以重點實驗室為平臺培養(yǎng)大學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力

王志琴+周娟

摘 要 探索如何利用高校重點實驗室培養(yǎng)大學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力是一個重要研究課題，對于提升高校創(chuàng)新能力、推動學(xué)科發(fā)展具有重要意義。本文介紹了以高校重點實驗室為平臺，培養(yǎng)和提高博士研究生使用大型儀器設(shè)備的操作技能，培養(yǎng)碩士研究生的動手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)本科生科研素質(zhì)等的一些體會，為充分發(fā)揮高校重點實驗室的教學(xué)與科研基地作用和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的平臺作用提供參考。

關(guān)鍵詞 重點實驗室 大學(xué)生 創(chuàng)新平臺

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.10.010

科技創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂和一個國家興旺發(fā)達的永恒動力。[1]《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》特別強調(diào)高校要注重和加強科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的長效機制。[2]高校實驗室是高等學(xué)校的重要組成部分，是進行高水平科學(xué)研究、開展學(xué)術(shù)合作交流的重要場所，是訓(xùn)練大學(xué)生實驗操作技能、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要基地。[3]《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確提出要“加強實驗室、校內(nèi)外實習(xí)基地建設(shè)”，“支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”，“促進科研與教學(xué)互動、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合”。[4]因此，探索如何以高校實驗室特別是國家和省部級重點實驗室為平臺，培養(yǎng)大學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力是一個重要研究課題，對于提升高校創(chuàng)新能力、推動學(xué)科發(fā)展具有十分重要意義。

揚州大學(xué)江蘇省作物栽培與生理實驗室是省屬重點實驗室，2004年被批準(zhǔn)為江蘇省作物遺傳生理國家重點實驗室建設(shè)培育點，涵蓋作物遺傳育種學(xué)、作物栽培學(xué)與耕作學(xué)、植物生理學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、生態(tài)學(xué)等多個學(xué)科，并獲得江蘇省人民政府1.1億元的投資建設(shè)，目前已建成儀器設(shè)備較為齊全的作物學(xué)綜合實驗室。近年來該重點實驗室管理人員在如何將重點實驗室作為平臺，培養(yǎng)大學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力方面作了探索，獲得了一些成功的經(jīng)驗或體會。

1 培養(yǎng)和提高博士研究生使用大型儀器設(shè)備的操作技能

揚州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理國家重點實驗室建設(shè)培育點目前具有50萬元的大型儀器設(shè)備19件，20萬元以上儀器設(shè)備136件。讓研究生特別是博士生掌握這些大型儀器的使用方法，不僅可以提高研究生的實踐能力和創(chuàng)新能力，而且還可以提高大型儀器的使用效率和投資效益。因此，在揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院支持下，重點實驗室在博士研究生中開設(shè)了《作物生理生態(tài)研究新技術(shù)》課程，安排有科學(xué)研究經(jīng)驗和掌握大型儀器使用方法的教師和實驗室管理人員負(fù)責(zé)教學(xué)。該課程為36學(xué)時，課程全部內(nèi)容是讓學(xué)生學(xué)習(xí)高效液相色譜（HPLC）-質(zhì)譜（MS）儀、電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP）等大型儀器的使用方法和相應(yīng)科目的測定技術(shù)（如植物激素測定技術(shù)、植物中元素含量測定方法等）。教師主要依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)真態(tài)度、操作儀器的熟練程度、測定結(jié)果的正確性和重復(fù)性等進行考核和評分，計入學(xué)生成績。至2017年6月30日，合計有86位博士生參加了課程學(xué)習(xí)。這些學(xué)生不僅學(xué)會了大型儀器設(shè)備的使用方法，而且提高了科研水平和創(chuàng)新能力。他們利用實驗室大型儀器測定的數(shù)據(jù)結(jié)果，在國際上著名期刊如Plant Physiology、New Phytologist、Journal of Experimental Botany 等發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇；先后有12篇論文入選ESI （基本科學(xué)指數(shù)）高被引論文；有3篇博士論文被評為全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名論文，8篇博士論文被評為江蘇省優(yōu)秀博士學(xué)位論文，對推動學(xué)科發(fā)展起到了十分重要的作用。研究生使用大型儀器設(shè)備的操作技能的培養(yǎng)和提高，極大地提高了大型儀器的使用效率，近5年，大型儀器設(shè)備平均每件的年使用時數(shù)為920小時，進入江蘇省同類實驗室大型儀器使用效率的先進行列。

