面向创新人才培养的实验教学内涵式发展策略

余建潮， 叶秉良

(浙江理工大学 a.实验室与设备管理处；b.研究生部，浙江 杭州 310018)

0 引 言

随着社会经济模式的转型和企业用人效益最大化的转变，这给高校人才培养提出了更高的要求[1]。党的十八大报告指出“推动高等教育内涵式发展”，高等教育内涵式发展的核心是提升创新人才培养质量。实验教学作为高等教育的重要组成部分，是培养创新人才的重要手段，在学生创新精神和创新能力培养等方面具有不可替代的作用[2]。因此，深化实验教学内涵式发展，对于提高高等教育质量、促进创新人才培养和建设创新型国家都具有重要意义。

1 创新人才培养呼唤实验教学内涵式发展

所谓创新人才就是在掌握理论知识的基础上，具有创新精神和创新能力，并能取得创新成果的人才[3]。创新人才应该具有以下几个特征：① 有较强的自我学习与探索新知识的能力；② 有坚韧的精神意志和独特的思维方式；③ 有完备的知识结构，能精通学科专业，了解相关交叉学科知识并能掌握前沿动态和发展趋势；④ 有适宜的品质要素和积极的人生价值，能够与他人合作或共处；⑤ 有健康的体魄和擅长科学的实践方式。总的来讲，创新人才侧重是从事一定学术研究性工作的实际操作者。他们能够运用一定的学科知识和专业知识，创造新技术或者进行创造性的社会化操作与应用，将抽象的理论符号转换成具体的操作构思或产品构型，将新知识创造性地应用于实践[4]。

实验能推动理论的发展，理论渗透实验之中，脱离实验谈理论，将难以理解理论知识，更谈不上理论创新。创新精神和创新能力培养只有在实验教学中才能实现，实验教学正是培养创新精神和创新能力的课堂，这是由于创新精神和创新能力形成的这种特殊过程与径迹决定的[5]。首先，学生借助一定实验手段认识实验对象，对各种现象进行深入细致的观察，训练和提高学生对现象的观察能力；然后，记录实验现象，根据现象分析实验结果，得出实验结论，训练和提高学生进行科学总结、找出规律并上升理论的能力；观察-测量-整理-总结不断循环反复的过程就是对科学认识不断螺旋式上升的过程，每一个步骤都充满着创新精神，都在对学生进行着创新能力的培养与锻炼，整个实验教学过程能培养学生严谨的科学态度，提高学生的科学研究素质。

实验教学内涵式发展是在强调实验教学条件得到发展的同时切实把重点放在提高实验教学质量上，通过软实力的内在提升，完善实验教学管理和运行机制，从而推动人才培养质量的发展。实验教学服务于创新人才培养需要实验教学设备、实验教学场地和实验教师队伍等实验教学资源条件作保障，要发挥这些资源条件的效益就需要加强高校软实力，以形成合力共同致力于提供创新人才特质培育的环境氛围，从而实现对创新人才的有效培养。可见只有通过科学的思想和策略实现实验教学内涵式发展，才能在实验教学规模、质量和效益之间实现均衡，充分挖掘内在潜力，实现资源合理有效利用，保证人才培养质量稳步发展，可以说，实验教学内涵式发展是一种可持续的发展观在实验教学中的具体体现[6-8]。

2 实验教学内涵式发展的总体思路

近年来，高校依托国家和地方各类重点项目，扩大实验教学场地，购置实验教学设备，使得实验教学环境能够达到国内外一流水平。然而要认识到数量增长、规模扩大依赖于实验教学资源的投入，这属于实验教学外延式发展，它不能直接导致人才培养质量的提高[9]。实验教学外延式发展与内涵式发展并非相互对立，内涵式发展并不意味着数量规模增长的停滞，而是要实现以质量保证为前提的扩张，其实质就是反对把数量规模扩张作为主要目标，数量规模扩张往往需要空间和人员的保障，显然数量规模盲目扩张并非带来效益最大化，甚至制约着人才培养质量。

