適應(yīng)“雙一流”建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高校實驗室建設(shè)研究

吳敏 洪峰 田哲文

[關(guān)鍵詞]雙一流;創(chuàng)新人才;實驗室建設(shè);跨學(xué)科;產(chǎn)學(xué)研

國務(wù)院國發(fā)[2015]64號文件《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》明確指出要“以一流為目標(biāo)、以學(xué)科為基礎(chǔ)、以績效為杠桿、以改革為動力，推動一批高水平大學(xué)和學(xué)科進入世界一流行列”。建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科應(yīng)堅持以改革為動力，確定優(yōu)先發(fā)展學(xué)科領(lǐng)域，重構(gòu)專業(yè)教育理念，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。一流大學(xué)、一流學(xué)科與一流實驗室密切相關(guān)。實驗是驗證理論知識和培養(yǎng)實踐能力的有效途徑，可以有效激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高主動學(xué)習(xí)的意識，鍛煉發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。在一流大學(xué)、一流學(xué)科的建設(shè)過程中，高校實驗室建設(shè)至關(guān)重要。高校實驗室作為高?？萍紕?chuàng)新的平臺，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要基地，是開展科學(xué)研究、發(fā)展科技、服務(wù)社會的主要平臺，是高校學(xué)科發(fā)展、推進“雙一流”建設(shè)的有力支撐。高校實驗室的建設(shè)與管理對高校培養(yǎng)人才和科研工作的正常進行有著舉足輕重的作用。

新工科國家戰(zhàn)略對人才培養(yǎng)過程中的創(chuàng)新思維、實踐能力以及科學(xué)素養(yǎng)提出了更高要求。習(xí)近平在中國科學(xué)院第十九次院士大會的講話中指出，“實現(xiàn)建成社會主義現(xiàn)代化強國的偉大目標(biāo)，實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢，我們必須具有強大的科技實力和創(chuàng)新能力”“創(chuàng)新是第一動力，提供高質(zhì)量科技供給，著力支撐現(xiàn)代化經(jīng)濟體系建設(shè)”。高校要以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為中心任務(wù)，以培養(yǎng)高素質(zhì)人才和拔尖創(chuàng)新人才為目標(biāo)。高校肩負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的使命，實驗室則是實施實踐教育、素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育的重要基地。創(chuàng)新包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

“雙一流”建設(shè)既強調(diào)以學(xué)科為基礎(chǔ)，又要突出人才培養(yǎng)的核心地位，“雙一流”建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)互相促進，協(xié)同發(fā)展。高校實驗室建設(shè)和“雙一流”建設(shè)、創(chuàng)新人才培養(yǎng)是目標(biāo)一致、協(xié)同發(fā)展、互相促進的共生關(guān)系。高校實驗室建設(shè)應(yīng)緊扣“雙一流”建設(shè)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)，適應(yīng)時代發(fā)展的需求。實驗室建設(shè)應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生的思維模式、培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的實驗?zāi)芰?，與前沿科技和市場需求緊密結(jié)合。實驗室建設(shè)還應(yīng)逐漸實行小班教學(xué)、因材施教，同時提高實驗室教師和管理人員的綜合素質(zhì)，從而提高實驗教學(xué)水平，促進“雙一流”建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

一、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維模式和跨學(xué)科實驗?zāi)芰?/p>

思想決定行為。創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，學(xué)生的創(chuàng)新能力與思維模式緊密相關(guān)，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的思辨和探究能力，這就需要我們用先進的教育理念和培養(yǎng)模式，引導(dǎo)學(xué)生多方位發(fā)展。學(xué)習(xí)與本專業(yè)跨度較大的學(xué)科知識，可以擴大學(xué)生知識面，培養(yǎng)學(xué)科交叉的思考方式，更有利于學(xué)生批判性思維的形成。自由、靈活、廣博的教育，研究型、研討式、探究性實踐實驗，可以增強學(xué)生的思考能力、動手能力和解決問題能力。國外大學(xué)在這些方面的教育經(jīng)驗值得我們學(xué)習(xí)。

