通過科學的思想和策略實現實驗教學內涵式發展，才能在實驗教學規模、質量和效益之間實現均衡，充分挖掘內在潛力，實現資源合理有效利用，保證人才培養質量穩步發展，可以說，實驗教學內涵式發展是一種可持續的發展觀在實驗教學中的具體體現[6-8]。

2 實驗教學內涵式發展的總體思路

近年來，高校依托國家和地方各類重點項目，擴大實驗教學場地，購置實驗教學設備，使得實驗教學環境能夠達到國內外一流水平。然而要認識到數量增長、規模擴大依賴于實驗教學資源的投入，這屬于實驗教學外延式發展，它不能直接導致人才培養質量的提高[9]。實驗教學外延式發展與內涵式發展并非相互對立，內涵式發展并不意味著數量規模增長的停滯，而是要實現以質量保證為前提的擴張，其實質就是反對把數量規模擴張作為主要目標，數量規模擴張往往需要空間和人員的保障，顯然數量規模盲目擴張并非帶來效益最大化，甚至制約著人才培養質量。

冷靜審視我國高校的實驗教學現狀，不難發現推進實驗教學內涵式發展還需解決諸多問題。實驗教學主要重視實驗硬件的整合，尤其是相續建立實驗教學中心后，在實驗用房、實驗設備的整合方面取得很大成效，基本滿足教育規模擴張對實驗硬件的要求，而在實驗師資隊伍建設和時間資源開放機制等方面整合不夠；教學和科研失衡，實驗內容缺少前沿最新科研成果的及時補充；固化實驗教學模式束縛學生個性化培養；缺少全面評價實驗成績和創新實驗教學激勵機制，壓抑了學生學習的主動性和創造性；學生創新能力和就業能力與企業需求存在較大差距，實驗教學方法與企業實際聯合度不夠。這些都制約實驗教學效益的提高，造成學生在整個實驗過程中僅是被動參與，而不是主動思考的現象，在某種程度上束縛學生創新思維和創新能力[10-11]。

要妥善解決實驗教學中存在的問題，必須深化實驗教學內涵建設，建立把創新能力培養貫穿于全部實驗教學過程之中，在所有基礎性實驗中都設置設計性實驗，在綜合性設計實驗中設置創新實驗，舍棄了主要靠創新性實驗進行創新能力培養的做法，使創新教育四年不斷線的“以創新為導向，以實驗為主線”全過程創新理念。從資源集成化、教研協同化、模式多元化、激勵一體化、校企聯合化“五位一體”著力加強實驗教學內涵建設，即通過資源集成化促進實驗教師整合，加大學科專業交叉，共享優質資源；教研協同化推行創新實驗訓練和培養興趣方式，打通教學科研資源壁壘，促進科研支持實驗教學，把科研成果轉化為實驗教學內容，將科研方法融入實驗教學內容，加強教學科研緊密結合；模式多元化推行分層次實驗教學模式和開放式實驗教學模式，創新實驗教學體系，以適合個性化培養需求；激勵一體化推行全面評價實驗課程成績和創新學分設置方式，創新第一課題和第二課堂建設；校企聯合化推行學校和企業共建實驗教學基地，架構學校與企業溝通橋梁，聯合培養創新人才。通過以上五個方面緊密圍繞學生創新精神和創新能力培養，共同推進實驗教學內涵式發展，優化創新人才成長環境。

3 推進實驗教學內涵式發展的策略

3.1 資源集成化

(1) 整合實驗教學優質資源。實驗教學優質資源包括設備、場地、實驗課程等物力資源，實驗教師、學生等人力資源和開放運行的時間資源[12]。整合這些資源，可以發揮資源優勢，提高資源使用效益。首先，建成儀器設備和網絡資源公共平臺。由公共平臺統一建設和管理，打通實驗場地和儀器設備資源壁壘，增加虛擬環境和虛擬實驗，充分利用虛擬儀器技術，全真模擬儀器設備的各項功能和操作過程，實現實驗過程可逆性，提高學生的深度理解能力。

(2) 促進實驗教師融合，優化師資結構。實驗教師是實驗教學優質資源的核心，肩負著實施實驗教學的重要職責，對整個實驗教學質量起著決定性作用。在穩定現有隊伍的基礎上，采用實驗教學與理論教學互通、實驗教學與科研相結合、專職與兼職并重的師資隊伍構建模式，組建有實驗教師、理論課教師、科研人員組成的實驗教學團隊，進行第一線的實驗教學。實驗教學團隊成員針對不同專業學生的培養需求，編寫修改實驗教學講義，制定相應的實驗教學改革方案，推進創新實驗課程的開設。以“外引內培”為手段，加大引進和接收實驗教師的力度，不斷優化實驗教師隊伍的年齡和知識結構，增進實驗教師交流，加大學科專業交叉，將不同專業知識充分融合，共享優質資源。

