“雙一流”建設背景下高校教學實驗室改革與創(chuàng)新

生悅 侯圣陶 余春紅

[摘 要] 實驗教學是學生理解并運用理論知識，接受科學思維和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的重要途徑，教學實驗室建設是高校“雙一流”建設的重要任務之一，其直接反映了高校教學、科研、管理及人才培養(yǎng)情況。分析了高校教學實驗室規(guī)劃設計、教師隊伍、人才培養(yǎng)等突出問題，提出完善頂層規(guī)劃設計、構建教師隊伍長效機制、改革實驗教學體系、構建科學合理的管理機制，探索“雙一流”建設背景下高校教學實驗室建設的舉措，為打造一流的高水平現(xiàn)代化教學實驗室提供思路。

[關鍵詞] 教學實驗室；“雙一流”建設；教學體系；實驗室建設

[基金項目] 2020年度深圳市教育科學規(guī)劃課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+’時代背景下生物實驗數(shù)字化優(yōu)質教學資源的開發(fā)與應用研究”（ybfz20054）；2017年度深圳市科技計劃項目“心臟死亡器官捐贈供腎臨床—病理—機械灌注綜合評分系統(tǒng)研究”（JCYJ20170817110213252）；2019年度南方科技大學教學改革項目基于“‘數(shù)字教育’的混合教學模式在生物實驗課程中的探索與實踐”（XJJG201902）

[作者簡介] 生 悅（1987—），女，黑龍江哈爾濱人，博士，南方科技大學生命科學學院高級實驗師，主要從事生物實驗課教學與實驗室管理研究；余春紅（1977—），女，江西九江人，博士，南方科技大學生命科學學院高級實驗師（通信作者），主要從事生物實驗課教學與實驗室管理研究。

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）02-0073-04 [收稿日期] 2021-04-30

隨著“雙一流”建設的不斷推進，如何切實加快一流學科和一流大學的建設是高校教學和科研建設的重點，其對于全面提升高等教育水平、增加國家核心競爭力具有重要作用。“雙一流”建設的核心任務是建設一流本科教育，而教學實驗室是本科教育的重要場所，是學生吸收、理解并運用理論知識，接受科學思維和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的平臺，是探索一流本科教育的重要實踐路徑，其建設情況直接反映了高校教學、科研、管理及人才培養(yǎng)情況[1-3]。但在高校教學過程中，實驗教學往往作為理論教學的輔助課程不被重視，如何提高高校教學實驗室的整體競爭力，構建有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的生態(tài)體系是教學實驗室迫切需要解決的問題。

一、高校教學實驗室發(fā)展現(xiàn)狀

（一）忽視實驗教師隊伍建設

實驗教師在高校崗位設置上大多屬于教輔人員，而教輔人員不能參加教師資格證申請，這就使實驗教師對于自身崗位定位產生困惑，難以找到正確的發(fā)展方向。同時，高校實驗教師工作往往不被重視，缺乏晉升途徑及獎勵機制，高校設置高級職稱數(shù)量很少，實驗人員晉升困難，部分實驗教師即使符合晉升標準也無法晉升，導致實驗教師工作熱情降低[4-6]。此外，實驗教師亦缺少培訓交流機會，不鼓勵實驗人員進行學位攻讀及對外交流，造成實驗人員業(yè)務能力難提高，為了自身能力的提升、晉升機會的提高及待遇的增加謀求其他工作，導致實驗教師隊伍不穩(wěn)定。

（二）忽視學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)

