高校實驗室建設(shè)服務(wù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的思考

＊杜 蕾

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 陜西 710065）

前言

21世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟全球化趨勢的不斷深入，國家之間的聯(lián)系日益緊密，人才資源已經(jīng)成為當(dāng)前時代最重要的生產(chǎn)要素[1]。目前，全球已正式進入知識經(jīng)濟時代。與此同時，國際競爭也逐步演變?yōu)槿瞬诺母偁?，一個國家創(chuàng)新人才的數(shù)量和質(zhì)量決定了國家科學(xué)技術(shù)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(yǎng)人才是高校的核心任務(wù)和根本目的，而高校實驗室作為科研成果產(chǎn)出的核心基地和根本源頭，在高校創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用和人才培養(yǎng)中占據(jù)著重要地位。因此加強實驗室建設(shè)不僅是高校發(fā)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(shè)背景下服務(wù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必然要求。

1.創(chuàng)新人才理念及培養(yǎng)現(xiàn)狀

(1)創(chuàng)新人才基本特征

創(chuàng)新的概念最早由經(jīng)濟學(xué)家熊彼特在《經(jīng)濟發(fā)展概論》里提出，現(xiàn)在我們普遍認(rèn)為創(chuàng)新是利用已有的資源創(chuàng)造出新東西的過程。創(chuàng)新人才指的就是具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，能通過自己的創(chuàng)造性勞動取得創(chuàng)新成果，進而在某一領(lǐng)域為社會發(fā)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(yǎng)最重要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識進行科學(xué)技術(shù)研究從而發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造新東西的能力，從這一層面來講大學(xué)人才培養(yǎng)的核心就是創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。對于當(dāng)代創(chuàng)新人才首先應(yīng)該具備良好的自我管理能力、團隊協(xié)作精神、溝通協(xié)調(diào)能力和良好的心理素質(zhì)，好的自我管理能力是自我約束，實現(xiàn)個人目標(biāo)的前提條件，同時團隊協(xié)作精神和溝通協(xié)調(diào)能力是保證團隊工作順利完成的重要因素。其次作為專業(yè)型人才需要具備較高的學(xué)術(shù)研究水平、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和強烈的求知欲望，只有具備了扎實的專業(yè)基礎(chǔ)、較高的專業(yè)素養(yǎng)和不斷鉆研專業(yè)知識的精神才能在步入工作崗位后出色完成工作任務(wù)。

最后只有充分認(rèn)可和熱愛專業(yè)，才有在專業(yè)領(lǐng)域做出一番成就的可能。近年來“農(nóng)林地礦油”類專業(yè)由于工作環(huán)境較為艱苦，部分學(xué)生畢業(yè)后不愿從事本專業(yè)相關(guān)工作，因此作為以石油石化專業(yè)為特色的學(xué)校，在培養(yǎng)石油地質(zhì)行業(yè)創(chuàng)新人才時還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生熱愛專業(yè)，樂于奉獻，扎根基層的精神。

(2)創(chuàng)新人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代西方發(fā)達國家率先進行了高校改革，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面投入了大量的人力、物力和財力，希望通過創(chuàng)新人才的培養(yǎng)來增強科技創(chuàng)新能力，從而提升整個國家的競爭力。其中，美國創(chuàng)新人才培養(yǎng)堅持以學(xué)生為中心，著重培養(yǎng)學(xué)生的獨立思維和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，強調(diào)課程設(shè)置的綜合性，通過文理滲透來優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)；德國創(chuàng)新人才培養(yǎng)采用“校企合作、工學(xué)結(jié)合”的雙元制模式，課程設(shè)置注重實用性，突出對學(xué)生實操性能力的培養(yǎng)；英國人才培養(yǎng)采用“導(dǎo)師制”，對學(xué)生制定個性化教學(xué)計劃，注重培養(yǎng)學(xué)生開放性思維和學(xué)科交叉融合的能力；日本高校的人才培養(yǎng)主要建立在校企合作的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生參與企業(yè)實踐，通過高校向企業(yè)提供創(chuàng)新技術(shù)，企業(yè)為學(xué)生實踐提供平臺的方式，雙方相互促進，共同發(fā)展[3]。

新中國成立以來，我國的社會經(jīng)濟發(fā)展和教育事業(yè)都取得了巨大進步，關(guān)于專業(yè)領(lǐng)域的杰出創(chuàng)新人才培養(yǎng)問題也在一直探索之中。

2005年的“錢學(xué)森之問”引發(fā)了全社會對于什么是創(chuàng)新人才，怎么培養(yǎng)創(chuàng)新人才的討論。

2009年教育部聯(lián)合中組部、財政部設(shè)立了基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗計劃，率先在全國十余所高校的五個基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域，配備一流的師資，創(chuàng)造一流的條件，培養(yǎng)基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域的拔尖創(chuàng)新人才[4]。