(3) 建立實驗資源在時間、空間、內容“三維”開放機制。搭建學校-學院兩級實驗教學資源共享平臺，加大對實驗教學儀器設備、場地、教學課件等物力資源的全方位開放力度。學生可以對實驗課中未完成的實驗，或者還想重新做的實驗，或者根據自身興趣選擇的實驗，提出申請，通過網上預約實驗項目的形式，在預約時間段內自由進出實驗室，自主操作儀器設備。實驗教學資源共享平臺會自動記錄實驗使用時間和操作情況，視頻監控系統幫助實現實驗教學全程化管理，從技術上提高安全管理水平。實驗教學預約開放，使公共資源得到公正、透明、合理配置，使學生的創新實驗進行得到了充分保障。實驗教學優質資源整合為學生自主學習、自主實驗和創新活動創造條件，使學生在實驗室中體會到研究的快樂，在實驗過程中體會到創新能力和實踐能力的提高。

3.2 教研協同化

深化教學科研協同，科研反哺實驗教學。教學科研協同有利于激勵學生創造性，讓學生感受鮮活的研究過程，是實驗教學內涵式發展主旋律[13]。學校充分利用科研資源，完善科學研究帶動實驗教學、實驗教學推動科研工作，為培養拔尖創新人才創造更好的環境，讓全體學生從中受益。

(1) 依托強勢學科與科研，加強創新實驗訓練。以高水平的科研促進實驗教學內容、手段和方法的改革與更新，及時將最新的科研成果經過凝練、整理、補充進基礎性、綜合性、創新性實驗教學環節中，轉化為實驗教學內容，開闊學生的視野，讓學生更深刻地了解專業知識，激發學生的學習興趣，從實驗中強化吸收所學的知識。在大型創新實驗教學中，安排一批高水平的學科帶頭人以授課或舉辦講座、指導科學研究活動等多種方式，直接參與學生的實驗教學，使全部學生都有直接受到高水平科研人員指導實驗的機會。

(2) 培養興趣愛好，全面促進創新實驗。將學校科研實驗室面向學生開放，進一步支持學生參與科研活動，使創新教育四年不斷線：鼓勵一、二年級學生參加課外科技和創新實驗活動，培養學生對科學研究的興趣，提高學生實驗和創新能力，讓三、四年級的學生在創新實驗中，根據自己的興趣和愛好早定課題，同時鼓勵各專業教授結合自身科研工作，提出一定量的適合本科生的科研題目或者學生根據自己的興趣、特長與能力提出自選題目，通過雙向選擇，將一部分學生吸收到導師的實驗室或課題組參與科學研究活動，鼓勵學生出高水平研究成果，爭取獲得各級大學生創新性實驗項目支持；鼓勵全體學生早進實驗室、早進科研團隊進行科研訓練，從而培養學生對科研的興趣，提高科技創新能力。

3.3 模式多元化

推行多元化實驗教學模式，注重學生個性化培養。個性化教育是現今實驗教學改革的主流，根據社會對大學生的要求及學生個性發展需求，積極推行分層次和開放式的實驗教學，滿足不同專業、不同學生的個性需求[14]。

在分層次實驗教學中具體采取基礎創新實驗-綜合性設計實驗-創新性實驗三種方式。在基礎創新實驗中，主要采取跨學科專業教師合作組合方式。在一個教學主題內容下進行實驗教學整體規劃，有效地進行實驗內容的穿插，如在實驗教學中藝術設計教師與工程工藝教師合作進行，以行業內容為依據，通過教師的密切合作將與該模塊專業課程有關聯的跨學科內容有機地結合進來。這種新的實驗教學方式會加速學生能力培養，提高學生的綜合應用能力。在綜合性設計實驗中，采取多課程一體化教學。將以往分別獨立的策劃、設計、制作、后期四個階段的實驗課程，整合在一個模塊中，由多位教師聯合教學，實行團隊項目化教學，學生分組做項目，提高學生的整體協作實施能力。在創新性實驗中，主要采取企業專家和學校教師協作組合。邀請企業高級職稱以上的技術人員和高級管理人員參與課程教學，向學生傳達企業和市場對技術人員的能力需求，傳輸實際的工作經驗，讓學生了解行業特點和社會對自身能力要求，加強與產業的紐帶關系，并將這種關系貫穿于具體課程中。

