高校實驗室建設服務創新人才培養的思考

＊杜 蕾

（西安石油大學地球科學與工程學院 陜西 710065）

前言

21世紀以來，隨著科學技術的發展和經濟全球化趨勢的不斷深入，國家之間的聯系日益緊密，人才資源已經成為當前時代最重要的生產要素[1]。目前，全球已正式進入知識經濟時代。與此同時，國際競爭也逐步演變為人才的競爭，一個國家創新人才的數量和質量決定了國家科學技術水平的高低，進而決定了國家的綜合實力[2]。

一直以來，教育和培養人才是高校的核心任務和根本目的，而高校實驗室作為科研成果產出的核心基地和根本源頭，在高校創新技術應用和人才培養中占據著重要地位。因此加強實驗室建設不僅是高校發展過程中提高自身競爭力的重要手段，更是高校“雙一流”建設背景下服務創新人才培養的必然要求。

1.創新人才理念及培養現狀

(1)創新人才基本特征

創新的概念最早由經濟學家熊彼特在《經濟發展概論》里提出，現在我們普遍認為創新是利用已有的資源創造出新東西的過程。創新人才指的就是具有創新精神和創造能力，能通過自己的創造性勞動取得創新成果，進而在某一領域為社會發展和人類進步做出一定貢獻的人。而對于高校而言，人才培養最重要任務就是培養學生利用所學知識進行科學技術研究從而發現創造新東西的能力，從這一層面來講大學人才培養的核心就是創新人才的培養。對于當代創新人才首先應該具備良好的自我管理能力、團隊協作精神、溝通協調能力和良好的心理素質，好的自我管理能力是自我約束，實現個人目標的前提條件，同時團隊協作精神和溝通協調能力是保證團隊工作順利完成的重要因素。其次作為專業型人才需要具備較高的學術研究水平、嚴謹的科學態度和強烈的求知欲望，只有具備了扎實的專業基礎、較高的專業素養和不斷鉆研專業知識的精神才能在步入工作崗位后出色完成工作任務。

最后只有充分認可和熱愛專業，才有在專業領域做出一番成就的可能。近年來“農林地礦油”類專業由于工作環境較為艱苦，部分學生畢業后不愿從事本專業相關工作，因此作為以石油石化專業為特色的學校，在培養石油地質行業創新人才時還應注重培養學生熱愛專業，樂于奉獻，扎根基層的精神。

(2)創新人才培養現狀

20世紀80年代西方發達國家率先進行了高校改革，在創新人才培養方面投入了大量的人力、物力和財力，希望通過創新人才的培養來增強科技創新能力，從而提升整個國家的競爭力。其中，美國創新人才培養堅持以學生為中心，著重培養學生的獨立思維和發現問題、解決問題的能力，強調課程設置的綜合性，通過文理滲透來優化知識結構；德國創新人才培養采用“校企合作、工學結合”的雙元制模式，課程設置注重實用性，突出對學生實操性能力的培養；英國人才培養采用“導師制”，對學生制定個性化教學計劃，注重培養學生開放性思維和學科交叉融合的能力；日本高校的人才培養主要建立在校企合作的基礎上，鼓勵學生參與企業實踐，通過高校向企業提供創新技術，企業為學生實踐提供平臺的方式，雙方相互促進，共同發展[3]。

新中國成立以來，我國的社會經濟發展和教育事業都取得了巨大進步，關于專業領域的杰出創新人才培養問題也在一直探索之中。

2005年的“錢學森之問”引發了全社會對于什么是創新人才，怎么培養創新人才的討論。

2009年教育部聯合中組部、財政部設立了基礎學科拔尖學生培養試驗計劃，率先在全國十余所高校的五個基礎學科領域，配備一流的師資，創造一流的條件，培養基礎學科領域的拔尖創新人才[4]。

2010年由科技部、教育部等八部委聯合制定的《創新人才推進計劃實施方案》提出“要培養和造就一批具有世界水平的科學家、高水平的科技領軍人才和工程師、優秀創新團隊和創業人才”[5]。

2015年11月國務院印發了《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，方案明確指出要突出人才培養的核心地位，“雙一流”建設的重要任務就是培養富有創新精神和實踐能力的創新型、應用型、復合型優秀人才。經過創新人才培養的多年探索，目前高校對于人才培養的目標和創新人才的標準已經基本明確，但各高校關于推進創新人才培養的總體方案和具體措施還在持續探索之中[6]。