冷静审视我国高校的实验教学现状，不难发现推进实验教学内涵式发展还需解决诸多问题。实验教学主要重视实验硬件的整合，尤其是相续建立实验教学中心后，在实验用房、实验设备的整合方面取得很大成效，基本满足教育规模扩张对实验硬件的要求，而在实验师资队伍建设和时间资源开放机制等方面整合不够；教学和科研失衡，实验内容缺少前沿最新科研成果的及时补充；固化实验教学模式束缚学生个性化培养；缺少全面评价实验成绩和创新实验教学激励机制，压抑了学生学习的主动性和创造性；学生创新能力和就业能力与企业需求存在较大差距，实验教学方法与企业实际联合度不够。这些都制约实验教学效益的提高，造成学生在整个实验过程中仅是被动参与，而不是主动思考的现象，在某种程度上束缚学生创新思维和创新能力[10-11]。

要妥善解决实验教学中存在的问题，必须深化实验教学内涵建设，建立把创新能力培养贯穿于全部实验教学过程之中，在所有基础性实验中都设置设计性实验，在综合性设计实验中设置创新实验，舍弃了主要靠创新性实验进行创新能力培养的做法，使创新教育四年不断线的“以创新为导向，以实验为主线”全过程创新理念。从资源集成化、教研协同化、模式多元化、激励一体化、校企联合化“五位一体”着力加强实验教学内涵建设，即通过资源集成化促进实验教师整合，加大学科专业交叉，共享优质资源；教研协同化推行创新实验训练和培养兴趣方式，打通教学科研资源壁垒，促进科研支持实验教学，把科研成果转化为实验教学内容，将科研方法融入实验教学内容，加强教学科研紧密结合；模式多元化推行分层次实验教学模式和开放式实验教学模式，创新实验教学体系，以适合个性化培养需求；激励一体化推行全面评价实验课程成绩和创新学分设置方式，创新第一课题和第二课堂建设；校企联合化推行学校和企业共建实验教学基地，架构学校与企业沟通桥梁，联合培养创新人才。通过以上五个方面紧密围绕学生创新精神和创新能力培养，共同推进实验教学内涵式发展，优化创新人才成长环境。

3 推进实验教学内涵式发展的策略

3.1 资源集成化

(1) 整合实验教学优质资源。实验教学优质资源包括设备、场地、实验课程等物力资源，实验教师、学生等人力资源和开放运行的时间资源[12]。整合这些资源，可以发挥资源优势，提高资源使用效益。首先，建成仪器设备和网络资源公共平台。由公共平台统一建设和管理，打通实验场地和仪器设备资源壁垒，增加虚拟环境和虚拟实验，充分利用虚拟仪器技术，全真模拟仪器设备的各项功能和操作过程，实现实验过程可逆性，提高学生的深度理解能力。

(2) 促进实验教师融合，优化师资结构。实验教师是实验教学优质资源的核心，肩负着实施实验教学的重要职责，对整个实验教学质量起着决定性作用。在稳定现有队伍的基础上，采用实验教学与理论教学互通、实验教学与科研相结合、专职与兼职并重的师资队伍构建模式，组建有实验教师、理论课教师、科研人员组成的实验教学团队，进行第一线的实验教学。实验教学团队成员针对不同专业学生的培养需求，编写修改实验教学讲义，制定相应的实验教学改革方案，推进创新实验课程的开设。以“外引内培”为手段，加大引进和接收实验教师的力度，不断优化实验教师队伍的年龄和知识结构，增进实验教师交流，加大学科专业交叉，将不同专业知识充分融合，共享优质资源。

(3) 建立实验资源在时间、空间、内容“三维”开放机制。搭建学校-学院两级实验教学资源共享平台，加大对实验教学仪器设备、场地、教学课件等物力资源的全方位开放力度。学生可以对实验课中未完成的实验，或者还想重新做的实验，或者根据自身兴趣选择的实验，提出申请，通过网上预约实验项目的形式，在预约时间段内自由进出实验室，自主操作仪器设备。实验教学资源共享平台会自动记录实验使用时间和操作情况，视频监控系统帮助实现实验教学全程化管理，从技术上提高安全管理水平。实验教学预约开放，使公共资源得到公正、透明、合理配置，使学生的创新实验进行得到了充分保障。实验教学优质资源整合为学生自主学习、自主实验和创新活动创造条件，使学生在实验室中体会到研究的快乐，在实验过程中体会到创新能力和实践能力的提高。