在分層次實驗教學模式的基礎上，進一步深化以學生為中心的開放式實驗教學模式，推行兩種形式：第一種是“必修實驗+選修實驗”實驗模式。保留學科基礎實驗作為必修實驗，增加學科前沿的創新性實驗作為選修實驗，選修實驗主要是面向學有余力的學生，不列入考核內容，從而減輕學生考試壓力，激發學生實驗熱情，拓展學生實驗知識和技能。第二種是“基礎實驗+特色實驗”實驗模式。基礎實驗是實驗課程體系中的實驗。特色實驗可以是學生課外科技活動，可以是項目創新實驗，也可以是大型儀器設備培訓。學生在特色實驗中有更大的自由度，可以憑興趣帶著題目找導師，也可以根據導師設立的題目自由選擇。特色實驗會讓學生對學科前沿的科學技術、先進的測試方法非常熱愛，能發掘學生的潛質，激發學生的創新思維和能力。

3.4 激勵一體化

緊密結合學生發展需求，創新實驗教學激勵機制。有效運用激勵機制是提升實驗教學內涵式發展質量的基本手段，能不斷引導和強化學生學習的積極性和主動性[15]。從學生發展需求為切入點，通過全面評價實驗課程成績和創新學分設置等激勵方式，夯實第一課堂，力拓第二課題，幫助學生挖掘自身潛能, 努力提高創新能力。

在第一課堂，實驗教學采用了“過程評定+結果評定”的方式全面評價學生實驗課程成績，過程評價是在實驗教學的過程中，對學生實驗方案設計、實驗操作過程和實驗報告等表現進行評價，實驗教學資源共享平臺能采集平時實驗的各項信息，還對每次實驗教學都進行全程錄像，隨機抽樣作評議。結果評價是在實驗課程學習結束時，通過筆試、實驗操作或者實驗作品來對整個實驗內容進行綜合評價。這種考核方式能較全面地反映學生的實驗過程與學習結果，促進學生參與實驗教學的積極性和創新實驗能力。

在第二課題，學校將創新實踐活動納入課程體系，建立創新學分認定的標準，在教學計劃中規定學生要完成創新學分，超出教學計劃規定的學分可以替代課程設計、實習、社會實踐等實踐環節，對有創新意識并在實踐中取得突出成績的學生給予相應的獎勵。在創新實驗經費方面，學校要加大投入，對學生獲準立項的創新項目可以獲得基金資助。優秀學生還被推薦參加各類學科競賽，比如“新苗計劃”、“挑戰杯”等高水平實驗教學活動，學生作品成果可被推薦發表論文、申請專利和著作權。通過對學生成果進行展示的方式，搭建學校和企業的橋梁，讓學生更好了解社會，了解國內外的技術發展方向和未來企業對技術人才的能力預期，還為學生提供更多就業機會。

3.5 校企聯合化

緊密結合社會發展需求,推進學校和企業聯合培養。實驗教學與企業實踐相結合是學生運用所學理論知識認識社會、服務社會、有效提高學生創新實踐能力的重要途徑[16]。通過校企聯合，學校開辟更多實踐教學基地，促進學校與企業互補，進一步發揮企業在創新人才培養中的作用。學校充分發揮企業優勢，與企業一起制訂人才培養方案，配備企業導師隊伍，通過采用企業和學校同時配備指導教師的雙導師制，共同制訂培養目標及建設課程體系和教學內容，優化與企業共同辦學的實驗課程體系與教學模式，組織相關企業高級職稱以上的技術人員和高級管理人員開設企業課程、指導學生的專業實驗、實習實訓、畢業設計等。

學生根據自己掌握的專業技能，以企業項目為依據提出項目開發和設計的新思路，并選擇相應的專業方向和課程來完成，然后到企業實踐中去檢驗。針對學生已完成的實驗項目，邀請企業專業人員直接參與作品評價，并與學生進行交流。一方面讓企業了解學生和他們的作品，讓學生的作品有機會被企業認同；另一方面讓實驗教學變得更具實效性，最大限度激發學生的內在推動力，這種實踐模式是對實驗教學的強化和補充，促進理論知識與企業實踐無縫對接，提高學生創新實踐能力。

4 結 語

培養高素質創新人才，實驗教學內涵式發展至關重要。在“以創新為導向，以實驗為主線”的理念引領下，高校積極開展實驗教學內涵式建設，以期通過各項舉措創新，促進高校對實驗教學及其內涵再認識和再深化，切實提高創新人才培養質量，進而增強學校為社會服務的貢獻度。

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