面向應用型創新性人才培養的實驗室開放模式研究
——以運城學院理科實驗中心為例

孟莉新，趙燕飛，衛博慧，王 紅，郝浩永，孫培祿

(1．運城學院 理科實驗中心；2．運城學院 機電工程系，山西 運城 044000)

引言

對于應用型本科來講，培養應用型人才是基本任務，那么還要不要培養其創新性？答案是肯定的，在“大眾創新，萬眾創業”的背景下，創新性人才的培養已成為高等學校人才培養的基本要求，沒有創新性，應用型本科院校培養出來的人才就沒有競爭力，頻頻被拿來和高職高專院校培養出來的學生比較。因此，培養應用型創新性人才對于應用型本科院校來講刻不容緩，從某種意義來講，顯著的創新能力應該是應用型本科與高職高專類院校的人才培養的重要區別。黨的十九大報告提出“創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐”。培養具有創新精神和創新能力的高素質人才是歷史賦予高校的重要使命[1]。應用型人才的創新品質培養在高校人才培養的重要性也越來越高[2-4]。十九大召開后，我國企業對創新性人才的需求越來越大，已將之前對單純的應用型人才的需求轉向對應用型創新性人才的需求。因此，應用型創新性人才是今后各個企業的重要人才需求類型，也是地方性本科院校人才培養的一個重要方向。

本文從應用型創新性人才培養的實踐能力培養需求出發，以運城學院理科實驗中心為依托，深入探討應用型創新性人才的內涵特征，研究面向應用型創新性人才培養的實驗室開放模式，為運城學院的應用型創新性人才培養搭建課外應用能力、創新能力培養的實踐教育平臺，同時，也為同類兄弟院校在應用型創新性人才培養及實驗室開放方面提供借鑒。

1. 應用型創新性人才的內涵與培養思路

近年來，隨著新辦高校的大量涌現，應用型人才培養的理念深入人心，大量學者對應用型人才的培養進行了深入的研究。隨著中國制造業對創新性人才需求的增加，創新性人才培養研究也是近幾年人才培養研究的一個重點。但是，大多數研究都把應用型人才和創新性人才的培養割裂開來，只有少數學者將二者結合起來進行研究[3，4]。應用型創新性人才培養必將是今后高等院校人才培養的重要研究方向之一。

1.1 應用型創新性人才的內涵

(1)應用型人才的內涵

從人才培養角度來講，本科高校培養的人才可以分為兩類：第一種，發現和研究自然界運行客觀規律的人才，即科研理論型人才；第二種，應用客觀規律為社會謀取直接利益的人才，即應用型人才[5]。應用型本科人才作為理論研究與社會實踐之間的重要紐帶，必須同時具有扎實的理論知識基礎與很強的動手實踐能力，才能夠將理論研究轉換為應用實踐[6]。應用型人才培養過程中必須注意理論知識與工程實踐之間的平衡關系，既不能弱化理論基礎的作用只強調工程實踐的動手能力，也不宜過分深入的研究理論知識，減少工程實踐的鍛煉。因此，應用型本科人才具有兩個明顯的特點：一是要求廣泛而扎實的理論基礎；二是具有較強的工程應用與解決實際問題的能力。

運城學院屬于應用型本科院校，人才培養的目的就是將科學技術轉換為生產力，因此，運城學院是以應用型為辦學定位向社會輸送應用型人才為主的本科院校，區別于其他以學術研究為辦學目的的研究型大學和以培養單純操作技術人才的高職高專類院校。

(2)創新性人才的內涵

創新性人才培養作為目前工業界、教育界公認的人才培養目標，已經逐步上升到保障國家未來發展的高度，并成為當今我國大學本科教育業發展的基本趨勢[7]。創新性人才的顯著特征是具有創新能力，創新能力是指在研究、工作過程中能夠在已有知識的基礎上突破思維定式，提出新思路、新方法來處理實踐中工程問題的能力。

創新能力和后天培養訓練的智力因素有較大的關系，涉及到知識積累、記憶力、觀察能力、想象力、操作能力等基本能力的訓練，同時，創新能力還與人才的精神、性格等非智力因素相關。因此，創新型人才培養除培養基本的創新能力外，還應培養其創新意識、求知欲望、洞察力、忍耐力和不怕困難積極進取的性格等基本精神狀態方面的能力[7]，這就決定了創新性人才培養過程中各項要求的全面性。

