古生物學與地層學實驗室建設是研究生創新能力培養的源泉

趙秀麗　李守軍　王平麗　陳雷

摘要：古生物學與地層學是地質學研究領域的一門既古老又極富活力的基礎學科，也是實踐性很強的學科，如何提高該學科研究生的培養質量與創新能力關系到學科的長遠發展和學生的前途。加強學生的實驗動手能力是提高創新能力的有效途徑，因此古生物學與地層學實驗室建設是創新能力培養的源泉，實驗室建設不僅要加強實驗場地及儀器設備等硬件設施的投入，還要加強軟件建設，包括高水平指導教師、高水平科學研究的支撐以及先進的管理理念。

關鍵詞：創新；研究生培養；實驗室建設；古生物學與地層學

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0269-03

習近平在G20峰會開幕式上的講話中多次提到“創新”二字。創新型的國家建設需要各行各業創新型人才來支撐。高校是人才的搖籃，創新是現代大學實現大學功能的核心要素，唯有創新，才能不斷創造新鮮思想，引領時代潮流；唯有創新，才能有效地傳授先進知識，培養高層次的創新型人才。建設一流大學和特色大學的前提是提高創新意識和創新能力[1]。

一、古生物學與地層學創新型人才培養模式及關鍵要素

人才培養是教與學的有機結合，二者是辯證統一的關系，原蘇聯教育家巴班斯基指出：只有在師生積極的相互作用下，才能產生作為一個完整現象的教學教程。割裂教與學的聯系就會破壞這一過程的完整性，使其喪失存在的基本特征和條件。龔一鳴等（2009）從理論與實踐、宏觀與微觀相結合進行了探索與實踐[2]，并提出了高等學校創新人才培育的要素和途徑，創新人才培養和輸出的四大要素分別為高素質教師隊伍（核心要素）、高層次科學研究（必備要素）、高水平系列課程教材（基礎要素）和高檔次系列支撐平臺基地（關鍵要素）。四要素之間要有機聯系，緊密結合。這四個要素是創新型人才培養的外部因素，從教學方面很好地對創新人才的培養過程進行了總結與概括，具有普遍適用性。

古生物學與地層學是地質學研究領域的一門重要的基礎學科，生物學方面，通過對保存于地層中的各類化石的形態、結構、生態、分類等研究，完善生物進化論，為生物的演化提供驗證；地質學方面，能夠為基礎地質研究提供最重要的時間和空間的尺度；結合多學科研究手段，查明地層成因、時空分布，進行地層的劃分和對比，建立區域地層系統格架，恢復古地理、古氣候、古環境。因此古生物學是一門古老而充滿生機的學科[3]。隨著分析測試技術的提高，其在生物學、地質學領域的應用非常廣泛，如何提高該學科研究生的培養質量與創新能力關系到學科的長遠發展和學生的前途，也體現了學校的辦學水平。

研究生是高層次的培養對象，與本科生培養最大的區別在于要充分發揮學生的主觀能動性，采用批判式與問題導向式教學方法，提高學生的創新意識，提高主動探索與動手實驗的能力，這是創新能力培養的源泉，其關鍵要素是高檔次系列支撐平臺，其中高水平的古生物學與地層學實驗室是必備條件，因此實驗室是輸出創新型人才和創新型成果的孵化器。

二、古生物學與地層學實驗室的作用

山東科技大學的地質學一級學科碩士點獲批于2011年，“古生物學與地層學”是下設的二級學科，與地質、資源、技術、環境等研究方向相互交叉與融合。為了培養應用型及復合型高級技術人才，學科要注重基礎教育、技術技能和素質教育。該學科實踐性很強，古生物地層學實驗室在教學和科研方面起著重要作用。

首先教學方面，通過實驗鞏固基礎知識，提高動手能力，掌握實驗技能。創新型人才首先要有扎實的古生物學基礎知識，熟悉各門類古生物屬種特征，具備化石鑒定能力。古生物學與地層學研究生教學計劃中所開課程如學位課《微體古生物學》、選修課《古植物學》等，除了課堂理論教學外，還需要開設一定數量的實驗課，實驗教學在研究生課程教學中應該占據重要地位。要對重要的門類，如有孔蟲、介形蟲、牙形石、硅藻、孢子和花粉、溝鞭藻和疑源類、植物葉和表皮等的形態、結構進行觀察，才能鞏固基礎知識；另外要求學生自己動手制作一部分實習標本，如孢子和花粉的薄片，通過自己觀察去歸納不同屬種的區別，既培養了學生的獨立動手能力和思考能力，又激發了學習興趣。

