創(chuàng)新人才培養(yǎng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理實(shí)踐與探索

陶輝錦, 尹 健, 周 珊, 葉旭斌

(1. 中南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410083;2. 中南大學(xué) 有色金屬材料材料科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410083;3. 中南大學(xué) 粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

創(chuàng)新人才培養(yǎng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理實(shí)踐與探索

陶輝錦1,2, 尹 健3, 周 珊1, 葉旭斌1

(1. 中南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410083;2. 中南大學(xué) 有色金屬材料材料科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410083;3. 中南大學(xué) 粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放管理在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程中有著極其重要的作用。以“學(xué)生為主體,教師做引導(dǎo),全方位培養(yǎng),多層次交流”的管理理念、“導(dǎo)師負(fù)責(zé)制”為主體的管理模式和以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心的管理制度,在開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中取得了很好的實(shí)踐效果,對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)提升具有重要的推動(dòng)作用。

創(chuàng)新人才培養(yǎng)； 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理； 實(shí)踐與探索

隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化、工業(yè)一體化為代表的第四次工業(yè)革命的到來(lái),創(chuàng)新已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力量[1]。世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布的《2016—2017年度全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》顯示,中國(guó)合格科學(xué)家和工程師可獲得數(shù)量在138個(gè)參評(píng)國(guó)家中位列第30位,創(chuàng)新能力位列第45位[2],培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大批創(chuàng)新型人才仍然是迫在眉睫的重要任務(wù)和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

創(chuàng)新是綜合知識(shí)的運(yùn)用,是收斂思維與發(fā)散思維的有機(jī)結(jié)合,一般包括2種類型:一是發(fā)現(xiàn),即在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)踐探索發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)；二是發(fā)明,即將已有知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合或組合,解決實(shí)際問(wèn)題,進(jìn)而形成新概念、新理論、新技術(shù)或新產(chǎn)品。這2種類型的創(chuàng)新都以知識(shí)作為基礎(chǔ),具備寬厚的基礎(chǔ)知識(shí)是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的前提條件,而高校是對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)傳授、綜合素質(zhì)提升和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要基地,實(shí)驗(yàn)室則是學(xué)生直接參與實(shí)驗(yàn)操作,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)的重要場(chǎng)所。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室一般用于驗(yàn)證和加深理解課堂理論知識(shí),不利于培養(yǎng)富于創(chuàng)造性的人才,而開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)則可以在時(shí)間、空間、教學(xué)和科研內(nèi)容上完全對(duì)學(xué)生開(kāi)放,著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[3-5]。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的科研實(shí)踐與學(xué)術(shù)交流為學(xué)生的素質(zhì)拓展奠定了良好基礎(chǔ),使人才培養(yǎng)從單一型向復(fù)合型和創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變,教育教學(xué)從單一的知識(shí)傳授向全面的創(chuàng)新能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目前面臨的主要問(wèn)題是如何從管理理念、管理方式和制度建設(shè)上切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力,如何培養(yǎng)出大批具有團(tuán)隊(duì)合作與科技交流意識(shí)等優(yōu)秀綜合素質(zhì)的“創(chuàng)新型、應(yīng)用型、社會(huì)需求型”創(chuàng)新人才,如何可持續(xù)地創(chuàng)造出更多的優(yōu)秀科研成果等。其中管理理念、管理方式和管理制度的建設(shè)是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理的最根本問(wèn)題,我們根據(jù)課題組和實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放建設(shè)實(shí)際進(jìn)行了有益的實(shí)踐與探索。

1 以“學(xué)生為主體,教師做引導(dǎo),全方位培養(yǎng),多層次交流” 的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理理念

高校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程中承擔(dān)著重要角色,具有不可替代的重要地位和作用[6]。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)當(dāng)以“學(xué)生為主體,教師做引導(dǎo),全方位培養(yǎng),多層次交流”為理念,為學(xué)生營(yíng)造良好的成長(zhǎng)成才環(huán)境。