(3)應用型創新性人才的內涵

應用型創新性人才的概念在2009年左右就開始出現[8]，隨后的幾年也出現了大量的相關研究[9-13]，但是均是把應用型和創新性割裂開來，沒有形成一個穩定的含義。2018年起，很多高校明確了應用型創新性人才培養的目標，并在培養要求中明確了應用型和創新性的具體要求，并對應用型創新性人才的內涵進行了初步的分析[5,14-16]。

應用型創新性人才屬于應用型人才，與“學術創新型”人才相比，更強調解決實踐工程問題時的創新性，而不是單純深究學術問題的創新性；應用型創新性人才有一定的創新性，但與高職高專院校的“技能型”人才的創新能力培養相比，培養過程應更系統，具有更加扎實的專業知識基礎，可以解決更高級別的創新問題，以及具有更強的自主學習能力和崗位適應能力。

由以上分析可以預見，應用型本科人才培養已從過去單純的“應用型人才”培養逐步轉變為“應用型創新性人才”的培養，我們應當抓住時代的機遇，立足當下，擁抱未來，在應用型創新性人才的培養方面先行一步，實現人才培養的快速發展。

1.2 應用型創新性人才的培養思路

從人才培養角度來講，應用型本科需要同時培養學生的基礎理論能力和實踐應用能力。但在傳統的人才培養模式下，理論學時和實踐實驗學時都是有限的，在當前人才培養方案總學時不斷壓縮的趨勢下，既要保證理論知識的學習，又要兼顧實踐能力的培養，難度可想而知[17]。因此，要想培養學生的應用能力和創新能力應該重點從學生課外的實踐能力培養入手，調動學生主動學習的積極性[18，19]，才有可能切實提高學生的應用能力和創新能力。本文僅針對運城學院生物、化學類等理科專業的應用型創新性人才的實踐能力培養方面，從學生課外主動性學習的角度進行實驗教學中心實驗室開放運行模式的研究，著重強調開放性實驗對人才培養過程中的創新性和應用性能力培養，并不深入討論各個專業具體人才培養方案以及實踐教學方案。

應用型創新性人才實踐能力培養包含兩個關鍵點：應用能力培養與創新能力培養，這兩個能力培養的共同點就是都具有一定的動手解決問題的能力。但應用能力培養重在學生動手能力的角度，即解決的是“會不會”的問題；創新能力培養重在學生解決問題的角度，即解決的是“好不好”的問題。應用能力的培養著重技能的訓練，創新能力的培養著重思維能力的訓練，兩者相輔相成。技能的訓練需要大量的練習，思維能力的訓練需要學生大量主動的思考，因此，應用型創新性人才的培養既要關注實驗、實踐項目的數量和質量，還有考慮如何激發學生學習的興趣，充分調動學生學習的主動性。

2. 面向應用型創新性人才培養的實驗室開放模式

2.1 運城學院實驗教學中心管理模式

一般高等院校的實驗室管理模式分三大類[20]：集中管理模式、分散管理模式、集中和分散并存管理模式。三類實驗室管理模式各有優劣，集中管理模式能夠促進校內資源共享，提高實驗資源的利用率；分散管理模式由院系部等二級單位進行直接管理，增加了部分使用者的便利性，但不利于資源共享；集中和分散并存管理模式集成了前兩種類型各自的優點，對于通用性較強的基礎實驗設備、大型貴重儀器設備進行集中管理，而對于面向對象較窄的或專用性較強的儀器設備就交由院系部、研究所等二級單位直接管理。運城學院的實驗室屬于第三類管理模式，設有工科實驗中心和理科實驗中心兩個大型的實驗教學中心，各系部學院等二級單位又擁有部分直接管轄的實驗資源，既顧及到實驗資源的高度共享，又考慮到實驗中心的管理壓力以及二級單位的使用效率。