近些年來科技迅速發(fā)展，隨著基礎研究重大成果和高新技術的不斷涌現(xiàn)，知識革新速度不斷加快，學生通過高等教育學到的教科書知識幾年后會落后更迭，所以高等教育的實質并不是學習具體的知識內容，而是當一個人在學校所學全部忘記之后，依然留下來的東西。這些寶貴的東西就包括以新穎獨創(chuàng)的方法解決問題的創(chuàng)新思維，能夠全面的、矛盾的、發(fā)展的看問題的辯證思維，能夠把一個復雜問題通過信息整合精簡的簡化思維，能夠想別人所不想、看別人所不看的異化思維，能夠舉一反三、觸類旁通的聯(lián)想思維，以及保持強烈的好奇心和想象力，這些都是我們應該培養(yǎng)學生的東西。但由于傳統(tǒng)的實驗教學模式以教師傳授知識為中心，課程內容陳舊，驗證性實驗居多，學生被動地接受知識，難以激發(fā)學生的興趣，導致學生創(chuàng)新性及創(chuàng)造力較差，忽視了對學生能力的培養(yǎng)與素質的提高。

（三）忽視交叉學科教育

我國交叉學科教育仍處于初級階段，高校內部極少設立專門的交叉學科組織、管理機構，各個院系、專業(yè)、實驗室之間界限明顯，造成師資、教學和科研等資源平臺的固定分割，削弱了不同學科實驗之間的交叉融合程度，實驗課程設置也局限于單一學科的知識體系框架，學生學到的知識過窄，實驗方法和技能單一。

（四）忽視人格價值觀引領

當代大學高等教育多以知識獲取為課程教學的主要目標，在課程評價體系中以知識和技能掌握情況為評判標準，忽視學生人格養(yǎng)成和價值觀培養(yǎng)。在此背景下形成的“學霸”雖然成績優(yōu)異，但可能存在不健全的人格和價值觀。忽視正確價值觀的培養(yǎng)，缺少家國情懷，使得部分學生在升學、就業(yè)等方面出現(xiàn)崇洋媚外的情況，缺少民族自信心，造成人才流失嚴重。

二、高校教學實驗室建設方向與措施

（一）重視實驗室頂層規(guī)劃設計

教學實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要場所，如何更好地規(guī)劃管理實驗室決定未來人才培養(yǎng)的方向。高校應設立教學實驗室建設專家委員會，委員會職能包括落實政策文件、制定發(fā)展規(guī)劃、指導實驗課程建設、組織交流培訓、推進資源共享。委員會應及時研究政策文件，明確工作目標；跟蹤國內外發(fā)展趨勢，提出專業(yè)人才培養(yǎng)改革模式；推動建設一流實驗教學課程，推進課程體系建設、教材建設、教學內容與發(fā)放改革；搭建交流平臺，開展教學研討交流，推廣最新的教學改革成果，更新先進的教育理念，改進實驗教學方法和手段；加強學科交流，開設具有多學科交叉融合的實驗內容，根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)類型指導分級教學。

（二）加強建設實驗人員隊伍

高校應重視實驗人員工作，明確實驗人員崗位職責、考核標準、晉升途徑及獎勵機制，給予實驗人員更多的機會進行對外學習交流，整體提升教師的能力水平和工作積極性。關于崗位設置，高校實驗人員可分為實驗教學類及科學研究類，不同崗位進行分類考核及晉升[7-9]。實驗教學類崗位職級分為實驗員、實驗師、高級實驗師、教授級高級實驗師四個職級。實驗教學崗的人員主要負責實驗教學，探索教學改革創(chuàng)新，指導學生開展實驗競賽，更新實驗教學內容，編寫實驗教材等。科學研究類崗位職級分為助理工程師、工程師、高級實驗師、教授級高級工程師四個職級。科學研究崗的人員主要負責儀器操作、維修及培訓，參與科研項目攻關，進行新設備、新方法、新工藝、新標準的開發(fā)與制定。實驗人員每個職級細分為若干個等級，每兩年可以申請晉升一次。實驗教學人員及科學研究人員由不同職能部門進行分類管理，完善考評標準、明確晉升途徑為實驗人員指明了工作重點和方向，可以顯著提升人員工作積極性和工作動力。高校也應當鼓勵實驗人員進行對外交流學習，提升個人教學及科研水平，整體提升實驗人員工作能力和工作熱情。

