提高大学生实验技能和创新能力的研究

邓 文， 苏一丹， 龚福忠， 覃 戟， 秦 伟

(广西大学 a.实验设备处;b.教务处，广西南宁530004)

0 引言

高等教育的主要功能是人才培养、科学研究、服务社会、文化传承。我国高等教育已实现了从精英教育到大众教育的转变［1］。目前，我国已拥有2 700多所高等院校、3 000多万名在校大学生，毛入学率达26.9%。无论是学校数量，还是在校生数量，我国的高等教育规模在世界都堪称最大，这是令人自豪的成绩。随着高等教育大众化的发展，高校面临的问题愈来愈多，从总体上看，我国大学人才培养体系所培养的毕业生，虽然有着基础知识扎实、刻苦学习精神和良好的学习习惯等优点，但高校毕业生中有创新精神的人才、拔尖人才少，普遍存在着实践能力、创造能力和创业能力不强的状况。从我国现代化建设阶段性特征和国际发展潮流来看，我国高等教育还不完全适应经济社会发展和人民群众接受良好教育的要求，同国际先进水平相比还有明显差距。

创新是一个民族发展的灵魂，是社会发展的不竭动力。在当今信息社会和知识经济时代，创新能力已经成为高素质人才必须具备的一项基本素质。大力发展教育，培养高素质的人才队伍，是国家强盛、民族复兴的必由之路。我国与发达国家的差距主要是在创造力上的差距，当前，世界间各国科学技术发展迅猛，我国要在竞争中占据优势的地位必须有高层次的创新人才在科技前沿领域取得突破性进展。

提高教育质量是各国高等教育进入大众化阶段后面临的共同问题。我国经济社会发展对高等教育提出了很高的要求，提高质量已成为我国高等教育改革发展最核心、最紧迫的任务。加强大学生创新能力培养是贯彻落实教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》和《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》的具体要求，是我国高等教育从外延式发展为主向内涵式发展为主转变，从人力资源大国向人力资源强国迈进的关键。

高校是培养创新人才的摇篮，是进行创新研究的重要基地，需要认真分析大学生创新能力培养的主要制约因素，探索提高大学生创新能力的途径并将其发展成为一种长效机制，努力培养和造就一批具有创新思维、创新意识、创新精神和创新能力的高素质的人才，为国家的经济发展与科技进步以及综合国力的提升做出贡献。

1 大学生创新能力培养的主要制约因素

针对当前我国大学生实验技能和创新能力较低的状况，国内各高等学校按照国家教育部的要求，积极稳妥地推进大学生创新能力的培养工作，取得了较好的效果，但目前还存在一些制约大学生创新能力培养的主观和客观因素［2-5］，主要表现在以下几个方面:

(1)“重理论、轻实践”的传统教学模式不利于培养大学生的创新能力。目前，我国大部分高校过多地强调专业理论知识的教学，而实验教学处于从属地位。在课程设置上，理论课程所占的比重大，创新与创造课程非常缺乏，实验实践性教学环节所占的比重小，学生参与实践创新活动的机会少，不利于激发学生主动思考实际问题、探求新知识、进行知识创新的欲望。在教学方法上，“满堂灌”的教学方法仍占主流，教学过程由教与学的互动变成学生只是被动接受的听众，讨论、争论的机会少，学生缺乏自我思考的空间，自主性、能动性丧失，其独立思考能力和创新意识被磨灭，从而影响了学生创新能力的培养。以老师讲授、学生被动接受为主的教学方法遏制了学生独辟蹊径、大胆想象和开拓创新的能力。在专业设置上，部分专业的课程设置不适应社会的需求，未能建立起产学研互赢的合作关系，使学生的创新能力得不到具体的体现。

(2)培养大学生创新能力的氛围不够浓厚。大学生创新能力培养既受自身因素的影响，如创新意识、创新思维、创新人格和创新精神等主观因素，又受外部环境的制约［6-10］。积极向上、奋发有为、勇于创新的氛围对学生起着潜移默化的作用，使学生能够慢慢融入。而缺乏对创新能力培养的环境建设将使高校大学生缺乏对创新能力培养的氛围与热情。目前国内地方高校中培养大学生创新能力的氛围有待加强。