2010年由科技部、教育部等八部委聯(lián)合制定的《創(chuàng)新人才推進計劃實施方案》提出“要培養(yǎng)和造就一批具有世界水平的科學(xué)家、高水平的科技領(lǐng)軍人才和工程師、優(yōu)秀創(chuàng)新團隊和創(chuàng)業(yè)人才”[5]。

2015年11月國務(wù)院印發(fā)了《統(tǒng)籌推進世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，方案明確指出要突出人才培養(yǎng)的核心地位，“雙一流”建設(shè)的重要任務(wù)就是培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和實踐能力的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型優(yōu)秀人才。經(jīng)過創(chuàng)新人才培養(yǎng)的多年探索，目前高校對于人才培養(yǎng)的目標(biāo)和創(chuàng)新人才的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本明確，但各高校關(guān)于推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)的總體方案和具體措施還在持續(xù)探索之中[6]。

2.高校實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

(1)硬件設(shè)施基本完善，管理制度還需完善

近年來，隨著高校對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的重視程度不斷提高，實驗教學(xué)的地位不斷提高，高校對實驗室建設(shè)特別是工科專業(yè)實驗室建設(shè)的資金投入也不斷增大，多數(shù)高校實驗室硬件設(shè)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(shè)，大大彌補了傳統(tǒng)實驗室難以進行大型實驗的不足，因此目前多數(shù)高校實驗室教學(xué)實驗設(shè)備配備總體較為完善，基本能滿足日常實驗教學(xué)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(yè)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(zé)任、儀器維護等方面責(zé)任劃分不夠明確，各崗位人員存在責(zé)任推諉現(xiàn)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(xué)生在使用儀器時，由于不經(jīng)過培訓(xùn)或不按操作規(guī)范等原因?qū)е聝x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(shè)備利用率大大降低，花費大量資金購置的儀器設(shè)備最終成了實驗室里的“擺設(shè)”。

最后，出于保護實驗室教學(xué)儀器的目的，目前實驗室設(shè)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(xué)生很難有機會進入實驗室進行自由學(xué)習(xí)，學(xué)生無法在課后重復(fù)操作練習(xí)使用實驗儀器，導(dǎo)致學(xué)生對實驗設(shè)備的實驗室儀器無課期間閑置，儀器使用率有限。

(2)教學(xué)與科研需求矛盾，大型儀器開放程度低

開展科學(xué)研究和培養(yǎng)人才是高等院校的重要功能，但受設(shè)備數(shù)量、開放時間等客觀條件的限制，實驗室在服務(wù)于科學(xué)研究和人才培養(yǎng)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(xiàn)狀條件下由于高?？蒲杏媱澃才艜r間緊，任務(wù)重，重點實驗室的借用往往存在“排長隊”的現(xiàn)象，實驗室特別是大型儀器設(shè)備實驗室，單是服務(wù)于科研工作供專業(yè)教師和研究生使用已是應(yīng)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(xué)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(shè)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(xí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用綜合知識解決復(fù)雜實際問題能力的需求難以實現(xiàn)。

(3)實驗教學(xué)內(nèi)容單一，實驗教學(xué)地位有待提高

長期以來，我們認(rèn)為實驗教學(xué)是理論教學(xué)的擴展和補 充[9]，在課程教學(xué)計劃安排中，試驗內(nèi)容往往是作為課程實踐環(huán)節(jié)的一小部分，很少開設(shè)單獨的實驗課程[10]，因此，學(xué)生對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)重視程度不夠，學(xué)習(xí)投入的時間和精力也相應(yīng)較少。從實驗教學(xué)的形式來看，受實驗室場地、儀器配套數(shù)量和實驗課學(xué)時安排等客觀因素影響，現(xiàn)有的實驗課程多以小組形式開展，很難做到每名學(xué)生單獨操作一臺儀器[11]，不能保證每名學(xué)生都能全流程操作實驗儀器，導(dǎo)致學(xué)生在實驗過程中過多關(guān)注自己在小組中承擔(dān)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(xué)任務(wù)重，導(dǎo)致學(xué)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(wù)，而缺乏了獨立思考的時間和機會。