美國大學(xué)的課程體系是多樣化的。美國大學(xué)針對不同的培養(yǎng)目的開設(shè)了創(chuàng)業(yè)教育課程、實踐類課程、探究性學(xué)習(xí)課程和特色課程，鼓勵有創(chuàng)新能力的學(xué)生選修這類課程。這為美國拔尖型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

例如耶魯大學(xué)以通識教育為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生廣泛而深入地學(xué)習(xí)人文科學(xué)、藝術(shù)科學(xué)和社會科學(xué)領(lǐng)域課程，旨在提升學(xué)生寫作、定量推理和外語三種技能，促進學(xué)生跨學(xué)科思考和學(xué)習(xí)，以獲得所有職業(yè)的基礎(chǔ)，即批判和獨立思考的能力，以及寫作、推理和溝通的能力。美國的芝加哥大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院和我國的復(fù)旦大學(xué)都重視通識教育，提倡跨學(xué)科教育。

“雙一流”建設(shè)中，強調(diào)跨學(xué)科建設(shè)的重要性。在實驗室建設(shè)中，跨學(xué)科實驗?zāi)芰ν瑯又匾?，打破學(xué)科界限，將會使不同學(xué)科思想碰撞出不一樣的智慧火花。學(xué)生通過學(xué)習(xí)寬廣與精深的知識，接受相關(guān)跨學(xué)科訓(xùn)練，逐漸習(xí)得運用多學(xué)科知識解決問題的能力和素養(yǎng)。基本的實驗操作能力和學(xué)科素養(yǎng)，讓他們從不同的實驗操作過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、總結(jié)問題，從而有利于發(fā)散性思維、創(chuàng)新性思維的形成。增加跨學(xué)科課程，開設(shè)跨學(xué)科實驗，有利于完成“雙一流”建設(shè)目標(biāo)，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

普林斯頓大學(xué)跨學(xué)科研究中心下屬13個研究中心/實驗室/所中，有8個擔(dān)負(fù)本科生教學(xué)培養(yǎng)任務(wù)。斯坦福大學(xué)跨學(xué)科項目共有18個研究中心/所/實驗室，其中6個擔(dān)負(fù)本科生教學(xué)培養(yǎng)任務(wù)。不同的研究中心/所/實驗室清晰地列出了所需支撐學(xué)科及學(xué)校可以提供的學(xué)科資源。

目前我們存在的問題是，理論選修課可選課程較多，但是實驗課的可選科目開設(shè)有限，可選度有限，并未真正實現(xiàn)自由選擇。我們應(yīng)積極增加課程設(shè)置的廣度和數(shù)量，切實提高學(xué)生自主選擇的主動性。同時，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在選課前多與老師與高年級學(xué)生交流，以讓他們選擇自己真正喜歡、感興趣的課程。

二、與前沿科技和市場需求緊密結(jié)合

高校實驗室建設(shè)只有與專業(yè)前沿緊密結(jié)合，才可以適應(yīng)高速發(fā)展的技術(shù)，才可以使實驗室具有前瞻性和引領(lǐng)性，才可能更好地指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性科技活動。我們可以以學(xué)科競賽、科技項目為載體，促進學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、實培項目等經(jīng)典賽事和各類科研項目，都可以讓學(xué)生積極參與，給學(xué)生更多實踐和動手的機會，以更好地促進學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提高。通過不同前沿項目的牽引，可以更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與工程能力。

實驗室建設(shè)應(yīng)與市場相結(jié)合，適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展，服務(wù)國家和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，“產(chǎn)一學(xué)一研”一體的培養(yǎng)模式可以更好地促進高校實驗室建設(shè)。開放、共享可充分利用實驗室資源，并可通過多方位的交流，促進學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展。黨的十九大明確提出要建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系。產(chǎn)學(xué)研深度融合，在推動經(jīng)濟增長的同時，可以充分鍛煉學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力。高校實驗室應(yīng)充分借助市場實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，在實現(xiàn)實驗室服務(wù)國家科技戰(zhàn)略目標(biāo)的同時，實現(xiàn)自身資源的市場化聚集，從而促進“雙一流”建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

