以实践创新能力培养为核心 全面推进实验室面向本科生开放

韩响玲，金一粟，穆克朗，胡小龙，张居华

（中南大学本科生院，湖南长沙 410083）

实验室是现代大学的核心竞争力、学校办学水平和办学特色的重要标志［1］。教育部在《全面提高高等教育质量的若干意见》［2］以及《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》［3］中，明确提出要进一步强化实践教学环节，“加强实验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设”。而要提升实验室建设水平，实现资源的合理配置和高效共享，则必须实行实验室的开放。实验室开放是一项复杂的系统工程，牵涉到实验教学环节的各个层面，要实现真正意义上的开放，面临许多困难［4］。国内许多高校都开展了实验室开放的改革和实践探索，实验室的开放已经成为目前我国高校实验室建设和发展的核心内容［5－8］。

中南大学在本科教学实验室的建设与开放运行管理中，对传统学科壁垒严重的实验室建设模式以及条块分割的管理运行模式进行深入剖析，积极探索一条适合拔尖创新人才培养的实验室建设与开放的道路。“十一五”期间，学校以“提高教育教学质量，培养拔尖创新人才”为核心，加大改革创新力度，着力于实验室的科学性、开放性、层次性和可持续性建设，并以实验教学示范中心建设为契机，加大资源共享和开放程度，打造了一批层次清晰、特色明显的实践平台。“十二五”伊始，学校进一步将大学生创新教育、卓越计划等内容融入实验室建设与实验教学，注重学科交叉、科教结合、产教结合，强调学生自主学习能力和实践创新能力的培养，提出实验室逐步实现24h开放和科研实验室面向本科生开放的要求，为学生科学研究、工程训练以及个性发展创造先进优质的硬环境和开放先进的软环境，为我校开放创新实践平台的建设翻开了崭新的一页。

1 以建设共享平台为目标，搭建开放创新的实验教学支撑体系

我校高度重视实验室的开放工作，鼓励学生充分利用课余时间进入实验室进行科学探索和实践训练。围绕学生实践创新能力的培养，提出“一个目标，两条主线，三层开放”的实验室建设思路，即“以优质高效的共享平台建设为目标，硬件建设和软环境建设协调发展，全面实现实验室的三层开放”，系统构建开放创新的实验教学支撑体系，为学生自主学习和创新训练提供自由、开放、先进的实验环境。

1.1 整合资源，按四级平台建设实验室硬件条件

实验室资源是实验室开放的基础，它决定了实验室能否开放以及开放的质量、范围［9］。学校成立了实验室工作领导小组和工作小组，负责实验室的统一规划和统一调配。“十一五”期间，以国家级实验教学示范中心建设为契机，加大资源整合力度，避免低层次重复建设，由三校合并初期的200多个实验室逐渐整合至2012 年的42 个。为了进一步推动资源的开放共享，学校推出了平台建设思路，按照公共基础、学科大类、专业创新和校企共建实践教学等4类平台进行实验室硬件条件建设，满足本科人才培养过程中不同层次的实践教学需求。

公共基础平台着重于基础理论和基本技能的训练，是创新能力和实践能力培养的基础［10］。作为研究型综合大学，学校充分利用自身学科门类齐全、实力雄厚的优势，打破专业和学科壁垒，进一步整合优化公共基础实验资源。依托现有的机械基础教学实验中心、工业训练中心、电工电子教学实验中心、物理教学实验中心、化学教学实验中心、数学教学实验中心、机能学实验中心、形态学实验中心和细胞分子生物学实验中心9个公共基础实验中心，搭建一批大学生创新训练基地，为学生开展创新性实验、学科竞赛和自主学习等提供了条件保障，同时也为本科生早期参与科研提供了条件，受益面覆盖全校3万余名本科生。2010年以来，基于公共基础实践教学平台，共改善46门实验、实践课程的教学条件，按计划开出实验项目295个，综合性、研究性、创新性实验占实验课程总数的比例达95%。