2.高校實驗室建設現狀

(1)硬件設施基本完善，管理制度還需完善

近年來，隨著高校對學生實踐能力培養的重視程度不斷提高，實驗教學的地位不斷提高，高校對實驗室建設特別是工科專業實驗室建設的資金投入也不斷增大，多數高校實驗室硬件設施完善程度不斷提高，加之近幾年來各高校積極開展虛擬仿真實驗室建設，大大彌補了傳統實驗室難以進行大型實驗的不足，因此目前多數高校實驗室教學實驗設備配備總體較為完善，基本能滿足日常實驗教學的需求，但在實驗室管理和儀器的使用方面還存在部分問題。

首先，實驗室管理制度不完善，專業教師和實驗室專職管理人員在實驗室儀器借用、日常管理、安全責任、儀器維護等方面責任劃分不夠明確，各崗位人員存在責任推諉現象，實驗室管理工作存在紕漏，實驗室日常運行存在一定問題。

其次，部分學生在使用儀器時，由于不經過培訓或不按操作規范等原因導致儀器損壞[7]，儀器損壞后未能得到及時修繕而被長期閑置，實驗設備利用率大大降低，花費大量資金購置的儀器設備最終成了實驗室里的“擺設”。

最后，出于保護實驗室教學儀器的目的，目前實驗室設備的使用僅限于實驗課課堂，實驗室開放程度有限。在目前的管理模式下，除實驗課時間外學生很難有機會進入實驗室進行自由學習，學生無法在課后重復操作練習使用實驗儀器，導致學生對實驗設備的實驗室儀器無課期間閑置，儀器使用率有限。

(2)教學與科研需求矛盾，大型儀器開放程度低

開展科學研究和培養人才是高等院校的重要功能，但受設備數量、開放時間等客觀條件的限制，實驗室在服務于科學研究和人才培養方面難免“顧此失彼”。實驗室是培育科研成果的重要基地，但現狀條件下由于高校科研計劃安排時間緊，任務重，重點實驗室的借用往往存在“排長隊”的現象，實驗室特別是大型儀器設備實驗室，單是服務于科研工作供專業教師和研究生使用已是應接不暇，因此本科生開放性實驗項目不得不讓步于科研項目需求，面向本科生的實驗室開放困難重重。除實驗教學時間外，本科生少有機會進入大型儀器實驗室自主開展開放性和設計性實驗，總體而言，實驗室面向本科生的開放程度有限[8]。通過開放性實驗的練習培養學生應用綜合知識解決復雜實際問題能力的需求難以實現。

(3)實驗教學內容單一，實驗教學地位有待提高

長期以來，我們認為實驗教學是理論教學的擴展和補 充[9]，在課程教學計劃安排中，試驗內容往往是作為課程實踐環節的一小部分，很少開設單獨的實驗課程[10]，因此，學生對實驗教學環節重視程度不夠，學習投入的時間和精力也相應較少。從實驗教學的形式來看，受實驗室場地、儀器配套數量和實驗課學時安排等客觀因素影響，現有的實驗課程多以小組形式開展，很難做到每名學生單獨操作一臺儀器[11]，不能保證每名學生都能全流程操作實驗儀器，導致學生在實驗過程中過多關注自己在小組中承擔的角色和工作，對于整個實驗流程的整體把握不夠[12]，同時由于實驗課程課時有限，實驗教學任務重，導致學生在實驗過程中將過多精力集中于完成老師布置的課堂實驗任務，而缺乏了獨立思考的時間和機會。

從實驗內容上看，目前開設的實驗課多數是教師演示實驗后，學生根據固定的操作流程和操作步驟，依據給定的實驗參數和條件進行按部就班地操作，學生通過這一學習形式只能做到初步了解實驗的基本步驟，無法進行設計性實驗和探索性實驗的研究，只完成了最低層次的學習，對實驗原理的理解不夠深入，更無法實現對所學知識的融會貫通。

3.高校實驗室在創新人才培養中的作用

傳統的高校人才培養理念認為本科階段的主要任務是進行基礎理論知識的學習，只有到研究生階段才需要進入實驗室參與科研項目。近年來，社會經濟的不斷發展和科學技術的日新月異對高校本科畢業生提出了越來越高的要求。對于理工科專業而言，實踐水平和創新能力已成為衡量理工類創新人才的重要標準，而實驗室恰是開展科學研究和技術創新的重要載體，高校實驗室在培養學生獨立思考、創新意識和理論轉化實踐方面有著不可替代的作用[13]。因此，利用實驗室平臺營造良好的創新實踐和學術研究氛圍，通過老師引導，學生自主發揮的形式，開展設計型、研究型、創新型的試驗項目，有助于幫助學生增強獨立思考和動手實踐能力，克服高分低能現象，對培養學生發現問題、解決問題能力，滿足學生探索發現的需求具有重要現實意義[7]。

