行業重點實驗室建設與復合型創新人才培養

安 實,王曉寧,王 健,楊龍海,章錫俏

(哈爾濱工業大學 交通科學與工程學院,黑龍江 哈爾濱 150090)

實驗室創新

行業重點實驗室建設與復合型創新人才培養

安 實,王曉寧,王 健,楊龍海,章錫俏

(哈爾濱工業大學 交通科學與工程學院,黑龍江 哈爾濱 150090)

結合哈爾濱工業大學交通行業重點實驗室建設與復合型創新人才培養的實際情況,對設在高校的交通行業重點實驗室的特點進行了分析,指出交通行業重點實驗室建設對培養復合型創新人才的重要意義。從積極參與國家重大工程建設和抗災救難社會行動、國際學術交流、與其他重點實驗室合作交流等方面總結了交通行業重點實驗室建設的特色工作。根據交通運輸類專業復合型創新人才培養的需要,從培養理念、改革思路、采用的教學方法等方面提出了交通行業重點實驗室用于復合型創新人才培養的具體措施。

行業重點實驗室;建設特色;復合型創新人才培養;主要措施

我國交通行業實現了跨越式發展和歷史性巨變,當前,正處于高速發展的新階段,航空、鐵路、公路、水運業的發展不斷呈現出高速化、智能化、環保化、人性化等新趨勢,這對交通運輸類專業復合型創新人才的培養提出了新的、更高的要求[1]。本科生作為復合型創新人才培養體系的基礎環節,其實踐動手能力和創新能力培養十分重要。傳統的為本科生開放的實驗室主要是教學實驗室,開設的實驗課程大多為驗證性實驗,少有創新性和研究性實驗內容,或者由于實驗條件和管理體制限制而無法開展,難以達到培養學生的實踐能力、創新能力的目的。重點實驗室的儀器設備先進且配置完善,擁有高水平的人力資源,但源于實驗室管理體制的原因,屬于科研實驗室,主要供教師和研究生使用,通常不向本科生開放,儀器設備和人力資源沒有得到充分利用[2]。本文結合哈爾濱工業大學交通行業重點實驗室建設與復合型創新人才培養的實際情況,分析了交通行業重點實驗室建設對培養復合型創新人才的重要意義,對我校交通行業重點實驗室建設的特色工作進行了介紹,并對其能夠為本科教學提供的資源進行了研究,提出了依托交通行業重點實驗室培養復合型創新人才的具體措施。

1 交通行業重點實驗室建設對培養復合型創新人才的意義

交通行業重點實驗室(交通部重點實驗室)是國家交通科技創新體系的重要組成部分,是解決重大交通科技問題、開展高水平研發活動、獲取具有自主知識產權科研成果、聚集和培養優秀科技人才、開展交通領域高層次學術交流、促進科技成果轉化的重要基地。對于促進行業科技進步,提升行業整體創新能力,加快交通現代化建設具有重要意義。

交通行業重點實驗室采用認定方式確定。2012年底,高校認定通過的有13家,見表1。

表1 設在高校的交通行業重點實驗室

2007年10月,交通安全特種材料與智能化控制技術交通行業重點實驗室(下稱實驗室)在哈爾濱工業大學認定通過。該實驗室充分利用哈爾濱工業大學土木工程、材料科學與工程、計算機科學與技術、管理科學與工程、通信與信息系統等國家重點學科的優勢資源,聯合車輛工程、模式識別與智能系統等學科,積極爭取外部資源。經過幾年的建設和發展,實驗室的綜合競爭優勢日趨顯現,在交通安全特種材料與技術、交通安全智能化控制技術兩個主要研究方向上形成了綜合優勢,成為聚集和培養公路交通安全材料與智能化控制領域優秀科技人才的重要基地。