（三）完善構建實驗教學體系

1.改革課程形式，重視培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維。學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高等教育改革中的一項重要內容，而在大學的教學環(huán)節(jié)中，最有可能密集的培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的課程就是教學實驗課。實驗課程中應重視學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，特別是在實驗實踐過程中出現(xiàn)不同于書本知識的現(xiàn)象和結果，教師應當適當?shù)囊龑W生去探索產生差異的原因，并通過設計實驗讓學生提出研究假說，并進行實驗實踐得到結果，這樣就完成了一個創(chuàng)新思維的建立及思維驗證的實踐過程。實驗過程中遇到不同的實驗現(xiàn)象引導學生進行分析討論，設計個體化創(chuàng)新實驗內容，通過實驗驗證科學猜想，完成創(chuàng)新思維培養(yǎng)的閉合回路。同時，實驗課應當強調小班教學，給予學生更多的機會進行問題討論、設計展示及實驗操作，鍛煉學生的思辨能力、表達能力和動手能力，提高學生的綜合能力。

2.更新課程內容，同步科研實驗技術。許多高校實驗課的教學內容局限在傳統(tǒng)實驗，實驗課程中以驗證性實驗偏多，對實驗方法和技能的綜合應用能力訓練少。知識和技術的更新應當是與時俱進的，實驗教學應該捕捉最新科技成果，使學生能夠及時了解學科發(fā)展動態(tài)和趨勢。

3.調整課程體系，鼓勵交叉學科建設。為了適應創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，實驗課程體系應作出相應調整，做到精簡內容、深化重點、理實結合、交叉創(chuàng)新。由于課堂學時限制，課堂授課內容應盡量精簡，教師僅對課程重點和難點進行講授，留給學生更多的時間進行問題討論及實驗操作。高校應設立專門的交叉學科組織、管理機構，各個院系、專業(yè)、實驗室老師應該加強溝通，開設具有多學科交叉融合的實驗內容，重視復合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。以生命科學學院為例，課程體系在數(shù)理化基礎學科及生命科學專業(yè)課程的基礎上，還應包括信息科學和工程技術課程，并開設一些交叉實驗內容如生物數(shù)學建模，使用物理學的思維，把生物學的問題變成數(shù)學，定量的進行生命科學研究；開設創(chuàng)新實踐課程，讓學生在學期初提出一個生物學的問題，如數(shù)細胞、自動加樣，測量自己的脈搏，通過電子學老師和生物學的老師合作，引導學生用智能模塊、編程、3D打印去研制細胞計數(shù)器、自動加樣器、心率記錄儀，經(jīng)過一個學期，學生把生物學的問題和工程技術、計算機編程技術有機地結合在一起，完成了一件智能化能動的作品，培養(yǎng)學生的科研思維，提升學生的成就感。

（四）科學規(guī)劃實驗室建設

1.推進實驗室信息化建設。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，基于信息技術與智能技術，根據(jù)教學實驗室的實際情況，高校應構建教學實驗室管理系統(tǒng)，通過信息化管理和使用，全面提高師生的信息素養(yǎng)[10]。實驗室管理系統(tǒng)應包括實驗室綜合管理平臺和教學管理平臺。實驗室綜合管理平臺包含教學實驗室儀器耗材的采購入庫、使用情況統(tǒng)計及對外開放管理等功能，全面掌控實驗室的情況；教學管理平臺包括教學排課、異常管理、成績管理、實驗室安全準入、督導及學生評教等功能，還應包括精品視頻公開課、精品資源共享課、精品在線開放課程、虛擬仿真實驗教學項目等多種在線課程，全面推進信息化實驗教學。通過信息技術與實驗室管理的深度融合，使實驗教學和管理更穩(wěn)定高效，整體提升教學實驗室的管理水平和教學質量。

2.重視實驗室安全保障。教學實驗室是學生運用理論知識進行實踐教學的場所，由于教學實驗室主要面對本科生開放，未經(jīng)安全培訓的本科生極易出現(xiàn)實驗安全事故，教學實驗室安全必須引起重視[11-13]。安全教育是極其重要的育人部分，也是學生在實驗室從事實驗的基礎前提。教學實驗室應進行安全培訓和實驗室安全準入考試，特別對于生物、化學等安全風險較高的教學實驗室應開設專門的實驗室安全方面的課程。課程內容包括實驗室通識安全、生物安全、化學品安全、安全設施設備、實驗室規(guī)范和個人防護、實驗室廢棄物處理和應急處理等，幫助本科生科學理解實驗室安全與個人防護，增強安全意識。

