高?？茖W(xué)研究支撐實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制探究

賀占魁， 黃 濤， 楊九民

(華中師范大學(xué) a. 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處; b. 教育信息技術(shù)學(xué)院， 武漢 430079)

0 引 言

隨著國家創(chuàng)新體系建設(shè)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才已成為高等教育的核心任務(wù)?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中明確指出要“支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)”，“促進(jìn)科研與教學(xué)互動、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合”[1]。《教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中強(qiáng)調(diào)要“將最新科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為教育教學(xué)內(nèi)容，以高水平科學(xué)研究支撐高質(zhì)量本科人才培養(yǎng)”[2]。因此，如何建立科教融合、相互促進(jìn)的協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新，提升學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和科研能力是高校構(gòu)建高水平人才培養(yǎng)體系，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要內(nèi)容。

1 科學(xué)研究支持本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 科學(xué)研究支持實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要意義

教學(xué)與科研作為高校的兩大系統(tǒng)工作，雖然各有其自身的任務(wù)和發(fā)展規(guī)律，但它們并不是互不關(guān)聯(lián)的孤立的系統(tǒng)，在這兩個(gè)系統(tǒng)之間有著相互依存、相互滲透和相互促進(jìn)的作用。德國教育家、思想家洪堡明確了高校科學(xué)研究的功能，并認(rèn)為科研是為獲得科學(xué)知識，為教學(xué)打好基礎(chǔ)并為教學(xué)的不斷發(fā)展服務(wù)的[3]。在教學(xué)過程中，教師結(jié)合自己的研究體會和獨(dú)特見解，為學(xué)生提供前沿性知識，并將學(xué)術(shù)研究的方法系統(tǒng)性地傳授給學(xué)生，從而激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)研究的熱情，培養(yǎng)科學(xué)研究的興趣和能力，為學(xué)生今后獨(dú)立研究奠定良好的基礎(chǔ)[4-5]。對于實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)來說，與學(xué)科前沿和生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系更加緊密，高校的科研優(yōu)勢能夠有效轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的推動力[6]。

高校的科研資源,從硬件的角度來看，主要是用于科研的場所、設(shè)施、儀器設(shè)備以及相關(guān)的運(yùn)行條件保障。從軟件的角度來看，主要包括科研項(xiàng)目、科研成果以及掌握科研方法的教師智力資源等。這些科研資源集中體現(xiàn)在聚集了大量先進(jìn)設(shè)備和高水平教師的各類科研實(shí)驗(yàn)室和研究基地。要將高校的科研優(yōu)勢向?qū)嶒?yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化，不僅是對資源的再分配和再利用，更重要的是發(fā)揮其對人才培養(yǎng)的無可取代的作用，尤其是對學(xué)生動手能力和創(chuàng)新意識、科研能力和科學(xué)精神的培養(yǎng)[7]。

1.2 科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的主要瓶頸

在培養(yǎng)創(chuàng)新人才這一核心要務(wù)指引下，高校積極探索，發(fā)揮科研優(yōu)勢反哺實(shí)驗(yàn)教學(xué)，努力推動優(yōu)質(zhì)科研資源向?qū)嶒?yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化。但在轉(zhuǎn)化過程中還存在著一些瓶頸問題，主要表現(xiàn)在科研教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念、科研資源配置與利用、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新等方面。

(1) 科研教師投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)積極性不高。高校中“重科研、輕教學(xué)；重理論，輕實(shí)踐”的情況普遍存在，一些學(xué)術(shù)造詣高、創(chuàng)新能力強(qiáng)、科研經(jīng)驗(yàn)豐富的教師更愿意將較多的時(shí)間和精力放在科研工作上，投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)積極性不高。從當(dāng)前多數(shù)高校對于教師的評價(jià)考核指標(biāo)體系來看，科研成果在可量化指標(biāo)中仍占據(jù)著主要權(quán)重，而教學(xué)成效尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對弱化，投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)更多的依賴教師對于人才培養(yǎng)的責(zé)任感,缺乏科學(xué)完善的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系和工作量認(rèn)定方式，缺乏政策激勵和制度保障[8]。