学科大类实践平台的建设思路是：人才培养与学科建设相结合，实现学科基础相近和交叉的实验室资源充分共享。“十二五”期间，学校为配合学科大类人才的培养，进一步提高资源利用率，开展了大类学科资源的整合，新增文科综合实践教学中心、信息与控制综合基础实验教学中心、理工文医结合高级医学人才培养实践中心和基础与临床融通的转化医学实验教学中心等4个跨学科实验教学平台，为实现学科的交叉融合、拓展学生综合能力提供支撑条件。例如，作为文科综合实践教学平台模块之一的行为科学实验中心，面向全校招标实验课程和实验项目，通过实验教学揭示和演绎人文社会经济活动中人的心理与行为规律。

专业平台的建设以行业需求为导向，鼓励学科、科研、教学实验室打通建设，充分利用学科和科研资源，提升本科生实验教学条件。促进科教结合，努力做到将研究型大学的科研实力转化为培养创新人才的“核动力”，鼓励学生参与科学研究，使学生学会探索研究新知识，加强学生科学思维、创新能力的培养。例如，资源加工与生物工程实验中心以矿物加工工程国家重点学科、生物冶金教育部重点实验室以及湖南省重点学科——钢铁冶金和生物工程、湖南省铁精矿直接还原工程中心等多学科平台为依托，每年面向全校矿物加工、钢铁冶金、无机非金属材料、生物工程4个专业、1 500余名学生开出实验课程33门，计划内和自拟等各类实验项目总数116项，实验总人时达12万个。近3年来，依托该工程实验中心，本科生参加科研实验119项，参加人次7 000多，课外参加科研时间48 000多人时。该中心还在校内建设了5个工业实验基地，并面向所有师生开放。在这些基地，本科生不但可以完成认识实习、课程设计、毕业论文的实验工作，同时低年级学生就可以参与教师承担的科研项目，参加小型试验、连续试验到扩大试验，熟悉了科研项目完成的全过程，得到了工程的实际训练。每年95%以上的本科生毕业论文与科研项目的内容和工程实际相关。

校企共建实践平台的建设重在发挥我校传统学科优势，加强与研究院、大型国企和海外大型企业全方位、多层次的交流与合作，共同参与工程人才培养。2009年我校在国内率先开办“创新型高级工程人才试验班”，强调工程实践教育，并于2010年与教育部“卓越工程师”教育计划顺利对接，确立了培养拔尖创新高级工程人才的培养目标。在此基础上，进一步深化校企合作，与企业共建18个国家级工程实践教育中心，以及14个“卓越工程师”实践教学平台，为学生工程实践训练、创新实践和教师工程能力培养提供校内外实践基地。2006年，我校和山河智能共建的校企联合培养基地成为湖南省首批大学生培养创新基地。基地为我校机械学科本科生、研究生提供开放实践条件，包括免费提供研究装置的试制、现场试验条件，创造与世界知名研究机构技术人员的学术交流机会等，使“科教兴产业、产业促科教”的宗旨落到实处。联合培养基地已累计培养博士研究生13人、硕士研究生95人，本科生200多人，本科生参与完成的发明专利“机电一体化挖掘机及控制方法”获得2010年中国专利优秀奖。

1.2 完善机制，营造可持续发展的实验室软环境

为了确保实验室开放工作的可持续发展，学校通过一系列制度建设、文化建设、队伍建设、信息化建设、安全环保建设等提供软环境保障。

（1）加强开放创新的实验室文化建设。通过学生问卷、校园网、报纸、电视等媒体向广大师生宣传实验室的开放以及学科竞赛、创新实验、自由探索等项目的开展和所取得的成果，营造良好的开放创新的文化氛围。通过创新实验室充分展示本科生创新成果，举办创新思维拓展相关的讲座，激发学生兴趣和自主学习的动力。