2 以重點實驗室為平臺培養(yǎng)碩士研究生的動手能力和創(chuàng)新能力

針對農(nóng)學(xué)專業(yè)碩士研究生普遍存在“重理論、輕實驗”、實踐訓(xùn)練不足，專業(yè)技能較薄弱等問題，[5]揚州大學(xué)“作物栽培學(xué)與耕作學(xué)”學(xué)科在碩士研究生中開設(shè)了“作物栽培生理研究法”課程，計36個學(xué)時。該課程主要利用江蘇省作物遺傳生理國家重點實驗室培育點儀器設(shè)備齊全、實驗室空間充裕和管理人員實驗操作技術(shù)熟練等優(yōu)點，以重點實驗室為平臺，對研究生的實驗操作技能進行系統(tǒng)訓(xùn)練，培養(yǎng)研究生的動手能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)“作物栽培學(xué)與耕作學(xué)”學(xué)科專業(yè)性質(zhì)和研究重點，“作物栽培生理研究法”課程安排了“植物中內(nèi)源激素含量的測定方法”、“谷類作物籽粒中淀粉合成相關(guān)酶活性測定方法”、“植物光合作用測定方法”、“植物組織中可溶性糖和淀粉測定方法”等15個實驗，并編寫了相應(yīng)教材，作為實驗指導(dǎo)用書。在教師和實驗室管理人員的指導(dǎo)和示范下，參加課程學(xué)習(xí)的研究生自己動手配制實驗所需的藥品試劑，獨立完成實驗操作的全部過程，進行實驗結(jié)束后的試管等清洗和實驗室清潔整理等工作。要求研究生手寫完成實驗報告。實驗報告內(nèi)容包括實驗原理、操作步驟、實驗結(jié)果和問題分析等，并作為考核考查、評定成績的主要依據(jù)。該課程已開設(shè)12年，合計培養(yǎng)研究生400余名，極大地提高了這些學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新能力。參與課程學(xué)習(xí)的碩士研究生畢業(yè)率和論文的抽查合格率均為100%，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文500余篇，成為促進學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。

3 將重點實驗室成為培養(yǎng)本科生科研素質(zhì)的重要基地

在我國大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中，研究生是主體，本科生是重要組成部分。但是，本科生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)往往被忽視。[1]針對這一問題，揚州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理國家重點實驗室培育點利用重點實驗室平臺，在培養(yǎng)本科生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面作了一些工作。主要做法是：（1）入學(xué)參觀觀摩。在農(nóng)學(xué)等相關(guān)專業(yè)本科生入學(xué)報到時，組織新生到重點實驗室參觀和大型儀器使用的觀摩學(xué)習(xí)，使他們對重點實驗室有初步的了解，激發(fā)他們的興趣；（2）授課講座。負(fù)責(zé)農(nóng)學(xué)相關(guān)實驗的教師和實驗室管理人員通過實驗課教學(xué)、開設(shè)培訓(xùn)講座的方式傳授主要儀器設(shè)備使用知識，使本科生基本掌握常用儀器的使用方法和相關(guān)科目的測試技術(shù)；（3）培訓(xùn)示范。每年有80～100名本科生到重點實驗使用各種儀器進行分析測定，獲得數(shù)據(jù)以完成他們的畢業(yè)論文。這些學(xué)生在使用儀器前，實驗室管理人員均需對他們進行培訓(xùn)和示范，培訓(xùn)內(nèi)容包括儀器的操作方法，儀器可測定的科目內(nèi)容及其測定技術(shù)，數(shù)據(jù)分析方法和實驗室及儀器使用安全知識等。通過培訓(xùn)示范，提高這些本科生實驗操作技能和科研素質(zhì)；（4）重點輔導(dǎo)。對于承擔(dān)各類科技創(chuàng)新項目的本科生，實驗室管理人員則根據(jù)他們的需要，對儀器的使用和測定技術(shù)進行重點輔導(dǎo)，為他們出好成果提供實驗條件支撐；（5）發(fā)揮研究生的傳、幫、帶作用。對于本科生使用大型精密儀器，在經(jīng)實驗室管理人員培訓(xùn)示范的基礎(chǔ)上，要求實驗基礎(chǔ)較好、熟練掌握儀器操作技能的研究生特別是博士生做好傳、幫、帶作用，確保大型儀器設(shè)備的正常運行及測定數(shù)據(jù)的可靠性和正確性。近10年來，約有800多名本科生利用實驗室平臺進行畢業(yè)科研實習(xí)，其中，50多名本科生獲得省、校級優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計），11名本科生獲得國家和省級科技創(chuàng)新挑戰(zhàn)杯獎。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長和高等教育事業(yè)的快速發(fā)展，國家和地方政府對高校實驗室特別是重點實驗室建設(shè)的投資將會逐步增大，實驗室建設(shè)和發(fā)展將會進一步快速提升。[6]高校重點實驗室開展實驗教學(xué)、科學(xué)研究、服務(wù)社會和文化傳承的重要基地作用，培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的平臺作用將會進一步增強。進一步探索充分利用和發(fā)揮高校重點實驗室的“基地作用”和“平臺作用”，對于開展“雙一流”高?；?qū)W科建設(shè)、建設(shè)創(chuàng)新型國家具有十分的重要理論和實踐意義。

參考文獻

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