交通行業重點實驗室設在高校,既有別于大學內設立的國家重點實驗室、教育部重點實驗室,又有別于設立在科研院所的交通行業重點實驗室[3-5]。與國家重點實驗室、教育部重點實驗室相比,其任務主要是圍繞交通建設和交通科技發展戰略目標,開展應用基礎研究、重大關鍵技術、前瞻性技術以及相關公益性技術研究;立足于解決交通現代化建設中的技術難題,為提高公路水路交通供給能力、服務管理能力和可持續發展能力提供支撐。與設立在科研院所的交通行業重點實驗室相比,其國際學術交流和高層次人才培養的特色更加突出。

對于設立于哈爾濱工業大學這樣一所研究型大學的交通行業重點實驗室來說,利用學校交通運輸工程、土木工程、材料科學與工程、計算機科學與技術、管理科學與工程、通信與信息系統等多學科交叉優勢,培養復合型創新人才有其獨特優勢。為此,我校在加強交通行業重點實驗室建設的同時,特別強調利用交通行業重點實驗室的硬件資源和人才優勢,在本科教學中為培養交通運輸類專業復合型創新人才打基礎。

當然,交通行業重點實驗室有著自己的定位和職能,不需要將工作重心轉移到本科教學上來,但如果能夠發揮實驗室的優勢,挖掘其潛力,拓寬工作范圍,關心和支持本科教學是非常有意義的事情。國內外在這方面已經進行了一些探索和實踐,但大多研究成果針對國家重點實驗室、教育部重點實驗室、省市重點實驗室,針對行業重點實驗室的較少[6-7]。行業重點實驗室在資源配置與利用、人才培養等方面有區別于其他重點實驗室的特色,針對交通行業重點實驗室特點,開展培養交通運輸類專業復合型創新人才的研究具有重要的理論意義和實踐價值,不但能夠提高哈爾濱工業大學交通運輸類專業復合型創新人才的培養質量,而且能夠為國內其他院校起到示范作用。

2 我校交通行業重點實驗室建設的特色工作

按照交通運輸部對交通行業重點實驗室的定位,結合哈爾濱工業大學的實際情況,我校交通行業重點實驗室的主要任務是:立足交通行業需求、直接服務國民經濟、解決當前交通領域的技術難點、促進國際合作與交流、肩負人才培養任務。交通安全特種材料與智能化控制技術交通行業重點實驗室自2007年認定通過以來,利用哈爾濱工業大學多學科交叉的優勢,做了一些具有特色的工作。

2.1 積極參與國家重大工程建設和抗災救難社會行動

(1) 在黑龍江省公路建設“三年決戰”中,實驗室承擔了9個重點工程的技術服務和試驗檢測任務,服務里程約1 569 km。

(2) 2008年初南方發生冰雪災害后,實驗室立刻組織專家組奔赴韶關進行技術支持,完成了多項技術攻關項目,解決了當地急需的一系列技術難題。

(3) “512”汶川特大地震后,實驗室派遣10余人的科技服務隊第一時間趕赴都江堰,對全市162座道路橋梁進行了檢測和評估,受到了都江堰市委的表彰。

(4) 云貴高原發生凍雨后,實驗室承擔了國家科技支撐計劃項目“凝冰路面損傷評估、防護及修復技術研究”,提出了有效應對措施。

(5) 哈爾濱“陽明灘大橋”垮塌后,派專家組第一時間趕赴現場,為后續工作開展提供技術支持和指導。

2.2 國際學術交流數量和檔次大幅提升

(1) 國際交流日趨頻繁。聘請國外知名專家、教授52人次來實驗室交流、講學,主辦重要國際學術會議8次,參加國際重要學術會議80余人次,與英國帝國理工大學、美國伊利諾伊大學、莫斯科公路交通大學、中國香港科技大學、美國華盛頓大學等20余所知名大學建立了學術交流與人才培養合作關系,派出研修一年以上的高級訪問學者40余人次,派出聯合培養的博士生30余人,接收外國留學生近20人。

(2) 國際交流平臺建設基本完成。2010年5月成立了“哈爾濱工業大學-華盛頓大學(HIT-UW)先進交通技術國際聯合實驗室”;2010年11月哈爾濱工業大學-伊利諾伊大學(HIT-UIUC)交通運輸工程海外合作基地正式成立。