2.2 理科實驗中心實驗室開放的模式與思路

應用型創新性人才實踐能力培養的關鍵要素就是學生的應用能力和創新能力的培養，因此實驗室開放就要有針對性，從應用型創新性人才的實踐能力培養出發，針對性地設計創新性應用性的實驗項目以及管理方法，將學生的主動性充分調動起來，運城學院理科實驗教學中心實驗室開放的模式如圖1所示。

圖1 理科實驗教學中心實驗室開放模式

運城學院理科實驗中心實驗室開放模式由四個層面組成，分別是需求層、資源層、運行層和平臺層。實驗室開放運行從應用型創新性人才培養實踐能力需求分析出發(需求層)，整合實驗室資源(資源層)，規劃實驗項目，完善師資隊伍建設，進行“主動學習型”的實驗室開放運行(運行層)，最后在理科實驗中心信息化管理平臺上實現實驗室開放的運行管理(平臺層)，最終實現面向應用型創新性人才實踐能力培養的目標。

由于學生創新能力的培養與學生的興趣、學習的主觀能動性密切相關，因此，要想實質性提升學生的創新能力，激發學生主動學習的欲望是至關重要的。“主動學習型”實驗室開放模式的核心思想是讓學生主動參與到應用型創新性人才實踐能力培養體系中來，其中包含三層含義。第一層含義是指通過教師的科研項目、實踐項目、大創項目等多種項目吸引學生主動參與進來；第二層含義是指通過主動性的學習達到學生應用能力、創新能力的培養；第三層含義是指學生可以主動設計自己感興趣的實驗項目，并成立學生自治小組，協助實驗室開放過程管理，人人爭當主人翁，全面提升學生的綜合素質。

2.3 實驗室開放的關鍵問題與解決措施

為了達到應用型創新性人才實踐能力的培養，必須在其專業基礎實踐能力培養方案的基礎上，開放實驗教學中心的實驗室。但是，為了確保實驗室開放能夠正常運行，仍有諸多關鍵問題需要解決，例如如何有效利用現有資源、如何設置實驗項目、如何進行開放運行管理、實驗教師隊伍的問題如何解決，現有的管理平臺能否支撐等等。

(1)實驗資源整合分類

開放實驗室首先需要考慮可供開放的實驗資源，并對其分類整合。實驗資源包括：實驗室以及設備資源、實驗項目資源、實驗師資隊伍資源、開放實驗時間資源等。

運城學院理科實驗教學中心擁有大量的實驗教學與科研設備資源，但是仍需要將能夠用于實驗室開放的有效資源進行整合歸類，然后才能進行高效統一的管理。理科實驗教學中心擁有生物、化學各類基礎實驗室40多個，高端大型儀器實驗室8個，博士學科實驗室20多個，擁有1000元以上設備2000臺套；經統計，可供開放的實驗項目各類約有150余項；目前理科實驗教學中心的實驗員共計19名，在中心進行實驗教學的教師近100名；由于各個專業在各個學期的課程不統一，實驗室開放時間較難統計，需要通過信息化平臺來統一管控實驗室開放時間。

(2)實驗項目規劃

實驗平臺的開放運行離不開實驗項目的規劃，實驗項目的規劃不能憑空想象，需要真實的實踐項目的支撐。運城學院理科實驗中心項目的來源主要分為五個部分：生命科學、化學化工相關學科的國家基金項目，省級基金項目，校級科研項目，大學生創新創業實踐項目，產學研科研項目。在這些科研、實踐項目的支撐下，由項目課題組、實驗室管理團隊共同提取不同層次的實驗項目，既完成了各科研、實踐項目的項目任務，又為學生提供了豐富的實驗項目資源，一舉兩得。同時，豐富的、多層次的、有真實項目背景的實驗項目可以大大引起學生學習、實踐的積極主動性，為應用型創新性人才的培養起到良好的推動作用，也為實驗室開放的持久性奠定基礎。