其次科研方面，高水平科研項目代表了學校的研究水平，也是培養學生創新能力的必備要素?？茖W研究離不開實驗，科學研究的結果來不得半點虛偽和捏造，要有真實科學的實驗數據，更需要在高水平實驗室完成。古生物學發展至今已經與多學科相互交叉滲透，如有機地球化學、生物成巖成礦、數理統計學等。先進的技術手段和測試儀器必不可少，如對宏觀生物或微觀生物的觀察，需要使用透射光、偏光、熒光和反光等光學顯微鏡相互結合；對有孔蟲殼壁化學成分的研究歷史，已經超過半個世紀，先后采用了X光衍射、發射光譜、原子吸收光譜、電子探針以及中子活化等技術，在有孔蟲的分類與古生態研究上起了重要作用，但此項研究在我國幾乎是空白的。新式掃描電鏡可以從各個角度觀察物體，可放大倍數達萬倍以上。第四紀孢粉研究采用概率統計、多元與聚類分析、回歸分析等數學方法來分析處理各種數據，以得到更多有關植被發展的信息。大量的數據及計算只有用電子計算機及軟件處理才有可能實現[4]。

近年來在指導學生實驗的過程中發現學生實踐能力比較欠缺，如配制酸堿溶液時，不會使用濃度計算公式；使用電器設備不注意安全；在孢粉樣品分析過程中，不會根據樣品的不同巖性決定實驗步驟。實驗過程中一些細節問題對于沒有經驗的學生來說容易被忽略，這會直接影響分析結果。學生通過做實驗不僅加強了專業知識的學習，也培養了做事的細致性、條理性、責任感，養成了良好的科學實驗習慣；學生在教師指導下對實驗方法進行改進，自制實驗小設備，大大提高了學生的創新能力。教學與科研相輔相成，科研可以為教學輸入新鮮血液以及最新研究成果，因此培養創新型研究生離不開先進的古生物學與地層學實驗室。

三、我校古生物學與地層學實驗室改進與建設

古生物學與地層學實驗室建設需要硬件和軟件的支撐，硬件包括實驗室和先進的實驗設備儀器等，軟件主要包括高水平的指導教師、高水平科研項目的支撐和先進的管理理念等。近年來地科學院古生物學與地層學專業難有高水平成果輸出，主要原因在于我校實驗室在硬件和軟件上都存在一些問題和不足。通過不斷改進和建設，使教學與科研逐漸步入發展與提高的階段。

1.硬件建設。我校地科學院自2004年由泰安遷往青島后微體古生物實驗室處于廢棄狀態，設備陳舊落后，缺少教學標本，致使不能進行教學和科研活動。近年來學院日益重視實驗室建設，加大了投入，在學院重點實驗室建設工程的資助下購買了體式顯微鏡、通風櫥等設備。課題組成員也積極與山東省地質調查院等外部單位合作項目，利用項目經費購買了顯微鏡成像系統、超聲波清洗機、電加熱臺等儀器和化學藥品，分析了萊州灣沿岸第四紀地層中的有孔蟲、介形蟲及孢粉樣品，獲得了化石標本，為研究生發表論文提供了材料。目前實驗室擁有酸堿處理室和顯微鏡鑒定室，可以完成微體古生物基礎分析，但掃描電鏡和元素分析等還不具備條件，需要與其他科研單位合作完成，另外還需要標本陳列室、大化石修復及照相的場地，顯微鏡數量還較少，不能滿足學科發展的需要，所以硬件方面還需要進一步加強建設。