（2）加强实验队伍建设。学校选派享有较高学术声誉的教授、博士生导师担任实验教学中心主任，把握中心建设与改革的方向，将中心的建设与学科建设有机结合起来。学校专门设立实验室建设与开放研究专项基金和实验技术成果奖，支持实验室开放管理的理论和实践研究，激励广大教师和实验室技术人员参与开放实验项目的研发与指导、参与自制仪器设备和高端仪器设备的功能开发，支持实验技术人员的定期培训，激发实验队伍的创新热情，建设稳定、高素质的实验队伍。2011年，中南大学实验室建设和开放管理研究项目支持立项25项（资助经费约20万元）。实验技术成果奖评出获奖项目17项，其中一等奖4项。

（3）加强实验室信息化建设。逐步完善全校实验室开放管理信息平台，实现开放实验的网上预约。丰富的网络教学资源，包括实验课授课录像资源库、实验仪器预习系统、实验试题库、实验教学课件、演示实验视频等，使学生通过这些资源的使用实现网上预习、学习、模拟实验，拓展学习空间。通过远程监控和门禁系统加强安全管理，实现科学、高效管理。新建成的物理实验大楼还全面实行了门禁刷卡系统和视频监控系统，该系统和学校的校园卡系统信息相通，利用校园卡自动实现学生、教师的考勤功能。同时建立了实验台的智能电源管理系统，上课教师和实验技术人员可以通过网络控制每个实验台的电源开关。实验室管理的全面信息化提高了管理效率，规范和保障了实验教学有序进行。

（4）加强实验室安全环保建设。建立校级实验室安全题库，各学院根据实验室的具体情况对题库进行充实和规范使用，同时严格大型仪器的操作考核，建立健全实验室准入制度。加强实验室稀贵药品、危险品的使用和管理，加强安全教育，安全责任落实到人。完善实验室的三废处理程序，配备相关劳保用品和应急设施，确保实验室的安全环保。

（5）加强实验室开放的保障机制建设。与此同时，学校制定了推进实验室向本科生开放的若干规定，对实验室开放提出了明确的要求：教学类实验室在2013年年底前全部开放，科研类实验室（含国家重点实验室）分层次逐步向本科生开放，鼓励实验室在健全安全管理的基础上实现24h开放，并将实验室开放作为年度教学实验室建设立项的必要条件，将实验室开放效果作为重要的评估指标纳入实验室建设效益评估和二级学院绩效评估体系。从学校到学院均充分重视实验室的开放，将开放实效作为实验室建设的核心目标。2012年，学校设立实验室开放基金140余万元专门用于开放管理信息平台建设、开放工作量补贴、开放项目的研发和实验室开放所增加的运行成本等支出，激励实验室开放运行。另外，学校还通过贵重仪器设备开放共享基金、创新实验项目计划、自由探索项目等多个渠道支持教师、学生的开放实践活动。

1.3 拓展内涵，实现实验室的全面开放

在新一轮教学改革浪潮的推动下，我校结合高等教育对创新实践能力培养的需要，深入开展实验室开放工作，以全面开放为目标，从各个角度拓展和丰富实验室开放的内涵，通过坚持不懈的探索和实践，实现了实验室的“三层开放”，即理念开放、资源开放和机制开放。

（1）理念开放。首先，学校打破了实践教学依附于理论教学的观念，强调“创新性实践教育是创新人才成长的必由之路”，加强实践教学改革和条件建设；其次，改变传统教学模式中教师为主体的状态，充分发挥学生的学习主动性，强调“以学生为本”，为学生的个性化学习创造条件。在我校2008年版、2012年版人才培养方案的修订过程中，提出了以实践创新能力培养为核心的指导性意见，对增加实践环节比例、改革创新实践教学体系以及教学内容等提出了总体要求，强调了加强学生实践能力、创新意识和综合素质的培养。同时，倡导“把学习的自主权还给学生”，努力营造开放的学习环境，促进教学资源共享，实现学生自主学习能力培养和个性化培养。