“以學(xué)生為主體”進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)建設(shè),對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、資源整合能力、科技創(chuàng)新等綜合素質(zhì)培養(yǎng)有較大的益處；“教師做引導(dǎo)”進(jìn)行的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)就是憑借教師豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)前沿科學(xué)問(wèn)題的準(zhǔn)確把握根據(jù)學(xué)生的實(shí)際切實(shí)有效地增強(qiáng)其創(chuàng)新思維、掌握必要的創(chuàng)新方法和提升相應(yīng)的創(chuàng)新能力；“全方位培養(yǎng)”進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè),就是圍繞德智體等方面提升學(xué)生的綜合素質(zhì),如學(xué)術(shù)誠(chéng)信、專業(yè)興趣和實(shí)際操作能力等；“多層次交流”進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)就是指同一實(shí)驗(yàn)室的本科生、研究生和指導(dǎo)教師等成員共同參與學(xué)術(shù)科研交流或者分層次指導(dǎo)與相互探討,這樣的廣泛交流容易拓展學(xué)生的思維,跳出固定的思維模式,激發(fā)創(chuàng)新思維,對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題有很好的幫助。在這樣的理念指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)可以充分利用實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、時(shí)間和空間、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(內(nèi)容)的全方位開(kāi)放和針對(duì)某一具體科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行集中探討與攻堅(jiān),激發(fā)出實(shí)驗(yàn)參與人員的創(chuàng)新靈感,培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

2 以導(dǎo)師負(fù)責(zé)制為主體的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式

創(chuàng)新人才培養(yǎng)是高等教育的重要任務(wù)[7],是高等學(xué)校教學(xué)改革的核心內(nèi)容[8]。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的核心內(nèi)容在于培養(yǎng)學(xué)生探索和揭示新知識(shí)及各種知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下通過(guò)自主完成學(xué)校和學(xué)院的科研和教學(xué)改革等創(chuàng)新性項(xiàng)目或課題進(jìn)行知識(shí)與技能的積累,不斷提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力[9]。因此,基于創(chuàng)新性項(xiàng)目的“導(dǎo)師負(fù)責(zé)制”是一種較好的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式。

創(chuàng)新性項(xiàng)目的來(lái)源可以來(lái)自指導(dǎo)教師的科研課題、學(xué)生感興趣的課題或申報(bào)學(xué)校的創(chuàng)新性課題以及與企業(yè)合作研發(fā)的課題等[10]。根據(jù)課題或項(xiàng)目的研究目標(biāo)展開(kāi)科研實(shí)踐工作,根據(jù)課題或項(xiàng)目的實(shí)際需要進(jìn)行一系列的科研探索與實(shí)踐,如文獻(xiàn)閱讀、資料查詢、實(shí)驗(yàn)方案制定和實(shí)驗(yàn)制備、樣品檢測(cè)、性能測(cè)試、方案調(diào)整、樣品再制備、再檢測(cè)和性能再測(cè)試等。這一科研活動(dòng)過(guò)程是學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力提高的過(guò)程,重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生的文獻(xiàn)閱讀、類比分析、創(chuàng)新創(chuàng)造、自主探索、自我改進(jìn)和表達(dá)交流等6方面的能力。在這一過(guò)程中,指導(dǎo)教師起到關(guān)鍵作用,特別是對(duì)科研過(guò)程中出現(xiàn)的困難和問(wèn)題進(jìn)行分析、處理與改進(jìn),直至問(wèn)題的解決有著重要的指導(dǎo)作用。在這一系列學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、測(cè)試方法、管理制度都將面臨新的挑戰(zhàn),從而帶動(dòng)了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)向更科學(xué),更高效的方向發(fā)展。