(2) 科研資源支撐實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足。近年來，國家對于高等教育經(jīng)費(fèi)投入有了較大幅度的增加，高校實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備條件明顯改善。但從全國高校實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的生均實(shí)驗(yàn)室面積和生均儀器設(shè)備值來看，教學(xué)為主的實(shí)驗(yàn)室場地和儀器設(shè)備資源仍然較為緊張，而且代表著高精尖先進(jìn)儀器設(shè)備的大型儀器設(shè)備多為科研儀器設(shè)備。許多高校由于實(shí)驗(yàn)室管理體制的局限、政策機(jī)制的缺失，對于科研實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備更強(qiáng)調(diào)支撐學(xué)科建設(shè)、產(chǎn)出科研成果，并未充分挖掘其在人才培養(yǎng)中的潛力。

(3) 科研成果轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不夠。隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，知識更新周期大大縮短，許多應(yīng)用型學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容很容易與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)。然而由于科研教師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足，科研實(shí)驗(yàn)室資源對教學(xué)開放不夠等因素的影響，大量前沿科技成果無法及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目而融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生缺少接觸本專業(yè)最前沿科技成果、新型儀器設(shè)備和學(xué)術(shù)思想的渠道，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革無法取得突破性創(chuàng)新[9]。

2 科教協(xié)同提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的具體路徑及成效

“雙一流”背景下，發(fā)揮高?？蒲袃?yōu)勢，強(qiáng)化本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵在于加強(qiáng)政策的引導(dǎo)和支持，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新，使科研資源充分面向本科生開放，使教師積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，樂于將科學(xué)研究的理念、思路和成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法、手段和內(nèi)容[10]。我校結(jié)合自身實(shí)際，有效利用科研資源，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，使學(xué)校的學(xué)科優(yōu)勢和科研優(yōu)勢成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新的突破口。

2.1 激勵高水平教師投身實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為引導(dǎo)高水平教師投身實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)校出臺政策，從考核評價(jià)和工作量認(rèn)定等方面入手，規(guī)定教授必須上講臺、深入教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，直接面對本科生開展教學(xué)活動。學(xué)校在實(shí)驗(yàn)技術(shù)系列職稱中設(shè)置了正高職高級實(shí)驗(yàn)師，在評聘條件中強(qiáng)調(diào)須具備較強(qiáng)的科研能力和將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力。同時(shí)，打通了教師系列向?qū)嶒?yàn)技術(shù)系列流動的渠道，鼓勵熱愛和擅長實(shí)驗(yàn)教學(xué)的人員轉(zhuǎn)換身份，投身于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。

學(xué)校將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心作為落實(shí)科教融合，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的主陣地，要求中心主任必須由學(xué)術(shù)水平高、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、科研能力突出的學(xué)術(shù)帶頭人或高水平教授擔(dān)任，并著力建設(shè)一支教學(xué)與科研并重、理論與實(shí)驗(yàn)互通的高水平實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍。所有省級和國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心都組建了教學(xué)指導(dǎo)委員會，聘請校內(nèi)外、行業(yè)、企業(yè)的知名專家擔(dān)任委員，借助專家智慧把產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科研創(chuàng)新融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)校還設(shè)立實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心運(yùn)行專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，支持各中心自主開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究，鼓勵和支持教師將高級別、高水平科研項(xiàng)目和優(yōu)質(zhì)科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

2.2 推動科研基地為本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)

為推動重點(diǎn)科研基地向本科生開放，讓學(xué)生“早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早進(jìn)團(tuán)隊(duì)”。學(xué)校制訂了“華中師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法”，引導(dǎo)科研實(shí)驗(yàn)室在本身科研活動之外，支持以創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、自主科研和各類大學(xué)生競賽準(zhǔn)備等內(nèi)容為主的實(shí)驗(yàn)活動的開展。辦法對指導(dǎo)教師的開放實(shí)驗(yàn)工作量予以認(rèn)定，并在年度工作量津貼中給予補(bǔ)貼，在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)費(fèi)中專門列支用于開放實(shí)驗(yàn)所需的耗材及維護(hù)維修費(fèi)用。學(xué)校還通過本科生開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，配套專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持和學(xué)分獎勵制度，吸引學(xué)生主動進(jìn)入科研基地，從事科學(xué)研究、尋找創(chuàng)新樂趣、提升綜合能力。