（2）资源开放。在现代教育理念的指导下，结合人才培养方案的要求，我校制定了“中南大学本科教学实验室建设发展“十二五”规划（2011—2015 年）”，对开放教学环境提出了明确的建设目标。通过完善硬件条件建设，合理配置资源，要求科研实验室面向本科生开放，鼓励学院将学科、科研、教学实验条件打通建设，促进先进实验仪器设备等硬件资源的开放共享。鼓励科教结合、产教结合，实现科研成果和工程实践成果向实验教学内容的转化；完善网络信息平台建设，丰富网络教学资源，实现实验教学资源和实验项目等资源的开放。制定激励政策，调动实验技术人员和指导教师的积极性，促进教师科研和工程研究成果转化为实验教学资源，实现实验指导教师、实验技术人员等人力资源的开放。

（3）机制开放。实验室的开放运行是对传统实验室管理运行模式的改革，要求以培养对象的需求而不是以教育者的意愿为中心来组织实践活动，在资源使用效率、使用时间和空间上存在较大的不可预见性，对开放实验的组织管理提出了新的挑战。我校根据实验项目的性质、资源的容量等探索了多种开放运行模式：量大面广的基础实验通常采用相对集中的批量开放；对综合性较强的专题实验、课程设计等实现指定时间段的预约开放；教学计划外的学科竞赛、创新项目、科研实践活动等可通过预约实现全面开放，确保教学计划顺利进行的同时，提高实验资源的利用率。

实验室的开放增加了实验室工作人员的工作时间、实验指导工作量和管理难度，开放管理模式需要根据具体情况进行改革：完善实验室安全制度以及准入制度，加强安全教育，规范实验操作，安全管理责任到人；鼓励采用实验技术人员轮班、研究生助教以及学生自主管理等方式进行开放实验室的管理；合理计算开放工作量、核算开放实验耗材，并予以补贴，从制度、人员、经费等方面加强管理，确保实验室的安全有序运行。

2 以培养实践创新能力为核心，促进人才培养质量的整体提升

学校持续推进实验室的开放运行，对实验教学质量的提高和学生实践创新能力的培养起到了强有力的推动作用。

2.1 实验室的开放促进了创新教育与实践教育的融合

通过搭建创新实践平台，大力宣传实验室开放，学生可自由进入实验室开展学科竞赛、自由探索和创新性实验项目研究。仅2011年，各级实验教学平台支撑校级创新训练项目284项、省级创新训练项目31项、国家级创新训练项目57 项、自由探索计划项目104项，依托创新性实验计划项目，本科生以第一作者发表论文60余篇，参加国际、国内学术会议14人次。开放的实验室为学科竞赛提供了练兵场，2011年学校共组团参与学科竞赛51个，其中国际竞赛1个、国家竞赛20个。获国际级奖27人次、国家级奖568人次，参加培训和参赛学生超过万余人次。创新项目和学科竞赛带动了学生兴趣，吸引越来越多的学生走进实验室，开展学科竞赛、技能训练和创新性实验项目研究。近年来，学生郭彦蕊被中宣部树立为“全国大学生自主创业典型”，学生李海星被评为全国大学生自主创业先锋，并入选“2010中国大学生十大年度人物”。据目前统计，94.36%的用人单位认为我校学生创新能力好或较好，97.19%的用人单位认为学生业务水平好或较好。

2.2 实验室的开放促进了跨学科知识的交叉融合

学校实验室建设方案紧密结合本科人才培养方案，针对人才培养目标对学科交叉融合的需要进行资源的整合，促进学科实验教学平台建设和跨学科综合实验教学平台建设。比如，高级医学人才培养实践中心依托湘雅医学院，通过搭建临床基本技能训练、临床专科技能训练、临床综合技能训练、微创医学专项技能训练、人文社科训练、科学技术训练、医学教育信息化等7个平台，培养具有理工文医复合型知识的拔尖创新人才。

依托创新性实验项目和学科竞赛，鼓励不同专业背景学生自行结成团队，完成共同感兴趣的实践课题。在有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，不同专业背景的学生和教师可自主选择实验项目，该实验室成为交叉学科人才培养的基地。