產(chǎn)學(xué)研人才培養(yǎng)模式綜合了企業(yè)、學(xué)校和研究機構(gòu)在人才培養(yǎng)方面的各自特色和優(yōu)勢，有利于工程碩士研究生創(chuàng)新素質(zhì)的提高，推動企業(yè)技術(shù)革新，實現(xiàn)多方共贏。

產(chǎn)學(xué)研合作是充分利用高校、企業(yè)、科研單位等多種不同的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源進行整合，把以課堂專業(yè)知識為主的教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機結(jié)合的教育形式，是符合當(dāng)代素質(zhì)教育要求的一種現(xiàn)代化教學(xué)模式，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要保障。

產(chǎn)學(xué)研合作加強了企業(yè)與學(xué)生的交流與溝通，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的引導(dǎo)作用，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)?？蓪W(xué)生外派到企業(yè)工作，了解前沿動向，感受工作氛圍，了解企業(yè)的真實情況和迫切需求，以使其更深地體會到學(xué)習(xí)的必要性和緊迫性。

德國教學(xué)與科研相統(tǒng)一的傳統(tǒng)理念、校企合作的雙元制教育培養(yǎng)模式享譽世界，促進了產(chǎn)學(xué)研一體化進程，值得我國學(xué)習(xí)借鑒。德國高等教育強調(diào)自由、教研一體，緊密聯(lián)系社會和經(jīng)濟發(fā)展并直接為其服務(wù)。德國高校和生產(chǎn)實際結(jié)合得非常緊密，注重實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

耶魯大學(xué)支持與企業(yè)建立合作伙伴關(guān)系，有與業(yè)界合作推動研究和加速新技術(shù)上市的傳統(tǒng)。2011年，耶魯大學(xué)和吉列德科學(xué)公司決定合作開展一項癌癥研究計劃，此公司為耶魯大學(xué)提供資金，用于研究和平臺設(shè)施建設(shè)，以尋找多種癌癥的遺傳基礎(chǔ)和潛在分子機制。這是耶魯大學(xué)有史以來的最大合作項目，項目持續(xù)到2021年，資助總額達(dá)到1億美元。

麻省理工學(xué)院對學(xué)生采用的是“雙元制”培養(yǎng)模式，即學(xué)生的培養(yǎng)培訓(xùn)由學(xué)校和企業(yè)共同完成。

福州大學(xué)能源與環(huán)境光催化實驗室在“雙一流”建設(shè)的背景下，積極服務(wù)地方經(jīng)濟以推動行業(yè)發(fā)展，優(yōu)化整合人才隊伍，營造創(chuàng)新文化以激發(fā)創(chuàng)新活力。

由產(chǎn)學(xué)研模式發(fā)展出的一種新的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式——雙導(dǎo)師運行機制，是指校內(nèi)與企事業(yè)導(dǎo)師合作完成學(xué)生的培養(yǎng)。目前，產(chǎn)學(xué)研模式在培養(yǎng)學(xué)生方面，還存在不成熟的地方，運行機制往往因為校企之間職責(zé)分工不明確、內(nèi)部激勵不兼容、資源沖突或缺失等問題而限制了良好的運營，學(xué)生未能深入企業(yè)學(xué)習(xí)各類實踐知識，未能切實促進產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展。為了進一步完善產(chǎn)學(xué)研合作，促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，雙導(dǎo)師運行機制必須有效實施，明確培養(yǎng)目標(biāo)，完善約束機制，分清各自職責(zé)，實行激勵制度，加大資源投入。

三、因材施教，分類指導(dǎo)，嚴(yán)格把關(guān)

學(xué)生的基礎(chǔ)不同，需求不同，采取的教學(xué)方式和內(nèi)容也應(yīng)有差異。對于不同基礎(chǔ)，不同興趣、不同就業(yè)需求的學(xué)生，可以采取不同的培養(yǎng)方案。對基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，在實驗教學(xué)過程中，知識點就應(yīng)講解得更為翔實，講解的方式也應(yīng)淺顯易懂;對基礎(chǔ)扎實、喜歡探究的學(xué)生，就可以多采用討論式教學(xué)模式，教授更多知識，拓寬他們的知識面，從而有利于他們創(chuàng)新性思維與能力的培養(yǎng)。對就業(yè)以企業(yè)為主的學(xué)生，可以強化他們的動手實踐能力，引導(dǎo)他們多參與企業(yè)項目;對就業(yè)以科學(xué)研究為主的學(xué)生，可以讓他們多學(xué)習(xí)前沿科技，以及探究的方法、手段，為日后的科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。