(3)培养大学生创新能力实验条件欠缺。大学生的实验过程主要是在基础教学实验室进行，基础教学实验室建设与学科的科研实验室相比投入不足，仪器设备陈旧，层次和档次均较低，数量缺乏，而且，基础实验教学侧重于与专业课程配套，以演示性、基础性、验证性为特点，其主要任务是帮助大学生掌握专业理论知识，培养大学生基本的实验操作技能和严谨的学习态度，但在培养大学生的创新思维和创新能力方面有一定的局限性。

经过近年来大力度学科建设，高校的学科科研实验室拥有雄厚的科研实力、精密的仪器设备是从事科学研究、技术开发、学术交流的重要场所，同时也是传授知识、开发智力、培养观察能力和动手能力、激发创新能力和创新思维的重要基地。当前其主要任务是承担着国家、省部级、校级和企事业各类课题的研究，并承担博士、硕士研究生等高级专门人才的培养责任，承担实验教学任务较少，很少为本科生所用，对本科生开放或开放的程度和范围不够［11］。

高校的大型仪器设备主要集中在学科的科研实验室，其使用和管理缺乏激励机制，仪器功能开发有限，升级改造贫乏。大型仪器设备的使用状况并不理想，使用率较低，投资效益较差［12］。

高校的公共基础平台建设如图书资料、数字化与网络化平台建设等也还不能满足大学生培养要求。

(4)实验教师队伍建设得不到应有的重视。实验教师队伍的岗位职责不够明确。高校的实验教师队伍通常归于工程技术或实验师系列，涵盖实验教学岗、实验技术岗和设备管理岗等，但他们的岗位职责不够具体。例如，实验教师常常同时承担实验教学、仪器设备管理、设备维护维修和实验室的管理等任务。

高层次、高水平的实验教师和技术人员少。长期以来，高校的实验教师比理论教师晋升职称难、待遇差。实验教师和技术人员感觉低人一等，不太愿意长期从事实验教学、实验室建设和管理工作，造成实验队伍人心不稳。一些青年实验技术人员谋求通过读研等方式提高学历后离开实验室转成教师系列;而具有高学历、高职称的高层次人才不愿到实验室工作，造成实验教师和实验技术人员的职称和学历偏低，高层次、高水平的实验教师和技术人员少。

实验教师队伍培养机制不完善。高校对实验教学队伍的培训机制没有形成规范化、制度化，培训的内容涉及专业基础理论和专业系统知识少，导致实验教学人员只能完成一般性、常规性的实验教学任务，无法胜任层次较深、难度较大的教学、科研项目的实验任务。

(5)大学生得到德艺双馨的教授直接指导的机会少。我国高等学校对学生的培养，一般分为教学和学生思想教育与管理两大块，由专业教师为学生传授知识，由专职政治辅导员负责对学生的日常思想教育与管理。当前我国高校普遍存在教学与学生教育管理相脱节的现象，教师育人的作用没有得以充分发挥。随着高校招生的人数大幅增加，生师比越来越大，课堂教学规模越来越大，导致学生与教师接触和交流的机会越来越少。另一方面，学生与专职政治辅导员人数比也越来越大，一般在200∶1以上。为此，仅靠专职政治辅导员难以对学生进行深入细致的思想教育。

2 加强大学生创新能力培养的对策

提高高等教育质量是一项全面的系统工程，广西大学以提高大学生的创新能力为目标，积极推进实践实验教学模式的改革和创新，创新管理机制，搭建大型仪器设备共享平台，设立大学生实验技能和科技创新能力培训基金项目，取得了显著成效。

2.1 更新教育理念，建立以能力培养为核心的多元化开放式的实践教学体系

针对当前大学生实验技能不高，科技创新能力不强等问题，学校多次开展广泛的教育思想观念大讨论，通过讨论认识到:实践教学是本科人才培养的关键环节，学校要求各学院坚持理论教学与实践教学并重，理论教学与生产实践相结合，实践教学与科研相结合。通过学习，全校上下树立了强化实践教学内涵，培养学生实践能力和创新意识，增强了实践育人是学生成才必由之路的认识。以提高大学生的创新能力为目标，构建了多元化开放式的实践教学体系，加强实践教学改革与创新开展特色实践教学，积极探索产学研实践育人的新模式，依托重点学科资源促进本科实践教学，实施以责任教授制为核心的实践教学管理模式，全校形成了重视实践教学、支持和投身实践教学改革的良好氛围［13-14］。