(3) 國際合作項目逐步增多。聘請國際知名學者任兼職教授或博導,如英國帝國理工大學智能交通實驗室Ochieng Washington教授、華盛頓大學王印海教授(兼職博士生導師,交通信息工程與控制系主任)；加拿大工程院院士、伊利諾伊大學香檳分校Erol Tutumluer教授和歐陽彥峰教授(兼職博士生導師)；英國伯明翰大學陳衍昌教授(兼職博士生導師)和中國香港科技大學土木工程系主任張慕圣教授、香港科技大學楊海教授等,開展國際合作，已落實國家級國際合作項目3項,校級雙邊國際合作項目達30余項。

2.3 重視與其他重點實驗室的合作與交流

(1) 積極發揮國際交流橋梁作用。2011年8月,以本實驗室為橋梁,聯合華盛頓大學和東北三省交通廳召開“中美交通建設與可持續發展研討會”,實現東北三省交通廳“十二五”技術需求與國際同行的對接,開辟了利用實驗室的國際資源服務于國內交通發展需求的新途徑。

(2) 本實驗室有8名技術骨干同時作為季節性凍土區公路建設與養護技術交通行業重點實驗室、高速公路養護技術交通行業重點實驗室的兼職研究人員,形成了項目合作、技術交流、人才培養的常態化交流機制。

(3) 借助與伊利諾伊大學建立的海外學術基地及與華盛頓大學成立的國際聯合實驗室,共享資源,共同探索交通行業的科技前沿問題。一方面注重國際高端人才引進,聘請國際知名學者擔任實驗室的兼職研究人員,開展高水平的國際合作研究;另一方面注重實驗室國際化人才的培養,已建立了每年派出10名左右固定研究人員到國外知名大學或著名實驗室學習、研究的常態化機制。

3 交通行業重點實驗室開展復合型創新人才培養的措施

3.1 交通行業重點實驗室開展復合型創新人才培養的主要思路

(1) 在培養理念上,實施精英教育,努力打造交通行業領軍人物。哈爾濱工業大學是全國前9所院校中唯一設有交通運輸類專業的高校。依托交通行業重點實驗室,整合校內外的優勢資源,實施精英教育,努力打造交通行業領軍人物是教學改革的核心理念。

(2) 在教學和實踐內容上,充分體現本科生實踐能力和科技創新能力的實際需要。利用實驗室的硬件條件和師資隊伍,制定能夠開設的實驗計劃和適合本科生參與的科技創新活動方案。在夯實傳統專業知識的基礎上,突出對知識的運用和對學生實踐能力、創新能力的培養,為學生從事創新性研究提供保證。

(3) 在教學方法上,實施研究型教學。實驗室對學生開放,開設個性化、綜合設計型、研究創新型實驗。強調學習內容的綜合性與開放性、學習過程的參與性與自主性、學習成果的創新性與多樣性。將實驗室的科研項目適時引入教學,利用高水平研發平臺激發和培養學生的復合型創新能力。

(4) 在教學環節上,實施能力提升計劃。按照“突出專業特色、面向工程實際、注重創新能力、提高綜合素質”的思想,依托實驗室強化課程實驗的創新性,分年級、分層次提升學生工程實踐能力和創新能力。

3.2 交通行業重點實驗室用于本科教學的改革思路

(1) 緊緊圍繞國家公路交通建設對專業技術、管理和創新型拔尖人才的需要,培養學生的創新意識、創新能力和創新精神,注重科研優勢和學科優勢對本科教學的帶動作用。研究確定實驗室用于本科教學的改革思路是:建立開放、系統、完整、高水平的教學平臺,形成培養交通運輸類專業復合型創新人才的重要基地。