改變實驗主體，激活學(xué)生探索動力，增強學(xué)生的自信心。實驗室側(cè)重學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)，故需要進行小班教學(xué)，因材施教，保證教學(xué)質(zhì)量，保證可以指導(dǎo)大部分學(xué)生的實踐操作，才能更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，才可以提供更多自由探究的機會，以激發(fā)學(xué)生的好奇心。小班制便于開展研討式教學(xué)、創(chuàng)新討論，也便于引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生獨立思考，以促進頭腦風(fēng)暴，推進以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

現(xiàn)有的跨學(xué)科實驗課程，應(yīng)普遍提高考核標(biāo)準(zhǔn)，采用“嚴(yán)進嚴(yán)出”的管理模式，以提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的重視度。在考核形式上，實驗課需要進行“實驗操作”的過程性評價和“實驗報告”結(jié)果性評價，并側(cè)重實驗操作考核?？稍黾又T如小組討論、PPT答辯、實驗規(guī)范與效果考核、小組互評等考核方式，以更加全面地考查學(xué)生的綜合素養(yǎng)和能力。小組討論可以考查學(xué)生的合作探究和創(chuàng)新能力，PPT答辯可以考查學(xué)生的概括總結(jié)和語言表達(dá)能力，實驗規(guī)范與效果考核可以促進學(xué)生規(guī)范化實驗習(xí)慣的養(yǎng)成，小組互評可以促進學(xué)生互相學(xué)習(xí)，取長補短。

對于不滿足培養(yǎng)目標(biāo)的課程應(yīng)剔除，以優(yōu)化課程體系。澳大利亞阿德萊德大學(xué)在開課過程中，嚴(yán)格執(zhí)行人才培養(yǎng)效果的評價標(biāo)準(zhǔn)，對于培養(yǎng)效果達(dá)成度過低的課程實施淘汰機制。

四、提高實驗室教師的綜合素質(zhì)

高校實驗室建設(shè)中，設(shè)備等硬件設(shè)施固然重要，但是教師的道德和專業(yè)素養(yǎng)更加重要。只有不斷增強實驗室教師的專業(yè)能力，才能讓實驗室建設(shè)具有前瞻性和引領(lǐng)性，才能培養(yǎng)出創(chuàng)新人才，才能培育出一流學(xué)科、一流大學(xué)。

為了讓實驗室教學(xué)更有實效，應(yīng)讓實驗室教師擁有國際化學(xué)習(xí)經(jīng)歷，以便更好地學(xué)習(xí)、運用先進的教學(xué)模式，開闊學(xué)生的視野，促進知識的交流。與此同時，也可以讓教授來講授實驗課，以提高實驗室教師的整體水平，推動不同類型教師之間的交流，以取長補短，共同進步。

與此同時，高素質(zhì)的實驗室教師隊伍對于促進學(xué)科科研水平的提高也是很有幫助的。科研很重要的一部分就是實驗，科研工作者在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。高素質(zhì)的實驗室教師隊伍是科研隊伍中的骨干力量之一。故應(yīng)力爭建設(shè)一支積極進取、結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、理論扎實、技術(shù)精湛，且有利于實驗室發(fā)展、科學(xué)研究和學(xué)科水平提升的高素質(zhì)實驗室人才隊伍。

實驗室是高等學(xué)校從事科技創(chuàng)新和實驗教學(xué)的重要場所，是人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)的重要基地，需要不斷更新、完善、改革、創(chuàng)新，需要將教學(xué)和科研緊密結(jié)合，與前沿科技、市場需求緊密相連，采用不同的模式，促進師生，各方面協(xié)同發(fā)展，互相促進，不斷提高高校實驗室的建設(shè)水準(zhǔn)，為“雙一流”建設(shè)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供有力支撐。