新工科背景下安全工程專業創新創業三維度實驗室建設模式探討

摘" 要" 結合安全工程專業親產業性特征，選擇部分高校安全工程專業實驗室數據，分析實驗室建設滯后原因，在新工科思路基礎上，提出“優化實驗室創新創業環境—實際問題導向性創新—互聯網+式大數據開發”層級遞進式三維度實驗室建設模式，旨在優化實驗教學體系，切實增強安全工程專業學生創新精神、創業意識和創造能力。

關鍵詞" 新工科；安全工程；創新創業實驗室；實驗室

建設

中圖分類號：G642.423" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）15-0118-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.15.118

0" 引言

實驗室是教學、科技創新和科研的重要平臺。因親產業性特征，安全工程專業實驗室建設工作已成為眾多高校實驗室改革創新的重要課題[1-3]。在新工科建設與發展之時[4]，各高校主動作為，以適應新形勢和要求。目前，大多數高校對新工科建設的探索集中于授課教學思路[5-8]，而忽略了新工科思路在實驗室建設工作中的應用，導致實驗教學效果與新工科“創新、創造、創業”要求對接困難，學生社會企業服務能力和創新創業思維得不到有效提升。本文選取部分高校安全工程專業實驗室數據進行統計，對其滯后性因素進行分析，將新工科思路應用于安全工程專業實驗室建設，旨在突破實驗室傳統模式，提高安全工程專業學生創新創業素質。

1" 安全工程專業實驗室建設現狀分析

對安全工程專業實驗室建設密切相關的教學方式、儀器設備、建設投入以及管理制度等因素展開調查，得出部分高校安全工程專業實驗室建設滯后性表現如表1所示。

現行實驗室建設滯后性主要表現在教學方式、儀器設備、建設投入以及管理制度等方面，其中建設投入不足占28%，教學方式問題占26%，儀器設備陳舊占24%，管理制度不健全占17%，其他原因占5%。

1.1" 實驗教學方法相對單一

完備的實驗教學方法牽引著實驗教學體系發展，國內高校現行實驗教學方法中多為重原理、輕實踐式傳統教學（圖1），導致大多數安全工程專業畢業生專業性能掌握不到位，行業專業性對接并未實質形成；實驗教學設計中，大多數實驗為演示驗證性實驗，忽略了創新設計性實驗較少（圖2），學生創新思維得不到鍛煉，社會行業服務能力得不到有效提升；實驗過程中，受時間和儀器設備數量等因素限制，學生的創新能力得不到有效發揮與

提升。

1.2" 實驗室設備類型相對單薄

學科間的滲透與交叉能夠有效提高學生的創新和創造能力。然而，實驗室建設資金普遍不足，其中相對困難的高達71%，導致目前大多數實驗室建設仍沒有打破單一專業設置局限，實驗儀器設備多為單一型，占比45%，綜合型占比27%，企業對接型占比18%，其他占比10%，不僅不能實現資源有效共享，還造成實驗室儀器設備利用率較低、資源浪費嚴重。

1.3" 實驗室建設投入較少

實驗教學作為高等教育教學重要內容之一，關系到學生實踐與創新能力的培養。近年來，大多數高校由于招生規模不斷擴大，資金投入不斷增加，但忽視實驗室建設，實驗教學團隊相對薄弱（圖3）、儀器設備更新相對緩慢（圖4）。另外，在互聯網飛速發展時期，實驗室內儀器設備中人工智能、云計算、智能制造、機器人等設置轉入較慢，嚴重影響實驗教學效果以及學生對新生事物的認知。

1.4" 實驗室管理制度相對落后

良好的實驗室管理制度關系到實驗室的安全使用與正常運行。隨著進入實驗室學生數量不斷增加，再加上學生對儀器設備熟悉程度不夠，實驗操作不夠規范，導致儀器設備損壞增多，增加了實驗室管理人員工作與負擔。

根據以上分析，現行實驗室建設的滯后性不僅會影響實驗教學效果，還會制約學生創新創業以及社會企業服務能力提升。基于此，本文提出建設創新創業實驗室，為培養高質量安全工程專業應用型畢業生提供有效支撐。

2" 創新創業實驗室建設

立足新工科建設背景，從教學、儀器設備、管理等方面出發，創新性提出“優化創新創業實驗室環境—實際問題導向性創新—互聯網+式大數據開發”的層級遞進式三維度實驗室建設模式，如圖5所示，其建設思路如圖6所示。

2.1" 優化創新創業實驗室環境

創新創業實驗室環境需要創意與技術，由不同特長人員組建在一起，形成相互協作的教學團隊。組建專職實驗教師團隊，從培養方案和實驗課程設計入手，在保留講授必要基本實驗原理和實驗操作的基礎上，精簡實驗方案設計，保障學生將主要精力投入創新創業實驗，不斷改進教學方案，促進人才培養質量持續提高，形成科技創新反哺式工程人才培養模式。

2.2" 實際問題導向性創新

服務型人才培養離不開教學與實踐的結合，通過“成立專業科研團隊→與社會相關企業建立合

作關系→發現企業存有的實際問題→導入校園實驗室→由企業完成資金補助→專職教師與學生共同解決→推動實驗室建設→提升學生創新思維→將研究成果孕育生成專利”等，實現創新成果市場性轉化。

2.3" “互聯網+”實驗室建設智能化

在教學過程中，將“互聯網+”技術融入實驗過程，采用智能數據采集系統，利用手機、電腦等作為接收端，必要時進行數碼操控；引入企業運行模式，設置仿真模擬，實現實踐與原理有效結合，為培養學生專業技能提供捷徑。

在實驗室建設過程中，對于一些趨于淘汰的陳舊儀器設備，支持學生進行原創性設計，形成創新產品，對實驗室中某些儀器、管件、閥組連接等做出創新改進，充分利用“互聯網+”技術，將模擬軟件以手機端或PC端嵌入實驗數據采集和分析中。借用大數據系統，建立實驗室聯盟平臺網站，首先建立省內實驗室聯盟，通過實驗室聯盟系統查閱實驗儀器設備所在單位以及使用信息；其次建立國內實驗室聯盟網站，對全國各高校實驗室內儀器設備進行大數據匯總，實現資源全國性有效共享，打破區域壁壘、學校壁壘、學科壁壘。

3" 結束語

1）基于新工科建設思路，針對安全工程專業實驗室建設在儀器設備、教學方式、建設投入以及管理制度等方面的滯后性，提出“優化創新創業實驗室環境—實際問題導向性創新—互聯網+式大數據開發”層級遞進式三維度實驗室建設方案。

2）通過組建完備的教學團隊、修訂實驗教學設計方案、改進實驗教學儀器設備優化創新創業實驗室環境；與社會企業建立合作，解決實際問題，推動實驗室建設，提高學生社會認知與創新創造能力；借助“互聯網+”技術建設實驗室聯盟網站，有效實現實驗室管理和儀器設備資源共享。

4" 參考文獻

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*項目來源：山東航空學院校級教學改革研究項目“產教融合背景下面向復雜工程問題的智能建造專業人才培養模式構建與研究”（SHYJYYB202328）；濱州學院教學研究項目（BYJYYB201924）；濱州學院雙服務基金項目（BZXYSFW201807）；濱州學院教學研究項目“面向翻轉課堂教學的安全工程專業核心課程慕課建設與應用研究”（BYJYYB201731）；濱州學院2018年度校級實驗技術項目（BZXYSYXM201804）。

作者簡介：付明明，博士，副教授；陳璐、襲金真，副教授。