2.2 创新管理机制，搭建高水平的实验实践平台

实验室、实习基地、实训中心是高校进行实验教学、实践训练和科学研究的重要场所，承担着教学实验、科学研究、知识创新、教学改革和人才培养的主体工作，是学科建设和教学的重要保障。

2.2.1 创新实验教学示范中心管理模式

(1)构建校院二级管理的实验教学中心。学校成立了由分管副校长牵头的“广西大学实验室工作领导小组”和“广西大学实验工作指导委员会”，不断探索实验室建设和管理的新途径、新模式。

为了彻底改变以往实验室小而全、重复建设、资源不能共享、实验设备落后状况，“按两个层次构建全校本科实验大平台”的思路，先后经过三次大的优化重组，将原校、院(系)、教研室三级管理的168个实验室调整合并为校院二级管理的23个实验中心，形成了“规模化、平台式”的实验中心建设模式，实现了实验资源的优化配置，共用共享，节约了大量的建设经费。如:将原电气工程学院、物理学院、计算机与信息学院相关的电子电工类实验全部整合到“电气工程实验中心”教学平台，面向全校理工科相关专业;将农学、园艺、植保、林学等所有相关专业的实验室全部整合到“植物科学实验中心”教学平台，建设大农学实验平台;对学校的8个文科系，考虑到这些系的实验室其硬件设备主要是计算机，不同的只是各系使用的软件不同，将这些系的实验室整合为“经济与管理实验中心”，提高了档次，节约了资金。再如新闻传播学院、机械学院工业设计、土木学院建筑学、城市规划、轻工学院工业包装与装潢、林学院园林设计、农学院园艺设计专业都需要摄影器材和音像实验室，为此，我们重点装备了“传媒实验教学中心”，确保其上档次、上水平，满足了全校相关专业的需求。

(2)加强实验中心信息平台建设，完善实验资源管理。目前学校的每个实验教学中心都建有中心网页，都有专用服务器。经过多次改版后，各个“实验教学中心”网页的页面更美观，内容更丰富。中心网页共享程度高、软件种类多、功能强大:安装了多种实验所需的虚拟仿真软件，上传下载非常方便快捷;安装了先进的实验教学管理软件系统，具备发布新闻、预约实验、管理学生的账号、资料、成绩、提供实验报告上传、批改、在线教辅等功能;安装了先进的仪器设备管理软件，具备查询仪器设备功能和使用情况等多项自动化管理功能。

2.2.2 搭建大型仪器设备共享平台，开放实验室和大型仪器设备

建立并完善大型仪器设备共享平台，是提高仪器设备的利用率和使用效益的有效途径。如何加强大型仪器设备的管理，并充分发挥这些优质资源的作用，更好地为教学科研服务，提高使用效益，成为学校仪器设备管理工作中的重要课题。从学校发展的角度看，这不仅是一个投资效益问题，更是一个关系到如何有效支持科技创新和培养创新人才的关键。为了最大限度地发挥大型仪器设备的作用和使用效益，广西大学采取以下措施:

(1)分级建立设备共享平台。根据学校的实际情况，确定不同的开放范围，分级建立大型仪器共享平台:集中各学科可共享设备建立校级共享平台;集中一级学科及相近学科可共享设备建立学科共享平台，如农学、林学、动物学、生命学平台;建立和完善学校设备共享管理和运行机制，使部分以单学科或某研究方向为主的设备也实行校内外共享。

(2)采用有偿服务模式，严格收费管理。大型仪器设备加入共享平台后，增加了实验人员的工作量和设备运行成本。因此，必须采取有偿服务模式，才能保证共享设备得到及时的维护和维修，实现“以机养机”的目的;并利用经济杠杆，调动机组人员的积极性，促进共享资源的可持续发展。

(3)建立大型仪器设备开放共享基金。大型仪器设备开放共享基金作为设备共享平台的经济支撑，有助于共享平台的高效运转。加入设备共享平台的部门，可得到大型仪器设备开放共享基金的支持。学校由专门的仪器设备管理领导小组，负责筹集此基金，编制年度基金预算，并根据各院系的大型仪器设备使用效益考核结果，核发共享基金，同时对优秀机组进行奖励。共享基金用于设备的配件购置、仪器维修、更新改造及其在提供开放服务时所需的耗材费等，使仪器设备得以可持续运行。同时可提取开放测试费收入总额的一定比例，作为专职操作、管理人员的劳务酬金。