學(xué)校積極建立和推廣“分段式-全程開放式”的課題組導(dǎo)師制培養(yǎng)體系，導(dǎo)師將科學(xué)研究的成果轉(zhuǎn)化為本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，采用分段式靈活的教學(xué)方法，開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)和相關(guān)選修課程，或者直接吸納學(xué)有余力的本科生進(jìn)入課題組參與科研項(xiàng)目，對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和幫助，使學(xué)生能有效掌握科研方法，甚至是獨(dú)立開展研究與探索。如生命科學(xué)學(xué)院依托省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，將教師科研項(xiàng)目中適合本科教學(xué)的部分轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和體系與時(shí)俱進(jìn)，開展了“從碎片化向綜合設(shè)計(jì)性轉(zhuǎn)變的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”“項(xiàng)目導(dǎo)向型的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”“科教融合的生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”“關(guān)注社會熱點(diǎn)問題的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[11]。讓學(xué)生了解科學(xué)研究前沿?zé)狳c(diǎn)和動態(tài)，掌握學(xué)習(xí)和研究方法，增強(qiáng)了學(xué)生開展科研的興趣，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和研究能力得到有效提升。

2.3 大型儀器設(shè)備向本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分開放

為提升學(xué)生對高精尖儀器設(shè)備操作技能和研究創(chuàng)新能力，學(xué)校在大型儀器設(shè)備購置論證、績效評估等管理環(huán)節(jié)明確要求將大型儀器設(shè)備充分應(yīng)用于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在大型儀器設(shè)備購置可行性論證工作中除對購置大型儀器設(shè)備的必要性、先進(jìn)性、適用性、合理性等進(jìn)行綜合評價(jià)外，還特別強(qiáng)調(diào)共享性，申購單位必須提供明確的開放共享方案，其中包含科教融合，對本科生開放共享的可行性。學(xué)校每年常規(guī)性地開展大型儀器設(shè)備使用效益考核，將大型儀器設(shè)備培訓(xùn)學(xué)生情況、新開和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目情況、實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)時(shí)數(shù)情況和實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果情況等作為考核評價(jià)的重要指標(biāo)[12]。

學(xué)校建設(shè)并系統(tǒng)整合了“大型儀器設(shè)備開放共享管理信息系統(tǒng)”“實(shí)驗(yàn)室開放管理信息系統(tǒng)”，將所有實(shí)驗(yàn)室和大型儀器設(shè)備入網(wǎng)統(tǒng)一管理，使科研實(shí)驗(yàn)室和大型儀器設(shè)備在滿足科研需求的同時(shí)，能夠充分面向本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放。為解決大型儀器設(shè)備成本高、臺套數(shù)有限、部分存在安全風(fēng)險(xiǎn)，難以大規(guī)模面向本科生開設(shè)實(shí)驗(yàn)的問題，學(xué)校組織建設(shè)了一批虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，構(gòu)建虛擬仿真的大型儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，學(xué)生通過人機(jī)交互完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括樣品前處理、儀器參數(shù)的設(shè)置、測試過程的操作、數(shù)據(jù)處理等，從而對大型儀器設(shè)備的工作原理、操作規(guī)范有了基本了解，再進(jìn)行實(shí)體設(shè)備上機(jī)操作[13]。本科生通過大型科研儀器設(shè)備使用訓(xùn)練，有效提高了動手實(shí)踐和創(chuàng)新研究能力。