(3)教師隊伍建設

實驗室的全面開放離不開強有力的實踐教學隊伍。一般高校的實踐教學隊伍都比較缺乏，只配備能夠開展正常教學科研的實驗室管理隊伍，運城學院理科實驗中心也不例外。目前僅僅依靠理科實驗中心的師資和實驗管理隊伍難以支撐廣泛開展的實驗室開放需求。但是，由于本文提出的實驗室開放模式中具體的實驗開放項目包括生命科學、食品工程、化學、化工學科相關教師的科研與實踐項目，這些項目的課題組負責人與成員為了推進項目的進行也愿意參與到開放實驗項目的組織與運行當中。因此，該模式下的實驗、實踐教師師資隊伍就會在原有實驗中心相關的實驗、實踐師資隊伍上增加大量的具有項目實踐經驗的專兼職教師，使得開放實驗項目的師資隊伍得到有效的充實。同時，隨著實驗室開放項目的不斷推進，實驗中心自身也不斷引進相關師資隊伍，并對現有隊伍進行專業培訓，不斷提升實驗室開放師資的數量與質量。

(4)實驗室開放運行制度

實驗室開放能否有效運行還需依靠完整的實驗室開放運行系列制度。開放實驗室首要保證的是學生安全和實驗室安全，因此首先需要建立《開放實驗室安全管理》、《開放實驗室安全管理緊急預案》等安全管理制度；其次，就是人員管理制度，如《開放實驗學生管理制度》、《開放實驗教師、實驗員職責》、《開放實驗室管理人員制度》等；然后就是實驗室資源的相關制度，如《開放實驗室大型儀器管理制度》《開放實驗室耗材管理制度》、《開放實驗項目管理制度》、《開放實驗經費管理制度》等；最后就是確保開放實驗順利運行的流程性制度，如《開放實驗預約、審核流程規范》、《開放實驗過程管理規定》、《開放實驗實驗結果管理制度》等。有了系統的系列制度，才能確保開放實驗有序長效運行，切實確保應用型創新性人才培養的連續性。

2.4 信息化管理平臺建設

在當今信息化技術飛速發展的時代，實驗室的開放除了需要一系列必備的硬件設施及管理制度外，還需要一套高效的開放實驗信息化管理平臺。開放實驗信息化管理平臺至少應有系統管理員、學生、實驗室管理人員、實驗項目負責老師、實驗員等五類主要的角色，每一類角色具有不同的功能模塊，每一名實驗項目開放的參與者至少具有其中的一個角色，每個角色的具體功能如圖2所示。

圖2 開放實驗室信息化管理平臺分角色功能分析

開放實驗室的信息化管理平臺除了具備以上功能外，還應該使得各個角色的不同功能模塊在整個實驗開放運行過程中相互關聯，在整個運行過程中形成一個完整的流程閉環，確保能夠監控開放實驗項目運行的全過程，具體的軟件運行流程本文不做詳述。目前，運城學院理科實驗中心開放實驗信息化平臺初步上線，正在調試與試運行當中，如圖3所示為運城學院理科實驗中心開放實驗信息化管理平臺的平臺首頁。

圖3 理科實驗中心開放實驗信息化管理平臺首頁

3. 總結與展望

在地方性應用型本科院校的應用型創新性人才培養過程中，學生的理論能力培養是基礎，實踐能力培養是重點。實踐能力培養包含應用能力和創新能力兩個方面，其中應用能力偏重于基本技能的訓練，創新能力側重于解決問題能力的培養，但這兩種能力的培養都離不開學生的主動性，沒有學生學習的主動性，學生的應用能力、創新能力培養就不會有實質性的提升。

實驗室開放一直是高校永遠的難題，師資問題、實驗員問題、耗材問題、實驗項目問題等等，都是非常難以協調的問題，因此要想全面開放實驗室，首先從整合實驗室資源出發，調動校內有相關科研項目、產學研項目、大學生創新實驗項目的教師入手，探索將項目課題組的實驗項目和師資引入到開放實驗項目當中，既解決了課題組做實驗的問題，又解決了學生實驗項目的問題，還部分解決了師資的問題，一舉多得，使得實驗室開放具備了可行性基礎，值得嘗試。

目前，運城學院理科實驗中心開放實驗室信息化管理平臺已經上線，但僅限于校內訪問，暫時僅面向校內對部分實驗室和實驗內容開放，并且在諸如經費管理、流程管理、學生自治管理等方面還需要進一步政策制度完善，以確保實驗室開放能夠長久高效運行。期望不久的將來，運城學院理科實驗中心能夠全面開放，吸引更多的項目、更多的資源，在運城學院應用型創新性人才的培養過程中起到應有的作用。