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

3.高校實驗室在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用

傳統(tǒng)的高校人才培養(yǎng)理念認(rèn)為本科階段的主要任務(wù)是進行基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)，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(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異對高校本科畢業(yè)生提出了越來越高的要求。對于理工科專業(yè)而言，實踐水平和創(chuàng)新能力已成為衡量理工類創(chuàng)新人才的重要標(biāo)準(zhǔn)，而實驗室恰是開展科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的重要載體，高校實驗室在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、創(chuàng)新意識和理論轉(zhuǎn)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(chuàng)新實踐和學(xué)術(shù)研究氛圍，通過老師引導(dǎo)，學(xué)生自主發(fā)揮的形式，開展設(shè)計型、研究型、創(chuàng)新型的試驗項目，有助于幫助學(xué)生增強獨立思考和動手實踐能力，克服高分低能現(xiàn)象，對培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力，滿足學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)的需求具有重要現(xiàn)實意義[7]。

4.實驗室建設(shè)對策

(1)完善實驗室制度，轉(zhuǎn)變管理觀念

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

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

其次，從頂層設(shè)計的角度綜合考慮實驗室設(shè)置、建設(shè)規(guī)模和整體效益，對實驗室建設(shè)和發(fā)展進行總體規(guī)劃，同時結(jié)合實驗教學(xué)大綱科學(xué)配置實驗教學(xué)儀器數(shù)量，避免實驗室閑置或儀器設(shè)備重復(fù)購置等不合理現(xiàn)象[14]。

最后，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實驗室管理理念，明確學(xué)生的實驗室主體地位，積極引導(dǎo)學(xué)生參與到實驗室的建設(shè)和管理之中，培養(yǎng)學(xué)生實驗室大家庭觀念，形成專業(yè)教師、實驗室管理人員和學(xué)生三方聯(lián)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(xué)生對低年級學(xué)生進行儀器培訓(xùn)和實驗指導(dǎo)，形成實驗室良好學(xué)習(xí)氛圍。

(2)明確實驗教學(xué)地位，創(chuàng)新實驗教學(xué)模式

從學(xué)校、專業(yè)教師和學(xué)生等不同層面明確實驗教學(xué)的重要性，從根本上重視實驗教學(xué)的主體地位，改變以往理論教學(xué)為主、實踐教學(xué)為輔的觀念。更新教學(xué)大綱，從學(xué)時和學(xué)分上體現(xiàn)實驗教學(xué)的重要性，同時加強對教學(xué)過程的監(jiān)管，重視對教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的評價，拓寬師生交流渠道和交流方式[14]。

依據(jù)創(chuàng)新人才標(biāo)準(zhǔn)建立學(xué)生四年一體化漸進式實踐能力培養(yǎng)方案。針對不同年級設(shè)定不同的培養(yǎng)目標(biāo)和實驗課程訓(xùn)練計劃。低年級學(xué)生實驗課程學(xué)習(xí)以演示型和驗證型實驗為主，利用傳統(tǒng)的老師講解和演示，學(xué)生練習(xí)操作的形式進行，使學(xué)生初步了解實驗儀器的原理，熟練掌握設(shè)備操作方法。高年級學(xué)生以設(shè)計型、研究型、創(chuàng)新型實驗為主，結(jié)合課程設(shè)計、畢業(yè)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(xué)科方向的知識，由老師指導(dǎo)，學(xué)生自主進行實驗設(shè)計、實驗實施和數(shù)據(jù)處理等工作，最終獨立完成整個課題研究。從而引導(dǎo)學(xué)生從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實際，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，在實踐中啟發(fā)學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力。

(3)加大實驗室開放力度，建立學(xué)科交叉融合平臺

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

近年來“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”等大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類的比賽開展的如火如荼，依托綜合實驗平臺的建設(shè)對學(xué)生從項目申報、過程輔導(dǎo)、結(jié)題驗收、成果轉(zhuǎn)化等環(huán)節(jié)進行全流程的指導(dǎo)[15]。從短期來看通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類比賽可以實現(xiàn)良好學(xué)風(fēng)的養(yǎng)成，營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍。從長期來看，利用“以賽促學(xué)”的方式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，推進高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，從而完成創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)[16]。

5.結(jié)論

當(dāng)前時代背景下，國家間實力的競爭關(guān)鍵在于創(chuàng)新人才的競爭，作為高校，其教育的最主要任務(wù)就是培養(yǎng)服務(wù)于社會經(jīng)濟發(fā)展和國家建設(shè)的創(chuàng)新型人才。而實驗室恰是培養(yǎng)實踐型和創(chuàng)新型人才的重要陣地，因此，實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)工作在高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。今后在高校實驗室建設(shè)中，必須依據(jù)人才培養(yǎng)需求不斷調(diào)整實驗室建設(shè)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(xué)環(huán)節(jié)中，明確實驗教學(xué)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽為契機，培養(yǎng)學(xué)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(shè)和發(fā)展，從而更好服務(wù)于高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)。