3 以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理制度

在正確理念指導(dǎo)和優(yōu)良管理模式下,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)最重要的是制度保障,主要包括安全管理制度、設(shè)備管理制度、信息管理制度、團(tuán)隊(duì)管理制度和獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)制度等5個(gè)方面。

3.1 安全管理制度

安全是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理的重中之重,是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室能正常使用和開(kāi)發(fā)的前提[11]。對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育與培訓(xùn)是科研訓(xùn)練與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的第一課。我院在“創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室章程”中明確規(guī)定:進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的任何人要樹(shù)立安全第一的思想,實(shí)驗(yàn)小組負(fù)責(zé)人全面負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的安全,任何實(shí)驗(yàn)都要有防火、防水和防事故的安全措施；如有運(yùn)行中的儀器設(shè)備,實(shí)驗(yàn)人員不得離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)等。在此基礎(chǔ)上,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)自身的實(shí)際情況在導(dǎo)師指導(dǎo)下建立了更為具體的安全制度,如有的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步明確規(guī)定:在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)之前需要全面了解實(shí)驗(yàn)原理、明確實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),并制定穩(wěn)妥的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有任何隱患都需暫停實(shí)驗(yàn),在與團(tuán)隊(duì)成員和指導(dǎo)教師進(jìn)行討論確定后,在有安全防護(hù)措施的前提下才可以繼續(xù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn),為學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)開(kāi)展建立充分的安全保障。

3.2 設(shè)備管理制度

實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備是學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)的有力助手。學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)首先體現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的科學(xué)有效利用上[12]。因此,針對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生在材料制備與表征方面將用到的常規(guī)儀器設(shè)備,如電子天平、鼓風(fēng)干燥箱、離心機(jī)、磁力攪拌機(jī)、數(shù)控超聲波清洗器、X射線衍射儀、掃描電鏡和透射電鏡等,在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展前將利用課余時(shí)間進(jìn)行培訓(xùn)講解,對(duì)設(shè)備原理與使用方法及注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹。對(duì)于課題組的實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用預(yù)約登記制度,由課題組的組長(zhǎng)負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)設(shè)備使用。對(duì)于公共平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在網(wǎng)上預(yù)約登記,在平臺(tái)管理員的安排下統(tǒng)一使用。

3.3 信息管理制度

進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生首先進(jìn)行身份登記,并建立相關(guān)的信息聯(lián)絡(luò)渠道,如qq群、微信群等。在信息聯(lián)絡(luò)渠道中,可以隨時(shí)隨地進(jìn)行科研進(jìn)展討論與探索,解答相關(guān)疑難問(wèn)題[13]。此外,每周在固定的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室召開(kāi)學(xué)術(shù)討論會(huì),就每周的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展進(jìn)行ppt介紹并展開(kāi)討論,這樣可以集中實(shí)驗(yàn)室每一位成員的智慧來(lái)攻堅(jiān)克難。在每一次實(shí)驗(yàn)室討論會(huì)中對(duì)每一位成員的意見(jiàn)和建議都進(jìn)行詳細(xì)記錄,作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法改進(jìn)的重要依據(jù)。同時(shí),根據(jù)每個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目課題組實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況進(jìn)行定期評(píng)估與答辯,并公布評(píng)估與答辯結(jié)果,及時(shí)進(jìn)行改進(jìn),不斷提高項(xiàng)目執(zhí)行質(zhì)量,從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力。

3.4 團(tuán)隊(duì)管理制度

已批準(zhǔn)的學(xué)院或?qū)W校的創(chuàng)新性項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目小組一般由3～5名學(xué)生(包括研究生)組成,組長(zhǎng)負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)的管理與協(xié)調(diào)工作,并及時(shí)與指導(dǎo)教師聯(lián)系溝通。團(tuán)隊(duì)內(nèi)部考核工作由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織,考核內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)室出勤率、項(xiàng)目任務(wù)完成情況、小組組會(huì)討論參與情況、科研創(chuàng)新貢獻(xiàn)情況(新發(fā)現(xiàn)、新概念、新方法、新理論或新材料等主要貢獻(xiàn)者)等。指導(dǎo)教師根據(jù)每一個(gè)團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目執(zhí)行情況,團(tuán)隊(duì)成員的合作情況,團(tuán)隊(duì)整體素質(zhì)和創(chuàng)新能力提升情況對(duì)每一個(gè)成員進(jìn)行考核評(píng)分,認(rèn)真培養(yǎng)每一個(gè)學(xué)生成長(zhǎng)成才。