3.加強開放共享。學校各院系應面向全校開放本院系專業(yè)課程資源，鼓勵學生跨專業(yè)或跨院系選修實驗課程。各實驗室應面向全校開放實驗室資源，鼓勵學生參加科技創(chuàng)新實習實踐活動，并為其提供實驗場地及儀器等。高校間應加強合作，鼓勵多家高校共同建設課程，并分享課程資源，使得學生利益最大化[14]。

（五）重視學生價值引領和人格養(yǎng)成

高校在實踐教學的過程中應重視價值引領，堅定理想信念，踐行社會主義核心價值觀，厚植家國情懷，培養(yǎng)學生有擔當、有追求、有目標。在教學實踐過程中，結合專業(yè)特點，深入研究專業(yè)教學中蘊含的思想政治元素[15]，制定思想政治教學指南，助力實現(xiàn)“如鹽化水”“潤物無聲”的教學效果。立足行業(yè)領域，擔當民族偉大復興重任；追求真理，樹立創(chuàng)造未來的遠大目標；胸懷天下，以增進全人類福祉為己任。同時，重視學生人格養(yǎng)成，培養(yǎng)學生意志堅強、身心和諧、仁愛寬容的品德，培養(yǎng)學生敢為人先、誠實守信、忠于職守的精神，加強心理健康疏導，強化科研誠信的重要性。實驗課程堅持以知識為載體，培養(yǎng)學生創(chuàng)造力，強調價值引領和人格養(yǎng)成。良好的價值觀和人格的形成益于學生終生的工作和生活，通過正向影響感染整個家庭及社會。

結語

隨著國家“雙一流”高校建設，高校教學實驗室建設與發(fā)展成為重要的環(huán)節(jié)之一。高校應做好頂層規(guī)劃設計、構建合理的管理機制，不斷完善高校實驗隊伍長效建設，落實實驗人員的崗位、薪酬、考核、培訓、晉升等規(guī)章制度，建設學識扎實、業(yè)務素養(yǎng)優(yōu)秀、執(zhí)行能力強的實驗技術隊伍。不斷完善實驗教學體系，改革課程形式，重視培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，更新課程內容，同步科研實驗技術，調整課程體系，鼓勵交叉學科建設和成果轉化。不斷完善學生價值引領和人格養(yǎng)成，堅持以知識為載體，培養(yǎng)學生創(chuàng)造力，使學生有擔當、有追求、有目標。不斷完善實驗室建設規(guī)劃，推進實驗室信息化建設和資源共享，通過信息技術與實驗室管理的深度融合，使實驗教學和管理更穩(wěn)定高效，整體提升教學實驗室的管理水平和教學質量。

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Reform and Innovation of College Teaching Laboratory under the Background of“Double First-class” Construction

SHENG Yue， HOU Sheng-tao， YU Chun-hong

（School of Life Science， Southern University of Science and Technology， Shenzhen， Guangdong 518055， China）

Abstract： Experiment teaching is an important way for students to understand and apply theoretical knowledge， and accept the cultivation of scientific thinking and innovative consciousness. Teaching laboratory construction is one of the important tasks of “double first-class” construction in colleges and universities， which directly reflects the teaching， scientific research， management and personnel training in universities. This paper analyzes the prominent problems in the planning and design of teaching laboratory， teaching staff， and personnel training； proposes to improve the design the top-level planning， build a long-term mechanism of the teaching team， reform the experiment teaching system， and establish a scientific and reasonable management mechanism； and explores measures for the construction of college teaching laboratories in the context of “double first-class”construction， in order to provide ideas for build first-class and high-level modern teaching laboratories.

Key words： teaching laboratory； “double first-class” construction； teaching system； laboratory construction