(2) 根據交通運輸類專業復合型創新人才培養的需要,深化實驗教學改革,完善創新課程體系。基礎實驗主要通過優化實驗項目,使綜合性和設計性實驗項目達到40%以上,擴大本科生實驗自主性和實驗室開放性,提高本科生實驗學習興趣,培養本科生創新能力。開設創新研修課,新建專業綜合實驗,創建科研創新實驗平臺,延拓創新科研基金課題,使本科生受到推進式的科研技能、創新能力和綜合素質訓練。

(3) 挖掘實驗室中能為本科生復合型創新人才培養利用的軟、硬件資源,建立實驗室科研資源用于本科生復合型創新人才培養的平臺。以實驗室為依托,繼續實踐探討實驗室大、中型儀器共享機制,建立實驗室本科生創新實驗基地。

(4) 鼓勵實驗室教師開設創新性研修課程,強化其對本科生創新活動的指導。在強調本科生實驗基本技能和科研基本素養的同時,結合科研項目和大學生創新活動開展本科生創新性實驗,形成多層次、多形式的本科生復合型創新人才培養體系。

3.3 交通行業重點實驗室開展本科教學的主要內容

(1) 本科生科技創新能力培養平臺及條件建設。以培養交通運輸類專業復合型創新人才為目標,以提高本科生的實踐動手能力和科技創新能力為核心,依托實驗室構建本科生科技創新能力培養平臺。包括:召集相關教師及實驗室人員進行研究討論,篩選出適合本科生使用的儀器設備、適合本科生開展科技活動的科研課題、能夠利用實驗室開設實驗的本科課程、指定能夠帶領本科生開展科技創新活動的指導教師等。

(2) 利用實驗室的管理制度建設推行實驗室向本科生開放,要使實驗室滿足本科生創新性實驗的需要,對實驗室的管理提出新的要求。為此,需要進行實驗室的管理制度建設。在實驗室的管理制度建設中,我們參考了與實驗教學相關主要政策，包括:高等學校實驗室工作規程、教育部重點實驗室評估規則、國防重點學科實驗室管理辦法、國防科技重點實驗室管理辦法、高等學校重點實驗室建設與管理辦法(暫行)、高等學校儀器設備管理辦法、國家重點實驗室建設與管理暫行辦法等。在這些規章制度的框架內,我們進一步研究了實驗室的特點,制定了有利于本科生復合型創新人才培養的制度:包括對本科教學利用實驗室的鼓勵和獎勵政策、本科生進入實驗室的條件、本科生科研活動的管理方式、本科生科研實驗的經費來源、本科生使用儀器的管理等。這些管理制度的建設,通過開會研究,廣泛征求了相關領導、教師、實驗人員和學生的意見和建議,確保對交通運輸類專業復合型創新人才培養起到實際作用。

(3) 本科生利用實驗室的實施方案。依托實驗室的硬件教學資源,充分挖掘實驗室擁有的高端人才優勢潛力,制定了交通運輸類專業本科生利用實驗室的具體實施方案。包括:針對本科生特點的綜合設計型和研究創新型實驗設計、本科生參加科技創新活動的選題及指導方案、引導本科生科技創新與工程實踐活動計劃、實驗室高端人才為本科生開設的講座計劃等。

3.4 交通行業重點實驗室開展本科教學采用的教學方法

一般來說,基礎和專業教學實驗主要是使學生加深理解基本理論知識、掌握基本實驗技能和方法,教學內容重在理論公式、基本規律的演示驗證,正因為如此,這類實驗就具有專業涉及面廣、學生群體性強、內容變化小以及設備簡單等特點。交通行業重點實驗室則更為專業化,它聚集了國內一流的專業人才,擁有一流的科研成果、一流的專業實驗設備,而且國內外合作交流頻繁。實驗室的主要研究方向相對穩定,但隨著國際同類學科的發展、承擔科研項目的變化,研究方向往往需要適當調整,實驗研究的內容重復性小、更新快[8]。為此,實驗室資源用于本科教學,其教學方法具有一定的靈活性,因為開設的課程和進行的實驗,大多有別于傳統的實驗,多是結合交通項目開展的創新性實驗[9-10]。目前,我校常采用的教學方法有:

(1) 討論、互動式教學。討論、互動式教學方法貫穿于實驗的全過程。實驗前,由指導教師講解有關實驗要求和實驗原理,通過討論式互動方法,充分調動本科生學習的積極性,使學生更好地理解和掌握實驗要求和實驗原理。實驗過程中,由學生進行設計方案的討論,比較不同設計方案的優劣。實驗結束時由老師組織學生對實驗結果進行討論,有利于學生對實驗結果的分析和比較。

(2) 示范設計教學。對綜合型、設計型實驗課題,一般都有由教師設計制作好的實驗樣板,實驗樣板的設計為學生自主獨立設計提供了參考,使學生能直觀地理解設計課題的原理、指標及要求,從“模仿”到“創新”。

(3) 開放式教學。我校交通行業重點實驗室創建了“大學生開放創新實驗室”,實行全開放式創新教學機制,在教師指導下,做到實驗時間開放、內容開放、設備開放、試劑藥品開放。本科生通過參與開放性創新實驗,實踐能力和綜合素質明顯提高[11-12]。

(4) 任務驅動式教學。對設計型實驗課題,在明確設計任務和要求的情況下,從資料收集、方案擬定、設計與調試到撰寫設計報告,都由本科生自行完成。為學生的發揮和創新留下足夠的空間,讓學生自己準備、查閱、整理、分析、動手、思考、歸納和總結。

(5) 集中教學與個別指導相結合。本科生之間的實驗技能和創新能力往往存在較大差異,為使動手能力差的學生建立足夠的信心,且為優秀學生提供最大限度的發揮空間,教師因人而異進行有針對性的指導,對好的學生提出更高的要求,對后進的學生進行耐心輔導。

(6) 現場演示教學。在交通行業重點實驗室,對于易損、昂貴儀器的使用、操作以及注意事項都進行現場演示,使本科生能有機會了解、使用先進的儀器與設備。

4 結束語

我校在交通行業重點實驗室的建設和復合型創新人才培養方面開展了一些工作,這些工作在本科教學和大學生科技創新活動中發揮了一定的作用,這對于我校研究型大學的建設十分有意義。但是,由于本科生知識水平、學習重點等的限制,其參與交通行業重點實驗室項目研究的能力還有待提高。如何進一步將交通行業重點實驗室的建設成果用于交通運輸類專業本科生復合型創新人才的培養,還需要進一步從管理機制、具體操作方法、經費保障等方面研究深化。

References)

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Construction of key laboratory and cultivation of compound-type innovative talents in industry

An Shi,Wang Xiaoning,Wang Jian,Yang Longhai,Zhang Xiqiao

(School of Transportation Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China)

Based on the actual conditions of the construction of key laboratory and the cultivation of compound-type innovative talents in transport industry in Harbin Institute of Technology,the characteristics of transport industry key laboratory in colleges and universities are analyzed,and the significance of constructing transport industry key laboratory for the cultivation of compound-type innovative talents is put forward. The characteristic work in construction of transport industry key laboratory in Harbin Institute of Technology is summarized according to participation in major national construction projects and disaster relief social action positively,the international academic exchange,the cooperation and exchange with other laboratories. According to the demand of culturing transportation industry compound-type innovative talents, the concrete measures used by transport industry key laboratory to cultivate compound-type innovative talents are put forward based on cultivation concept,reform idea,teaching method and so on.

industry key laboratory;construction characteristics;cultivation of compound-type innovative talents;major measures

2014- 05- 13 修改日期:2014- 07- 30

黑龍江省高等教育教學改革立項高教綜合改革試點專項項目(2013)

安實(1968—),男,河北豐潤,博士,教授,哈爾濱工業大學副校長，交通安全特種材料與智能化控制技術交通行業重點實驗室主任，主要從事高教管理研究

王曉寧(1974—),女,山東泰安,博士后,副教授,碩士生導師,主要研究方向為交通運輸規劃與管理.

E-mail:wxn1974@hit.edu.cn

G482;G642.0

A

1002-4956(2015)1- 0022- 04