2.軟件建設。高水平實驗室需要高素質的指導教師，由于歷史和編制的原因，目前研究型實驗室缺少高素質的專業技術人員。研究生導師要親自做實驗，并指導研究生進行科研工作。一名高素質的研究生導師要教學與科研兩手抓，兩手都要硬，為此要加強學術交流，了解國內與國際前沿科研動態，掌握先進的實驗技術與方法。教師隊伍建設是高等學校創新人才培養的核心要素，教師隊伍的素質直接影響、決定人才培養的質量（龔一鳴等，2009）。為此學院積極引進人才，組成強有力的教學團隊，派骨干教師到中國科學院地質與地球物理研究所等科研單位訪學，學習孢粉分析與數據處理等先進研究方法。開闊了視野，提高了教學與科研水平。近年來全國高校實驗室不斷出現安全事故，暴露了實驗室管理的漏洞，目前我院實驗室管理還停留在粗放化管理階段，缺少專職實驗員，研究生導師兼職管理，出現了一些問題，如管理不規范、考核辦法不合理、責任不明確等，存在一些安全隱患，嚴重阻礙了實驗室的可持續發展。隨著古生物學與地層學專業的發展，實驗室要對教師及研究生、甚至本科生開放，實驗室使用人數增加，同時實驗室儀器設備的投入增加，使實驗室管理工作更為重要。因此，實驗室要引進精細化管理的理念，還要日趨完善實驗室建設、管理、使用等各環節。本人提出以下幾方面的建議：①安全是實驗室管理的重中之重。要制定規范化的安全培訓制度。為了培養研究生的管理和獨立工作能力，彌補實驗員不足的問題，實驗室設置助研崗，研究生參與實驗室管理和科學實驗。但是，學生助研崗位往往存在人員不固定、缺乏專業引導等問題，有很多安全隱患，實驗室要落實安全責任人，學生進實驗室之前，要由實驗室安全責任人或研究生導師進行安全培訓，包括儀器設備的維護、保養，化學藥品的安全使用，水電使用安全常識，實驗操作流程等，確保人身安全，防止觸電、中毒、爆炸等危險事故發生。②職責定位明確，管理制度規范。參與管理實驗室的兼職教師，承擔著教學與科研的重任，有時無法進行系統、有效的管理，職責定位模糊，出現問題時相互推諉，所以學院應在待遇、考核等方面給予一定的科研工作量補償，重視管理人員付出的勞動，提高管理人員工作的積極性，制定規范細致的管理制度。實驗室需要完善的規章制度，包括：學生實驗管理制度、實驗室開放日志制度等；儀器設備管理制度，儀器設備操作流程；實驗室安全衛生管理制度等，通過細致的制度約束實驗者的行為，做到實驗完畢，物歸原樣，保持實驗室整潔有序。③合理收取使用費，保持可持續發展。實驗室運行管理過程中需要經費支撐，包括大型設備購置、維修和折舊費，低值易耗實驗器材的消耗，研究生勞務費等?？梢杂梢韵虑澜鉀Q：由學?；驅W院實驗室建設資金投資購買的貴重儀器設備，如掃描電鏡需由專人管理和操作，要收取合理的使用費用，用來支付維修保養費和管理人員的勞務費；不使用貴重儀器的實驗，如孢粉分析實驗，分析流程較為復雜，耗時耗力，在沒有專職實驗員的情況下，由項目組成員分析，所有實驗耗材及化學藥品自行購買，小型設備損壞由使用者負責維修或者購買?？傊?，為了減輕學院在管理和經費上的負擔，誰使用誰管理誰承擔費用。④豐富實驗室文化建設。良好的環境令人心情舒暢，實驗室要保持干凈整潔，儀器分類擺放，臺面寬敞有序。實驗室內外要建設豐富多彩的文化墻，張貼古生物化石鑒定圖片、常用儀器的用途及注意事項、實驗流程圖、成果介紹等，如此能夠激發研究生對古生物的興趣與愛好，對科學的崇拜之情。

四、結束語

古生物學與地層學實驗室是研究生創新能力培養的關鍵要素，是高水平研究成果輸出的保障。為了使古生物地層學學科持續發展，今后還需高度重視實驗室建設，從硬件和軟件上繼續加大投入，針對具體問題加強管理，學習先進的管理理念，最大限度地對研究人員開放，使其發揮更大的作用，更加高效有序地運行。

參考文獻：

[1]林志成.創新-現代大學精神的本質[J].廈門理工學院學報，2007，15（4）：89-91.

[2]龔一鳴，童金南，杜遠生，謝樹成，馮慶來，殷鴻福.地史學與古生物學創新人才培養模式研究與實踐[J].中國地質教育，2009，（2）：49-56.

[3]沙金庚.國家基礎科學人才培養基金對古生物學人才培養的促進作用[J].中國科學基金，2006，（6）：342-344.

[4]穆西南.古生物學研究的新技術新方法[M].北京：科學出版社，1987.

Abstract：Palaeontology and stratigraphy is a basic subject in the field of geology，which is both an old and a dynamic one，also is a very practical subject.How to improve the training quality and innovation abilities of the graduate students is related to the long-term development of the subject and the future of the students. The effective way is to strengthening students' experimental ability.So paleontology and stratigraphy laboratory construction is the source of training creative abilities，we should not only strengthen the hardware facilities construction，such as experimental site，instruments and equipments，but also to strengthen the construction of software，including the high level of research teachers，high level scientific research support and advanced management concept.

Key words：innovation abilities；graduate students；laboratory construction；palaeontology and stratigraphy