3.5 獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)制度

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)創(chuàng)新平臺(tái),參與科研實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在創(chuàng)新性項(xiàng)目帶動(dòng)下充分發(fā)揮其豐富的想象力和創(chuàng)造力,發(fā)揮各自特長(zhǎng),團(tuán)隊(duì)合作,在教師指導(dǎo)下從文獻(xiàn)查閱開(kāi)始,認(rèn)真制定實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)樣品制備、結(jié)構(gòu)表征分析、性能測(cè)試分析,直到報(bào)告撰寫(xiě)甚至論文發(fā)表等，使每個(gè)學(xué)生得到較全面的科研訓(xùn)練,特別是使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力能得到提高,綜合素質(zhì)得到提升,創(chuàng)新能力進(jìn)一步增強(qiáng)。根據(jù)這一培養(yǎng)過(guò)程學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中的表現(xiàn)與實(shí)際成果或進(jìn)展給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì),如可以設(shè)立科研創(chuàng)意獎(jiǎng)、創(chuàng)新獎(jiǎng)和論文獎(jiǎng)等,充分肯定學(xué)生的科研創(chuàng)新精神,創(chuàng)新想法和創(chuàng)新成效,鼓勵(lì)將課堂所學(xué)用于實(shí)際,積極探索和發(fā)現(xiàn)材料科學(xué)與工程中的新現(xiàn)象、新問(wèn)題,并敢于提出新觀念，用新方法去解釋新現(xiàn)象、解決新問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,國(guó)家發(fā)展的動(dòng)力。人才是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第一資源。只有緊緊抓住創(chuàng)新型人才培養(yǎng)這個(gè)核心任務(wù),學(xué)校開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)才能從管理理念、管理模式和管理制度上進(jìn)行改革創(chuàng)新,為學(xué)生的自主探索和創(chuàng)新創(chuàng)造能力提升和綜合素質(zhì)培養(yǎng)提供良好的實(shí)踐平臺(tái),為我國(guó)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)加速發(fā)展培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型人才。

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Practice and exploration of management of open laboratory for innovative talent training

Tao Huijin1,2, Yin Jian3, Zhou Shan1, Ye Xubin1

(1. School of Material Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;2. Key Laboratory of Nonferrous Materials Science and Engineering of Ministry of Education,Central South University, Changsha 410083, China; 3. State Key Laboratory for Powder Metallurgy,Central South University, Changsha 410083, China)

Innovative talent training is an important task of higher education and the core content of teaching reform in colleges and universities. The open laboratory management in colleges and universities plays a very important role in the process of innovative talent training. The management idea of “Students as the main body, teacher as the guider, all-round training, multi-level communication,” the management mode of “Tutor responsibility system” and the management system for innovative ability training have achieved very good practical effect in the construction of open laboratory and have played significant role in promoting the students’ comprehensive quality.

innovative talent training； management of open laboratory； practice and exploration

10.16791/j.cnki.sjg.2017.03.007

2016-10-21

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21373273；51302322)；中南大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2016jy03)；中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2016年教育教學(xué)研究改革項(xiàng)目(2016CLYJG02)

陶輝錦(1976—),男,湖南瀏陽(yáng),博士,副教授,研究方向?yàn)榧{米與新能源材料,計(jì)算材料.

E-mail:thj@csu.edu.cn

G642.0； G482

A

1002-4956(2017)3-0025-03