2.4 引導(dǎo)科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

為推動科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)校采取項(xiàng)目牽引制，持續(xù)在中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金中設(shè)立科研成果轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容類項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)院和教師對接“雙一流”建設(shè)要求，以本科人才培養(yǎng)為根本，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重構(gòu)，徹底打破教學(xué)和科研兩張皮、理論和實(shí)驗(yàn)兩張皮的狀況，取得顯著成效，初步形成了品牌。項(xiàng)目將重點(diǎn)科研基地與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心對接，項(xiàng)目擬轉(zhuǎn)化的科研成果必須是國家級、省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(工程中心)主要研究方向產(chǎn)生的科研成果。

項(xiàng)目從轉(zhuǎn)化模式來看可分為3種類型，① 對接前沿，依托學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科，將最前沿科技成果、新型儀器設(shè)備和學(xué)術(shù)思想融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，拓寬學(xué)生視野，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和科研素養(yǎng)；② 項(xiàng)目驅(qū)動，采取學(xué)生參與應(yīng)用項(xiàng)目的形式，將傳統(tǒng)分布于不同實(shí)驗(yàn)階段和不同實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容加以有機(jī)整合，以項(xiàng)目制形式重構(gòu)綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)；③ 技術(shù)創(chuàng)新，使用最新的技術(shù)手段改造和更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，產(chǎn)生傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難以達(dá)到的教學(xué)效果。項(xiàng)目的實(shí)施將教師的科研成果有效轉(zhuǎn)化為了創(chuàng)新、可用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，充實(shí)和更新了相關(guān)學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。如化學(xué)學(xué)院依托農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室豐富的科研成果，從學(xué)院實(shí)驗(yàn)課程體系改革創(chuàng)新的角度進(jìn)行整體布局，將關(guān)于金屬催化偶聯(lián)反應(yīng)的科研成果轉(zhuǎn)化為本科生基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)，綠色有機(jī)合成方法的理解和應(yīng)用，幫助學(xué)生掌握在水相中進(jìn)行有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的方法和技術(shù)，提升了學(xué)生對于綠色有機(jī)合成化學(xué)對醫(yī)藥、農(nóng)藥以及材料科學(xué)的重要性的認(rèn)知。

2.5 校企聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)深度融合在推動社會生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式迅速革新的同時(shí)，也對教育改革和發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。學(xué)校以能力培養(yǎng)為主線，對接行業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈，與企業(yè)在環(huán)境、資源、技術(shù)、需求和人員等方面全面協(xié)同，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)上，依托橫向科研項(xiàng)目和校企聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中篩選、轉(zhuǎn)化研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、科技創(chuàng)新，打造分層次、多模塊的核心實(shí)驗(yàn)課程群，豐富了實(shí)驗(yàn)類型和內(nèi)容，提升了實(shí)驗(yàn)實(shí)戰(zhàn)性和挑戰(zhàn)性[14]。

如文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心依托國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程研究中心和文化部國家文化產(chǎn)業(yè)研究中心等學(xué)科支撐，與鳳凰衛(wèi)視集團(tuán)、長江日報(bào)集團(tuán)、武漢云工場電商孵化器有限公司、神州數(shù)碼智慧城市華中事業(yè)部等20余家企業(yè)簽訂創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，做真項(xiàng)目、出真產(chǎn)品、練真能力，使實(shí)驗(yàn)室成為創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才的培訓(xùn)中心和企業(yè)新產(chǎn)品、新技術(shù)的展示基地。

3 結(jié) 語

以人才培養(yǎng)為本，促進(jìn)科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)良性互動，協(xié)同推進(jìn)教育教學(xué)改革，在高校建設(shè)高水平本科教育進(jìn)程中占有重要地位，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建立創(chuàng)新人才成長環(huán)境，支撐拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作，拓展未來發(fā)展空間的必然趨勢[15]。我校深化科教融合，推進(jìn)機(jī)制創(chuàng)新，豐富和提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與層次，建立了獨(dú)立探索、解決問題為核心的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，取得了階段性成效。學(xué)校將以深化綜合改革和“雙一流”大學(xué)建設(shè)為契機(jī)，進(jìn)一步開展探索與實(shí)踐，建立科研支撐實(shí)驗(yàn)教學(xué)長效機(jī)制，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。