(4)建立科学的开放共享效益评价和激励机制。效益评价和激励机制是加强宏观管理一个手段，是提高大型仪器设备使用效益的制度保障。学校大型仪器设备管理委员会对大型仪器设备实行统一管理，利用成本核算、效益分配等经济手段，有效引导设备的主动共享。每年定期对大型共享仪器设备使用情况进行考核，按照大型仪器设备使用记录、实际开放运行机时、完成工作的质量、其他部门对共享服务的评价等项目，逐项考查、公平评判。考核结果需进行公示和存档，作为日后同类设备购置论证的重要依据;同时建立相应的奖惩制度，对开放共享管理好、仪器使用效益高的部门予以奖励。

(5)加强大型仪器的功能开发及维修。对大型仪器开发、维修有贡献者，及时给予物质和精神奖励，调动技术人员钻研业务、提高水平的积极性，从而有效提高设备的完好率，促进共享平台的健康发展。

(6)建立严格的大型仪器操作培训与使用管理制度。将共享平台作为人才培养的重要基地，有计划地对相关教师、研究生和高年级本科生进行操作培训，使其不仅掌握大型仪器设备的相关知识，更能提高设备操作技能，提升综合素质和就业竞争力。

(7)建立大型仪器设备综合服务平台。满足大型仪器设备运行所需的各种条件。学校建设超纯水供应站、纯气体供应站和氮液供应站，为实验室提供超纯水、超纯气体和液氮，满足大型精密仪器设备运行所需的各种条件，充分发挥这些大型精密仪器在高水平科学研究中的重要作用。

(8)加强信息化、网络化管理，提高共享服务质量。针对大型仪器大多分散安装在学校各部门的现状，采用信息化技术，完善“大型仪器设备共享网络管理平台”，采用网络化管理方法，有效提高大型设备共享服务的水平。

2.3 设立培训基金项目

广西大学以培养大学生的实验技能和创新能力为目标，设立培训基金项目，鼓励和支持本科生早进课题、早进实验室、早进团队，在导师指导下强化实验技能，参与科学研究或工程设计，增强本科生创新、实践、创业、就业等能力，提高人才培养质量［15-16］。

2.3.1 做法

本科新生入校后，先进行两年的基础课程学习，本科前两年实行班主任制;自本科第五学期开始至大学毕业实行项目导师负责制，学校为此设立了大学生实验技能和创新能力培训基金项目。课题资助总数:学校全日制本科大二学生总人数的10%，每个课题要求3名学生参加，直接受益学生将达到30%。课题资助强度:理工农类，5 000元/项;文经管法类，3 000元/项。申报对象:学校全日制本科大二学生。研究年限:本科第五学期开始至学生完成毕业论文为止。

(1)实施办法。遵循“双向选择、自主实验、重在过程，兼顾成果”的原则，按照“自由申请、专家评审、择优资助、规范管理”的程序公平立项。

①双向选择，确定师生关系。学校每年春季学期下达课题申报通知，导师确定申报课题，包括研究方向、课题内容和所需学生的具体要求等，并在学院网页上公布，然后由大二学生根据个人志愿、兴趣爱好、特长和专业基础选择导师。通过师生双向选择，院系调配，确定本科生导师。原则上每位导师指导学生申报一个课题，每个课题参与的学生人数为3人。

②课题评审和遴选。确定导师和课题后，在导师指导下，由学生查阅文献资料，撰写课题申报书，并将课题申报书交学院，学院组织专家对申报课题进行初审和排序后交到教务处和实验设备处。经教务处和实验设备处审查并公示无异议后，公布立项课题。

③实验技能和科技创新能力训练。从第五学期开始，导师与学生间建立定期联系的制度，指导学生开展实验和课题研究。课题研究期限2年，直至完成本科毕业论文或毕业设计。原则上，课题研究内容应作为本科生毕业论文(设计)的主要部分，而且，要求参加课题的每个学生的毕业论文(设计)题目不同。