4.實驗室建設對策

(1)完善實驗室制度，轉變管理觀念

實驗室的制度建設既要貫徹黨的教育方針，又要滿足實驗教學的現實需要。完善的制度建設是實驗室正常運行的基本保障。

首先，實驗室的改革和建設要完善日常管理、儀器借用、資料歸檔和安全管理等相關制度。規范實驗室日常使用和管理，通過系統完善的制度體系明確不同人員在實驗室建設管理中扮演的角色，責任到人，避免由于責任推諉引起的實驗室管理漏洞。

其次，從頂層設計的角度綜合考慮實驗室設置、建設規模和整體效益，對實驗室建設和發展進行總體規劃，同時結合實驗教學大綱科學配置實驗教學儀器數量，避免實驗室閑置或儀器設備重復購置等不合理現象[14]。

最后，要轉變傳統實驗室管理理念，明確學生的實驗室主體地位，積極引導學生參與到實驗室的建設和管理之中，培養學生實驗室大家庭觀念，形成專業教師、實驗室管理人員和學生三方聯合參與，共同管理的新局面。采取高年級 “傳幫帶”低年級的形式，由高年級學生對低年級學生進行儀器培訓和實驗指導，形成實驗室良好學習氛圍。

(2)明確實驗教學地位，創新實驗教學模式

從學校、專業教師和學生等不同層面明確實驗教學的重要性，從根本上重視實驗教學的主體地位，改變以往理論教學為主、實踐教學為輔的觀念。更新教學大綱，從學時和學分上體現實驗教學的重要性，同時加強對教學過程的監管，重視對教學質量和教學效果的評價，拓寬師生交流渠道和交流方式[14]。

依據創新人才標準建立學生四年一體化漸進式實踐能力培養方案。針對不同年級設定不同的培養目標和實驗課程訓練計劃。低年級學生實驗課程學習以演示型和驗證型實驗為主，利用傳統的老師講解和演示，學生練習操作的形式進行，使學生初步了解實驗儀器的原理，熟練掌握設備操作方法。高年級學生以設計型、研究型、創新型實驗為主，結合課程設計、畢業論文等形式，針對某一具體實際問題，綜合一類課程或一個學科方向的知識，由老師指導，學生自主進行實驗設計、實驗實施和數據處理等工作，最終獨立完成整個課題研究。從而引導學生從被動接受轉變為主動學習，理論聯系實際，充分發揮學生的主觀能動性和創造性，在實踐中啟發學生獨立思考，培養學生實踐創新能力。

(3)加大實驗室開放力度，建立學科交叉融合平臺

目前，實驗室資源在科研中發揮的作用較大，而在實踐教學中發揮功能不夠。在今后的實驗室建設中應該充分挖掘和利用實驗資源，平衡教學和科研需求，不斷加大實驗室開放程度。打破以往不同專業實驗室之間相互獨立，各自為政的現象，實現實驗室之間的資源共享和協作交流，通過創建學科交叉綜合實驗平臺，鼓勵學生開展開放性和綜合性實驗訓練項目，為學生開展自主學習提供平臺，培養學生自主探索精神和動手實踐、解決問題的能力。

近年來“互聯網+”大學生創新創業大賽”“大學生創新創業訓練計劃”等大學生創新創業類的比賽開展的如火如荼，依托綜合實驗平臺的建設對學生從項目申報、過程輔導、結題驗收、成果轉化等環節進行全流程的指導[15]。從短期來看通過創新創業類比賽可以實現良好學風的養成，營造創新創業氛圍。從長期來看，利用“以賽促學”的方式培養學生創新創業精神，提升創新創業能力，推進高校創新創業教育，從而完成創新人才培養目標[16]。

5.結論

當前時代背景下，國家間實力的競爭關鍵在于創新人才的競爭，作為高校，其教育的最主要任務就是培養服務于社會經濟發展和國家建設的創新型人才。而實驗室恰是培養實踐型和創新型人才的重要陣地，因此，實驗室建設和實驗教學工作在高校創新人才培養中發揮越來越重要的作用。今后在高校實驗室建設中，必須依據人才培養需求不斷調整實驗室建設思路，完善實驗室管理逐步推進實驗室改革。在實際實踐教學環節中，明確實驗教學地位，加大實驗室開放力度，以實驗室為平臺，以實驗課為抓手，以創新創業競賽為契機，培養學生的動手實踐和自主探索、解決問題的能力，不斷推進實驗室建設和發展，從而更好服務于高校創新人才培養。