依托化学工程创新设计实验平台，来自全校7个专业的150多名学生自由组队，参加“第六届全国大学生化工设计竞赛”，历时3个月，共同完成涉及到化工、土建、环境、安全、自动控制等多领域的化工厂初步设计，获得全国一等奖1项，二等奖1项，三等奖8项的好成绩。

2.3 实验室的开放促进了科研与教学的融合

鼓励教师将科研成果和先进技术应用于实验教学中，研究和开发新的实验项目，实现实验项目建设与科研项目成果的融合。资源加工实验中心根据“硫化矿电位调控浮选技术”国家科技进步一等奖成果，开设了“硫化矿电位调控浮选实验”；根据“铝资源高效利用与高性能铝材制备的理论与技术”国家科技进步一等奖，开设了“一水硬铝石铝土矿浮选脱硅”实验；“铁精矿复合粘结剂直接还原新工艺”、“基于微生物基因功能与群落结构分析的硫化矿生物浸出法”等国家技术发明奖二等奖成果，也转化为本科教学实验项目。科技成果的融入，使学生在平常的实验教学过程中就能及时了解科技前沿，激发了学生的科研积极性，创新训练落到了实处，教学活力明显提升。通过推行科研实验室面向本科生开放，实现包括国家重点实验室在内的所有科研实验平台都参与本科实践教学。如粉末冶金国家重点实验室直接参与本科教学，成为粉体材料类本科生创新实践能力培养的重要阵地；有色金属材料科学与工程教育部重点实验室面向全校师生全天开放，不同专业背景的学生和教师可在该实验室自主选择实验项目，成为交叉学科人才培养的基地。

通过实现创新教育、学科交叉和科研的融合，为学生的创新实践能力和综合素质的培养提供了练兵场。通过在实验室进行的科研训练和工程实践等活动，对学生的科学思维、创新思维、实践动手能力等起到了实质性的促进作用，尤其在团队合作完成的科技创新和学科竞赛等活动中，学生的责任感、团队协作能力、沟通表达能力等综合素质亦得到了锻炼，为培养学生“服务国家服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力”起到了不可替代的作用。

3 结束语

实验室开放的运行与管理是一项复杂的系统工程，需要在长期的实践与科学论证的基础上稳步开展。实验室的开放要做到在为创新人才、个性化人才培养提供充足条件的同时，还要实现实验室资源利用的最优化。如何使有限的资源发挥最大的办学效益，如何协调实验室硬件资源的全面开放和有限的人力资源之间的平衡，如何完善实验室开放运行的长效机制等问题，还需要在进一步的工作中不断探索和实践。

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［1］张彩红，虞春生，吴晓晨，等.创新是高校实验室可持续发展的根本出路［J］.实验室研究与探索，2011，30（3）：334－337.

［2］教育部.全面提高高等教育质量的若干意见［Z］.教高［2012］4号.

［3］教育部.关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见［Z］.教思政［2012］1号.

［4］邓劼.浅谈实验室开放长效机制的建设与完善［J］.教育研究，2011，18（7）：538－539.

［5］李美亚，周殿清，朱俊，等.物理实验教学示范中心教学改革［J］.实验技术与管理，2008，25（8）：312－314.

［6］顾秉林，王大中，汪劲松，等.创新性实践教育：基于高水平学科建设的创新人才培养之路［J］.清华大学教育研究，2010，31（1）：1－5.

［7］殷志明，徐永清.高校实验室开放工作的实践与探索［J］.实验技术与管理，2010，27（8）：188－189.

［8］杨威.实验室开放与管理［J］.实验技术与管理，2012，29（1）：186－188.

［9］詹福建，许可，张东方，等.整合资源，优化资源共享，促进实验室全面开放［J］.实验技术与管理，2011，28（11）：343－345.

［10］邹本国.加强教学内涵建设，提高学生工程实践能力［J］.河北师范大学学报：教育科学版，2008，10（12）：116－118.