(2)课题评审。

①各学院根据学校分配课题指标和老师课题申报数量进行初审和排序，并按1:1.2比例上报校教务处和实验设备处。

②教务处和实验设备处组织专家委员会对各学院上报课题进行审查，确定拟立项课题。

③对拟立项课题进行公示，公示期内无异议后，由教务处和实验设备处下达立项通告。

(3)课题考核。

①鼓励大学生早出研究成果，发表学术论文或申请专利，并积极参加学科竞赛活动。成果形式:正式发表的研究论文;申请并公开的发明专利或实用新型专利;报刊、杂志发表的作品;毕业论文。

②课题考核分中期考核和结题考核。考核前须提交课题实施情况汇报材料，包括实验(研究)内容、实验技能提高(使用过哪些大型仪器设备及测试内容、对仪器性能熟悉情况)、取得的研究结果、老师指导情况、学生进实验室做实验的出勤情况及体会、经费使用等，汇报材料须有导师评语。如中期考核不合格，或检查过程中发现课题无进展、弄虚作假、违反课题管理规定等，课题将被终止，并收回剩余课题经费。

中期考核时间安排在第七学期第9～11周进行，考核内容包括:课题进展情况、学生从事课题研究时间、阶段研究成果等。教师工作量、学生创新实践学分与考核结果挂钩。

学生完成毕业论文(毕业设计)后进行结题考核，通过考核后，教师指导毕业论文(毕业设计)的教学工作量和学生获得的学分按教务处有关毕业论文(毕业设计)教学工作量和学生获得学分计算办法执行。

考核结果分优秀、合格、基本合格、不合格四个等级，优秀等级比例≤30%。课题结题时，至少应提交通过答辩的本科生毕业论文(1人1题)方可视为合格。

(4)奖励措施。

①课题完成后，教务处和实验设备处组织专家对课题进行结题评审，对优秀结题者(教师、学生)发给荣誉证书。

②教师工作量或学生取得的创新实践学分分别按中期考核和结题(毕业论文(毕业设计))考核两个阶段计算，并与考核结果挂钩。

2.3.2 特色

广西大学设立大学生实验技能和科技创新能力培训基金项目，实行项目导师制，具有以下鲜明的特色:

(1)思想教育与专业教育相结合。以专业骨干教师为主体的导师队伍具有扎实的专业知识，较强的科研能力，丰富的人生经历，成熟理性的判断能力，能够从专业教育入手，可将学生的思想教育与专业教育有机结合起来，将学生的专业学习与未来发展结合起来，将个性化的成才目标与社会对人才的要求结合起来。

(2)以个性化教育为基本手段。相对于专职政治辅导员，导师的数量多所带的学生较少，这使得导师可以对学生进行经常性的指导和帮助。导师与学生间建立了定期交流联系的制度后，可根据不同学生的特点有针对性地开展工作，通过个别谈心、小组活动等灵活多样的形式对学生进行具体指导，深入细致地了解学生的思想动态，了解学生的困难、愿望，引导学生根据自己的实际情况确定奋斗的目标。

(3)以专业教育为重点。导师的教育重点是指导大学生的专业学习和研究，特别是在学习方法、研究方法上的指导;对学生的思想教育，也是从专业教育入手，以专业教育为依托的。政治辅导员的主要工作是指导学生的政治理论学习、加强对学生的时事政策教育和学生党建活动等。

(4)加强对学生在大学关键阶段的指导。大三和大四是学生学习专业知识和提高创新能力的关键时期，同时也面临着如何处理好学习、生活与参加社会活动等方面的关系。在临近毕业阶段，考研、找工作、毕业论文(设计)等是学生面临的实际问题，导师对学生的指导更有针对性，学生与导师之间的联系更加紧密，导师的工作效率更高，指导效果更好。

3 结语

广西大学在更新教育理念，建立以能力培养为核心的多元化开放式的实践教学体系，搭建高水平的实验平台等方面做了有益的探索，最近又设立了大学生实验技能和科技创新能力培训基金项目，鼓励和支持本科生早进课题、早进实验室、早进团队，在导师指导下强化实验技能，参与科学研究或工程设计。这些措施在培养创新人才方面的作用明显。我们希望通过扎实而有效的工作，培养和造就一大批具有创新思维、创新意识、创新精神和创新能力的高素质的人才。

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