3.2 教研协同化

深化教学科研协同，科研反哺实验教学。教学科研协同有利于激励学生创造性，让学生感受鲜活的研究过程，是实验教学内涵式发展主旋律[13]。学校充分利用科研资源，完善科学研究带动实验教学、实验教学推动科研工作，为培养拔尖创新人才创造更好的环境，让全体学生从中受益。

(1) 依托强势学科与科研，加强创新实验训练。以高水平的科研促进实验教学内容、手段和方法的改革与更新，及时将最新的科研成果经过凝练、整理、补充进基础性、综合性、创新性实验教学环节中，转化为实验教学内容，开阔学生的视野，让学生更深刻地了解专业知识，激发学生的学习兴趣，从实验中强化吸收所学的知识。在大型创新实验教学中，安排一批高水平的学科带头人以授课或举办讲座、指导科学研究活动等多种方式，直接参与学生的实验教学，使全部学生都有直接受到高水平科研人员指导实验的机会。

(2) 培养兴趣爱好，全面促进创新实验。将学校科研实验室面向学生开放，进一步支持学生参与科研活动，使创新教育四年不断线：鼓励一、二年级学生参加课外科技和创新实验活动，培养学生对科学研究的兴趣，提高学生实验和创新能力，让三、四年级的学生在创新实验中，根据自己的兴趣和爱好早定课题，同时鼓励各专业教授结合自身科研工作，提出一定量的适合本科生的科研题目或者学生根据自己的兴趣、特长与能力提出自选题目，通过双向选择，将一部分学生吸收到导师的实验室或课题组参与科学研究活动，鼓励学生出高水平研究成果，争取获得各级大学生创新性实验项目支持；鼓励全体学生早进实验室、早进科研团队进行科研训练，从而培养学生对科研的兴趣，提高科技创新能力。

3.3 模式多元化

推行多元化实验教学模式，注重学生个性化培养。个性化教育是现今实验教学改革的主流，根据社会对大学生的要求及学生个性发展需求，积极推行分层次和开放式的实验教学，满足不同专业、不同学生的个性需求[14]。

在分层次实验教学中具体采取基础创新实验-综合性设计实验-创新性实验三种方式。在基础创新实验中，主要采取跨学科专业教师合作组合方式。在一个教学主题内容下进行实验教学整体规划，有效地进行实验内容的穿插，如在实验教学中艺术设计教师与工程工艺教师合作进行，以行业内容为依据，通过教师的密切合作将与该模块专业课程有关联的跨学科内容有机地结合进来。这种新的实验教学方式会加速学生能力培养，提高学生的综合应用能力。在综合性设计实验中，采取多课程一体化教学。将以往分别独立的策划、设计、制作、后期四个阶段的实验课程，整合在一个模块中，由多位教师联合教学，实行团队项目化教学，学生分组做项目，提高学生的整体协作实施能力。在创新性实验中，主要采取企业专家和学校教师协作组合。邀请企业高级职称以上的技术人员和高级管理人员参与课程教学，向学生传达企业和市场对技术人员的能力需求，传输实际的工作经验，让学生了解行业特点和社会对自身能力要求，加强与产业的纽带关系，并将这种关系贯穿于具体课程中。

在分层次实验教学模式的基础上，进一步深化以学生为中心的开放式实验教学模式，推行两种形式：第一种是“必修实验+选修实验”实验模式。保留学科基础实验作为必修实验，增加学科前沿的创新性实验作为选修实验，选修实验主要是面向学有余力的学生，不列入考核内容，从而减轻学生考试压力，激发学生实验热情，拓展学生实验知识和技能。第二种是“基础实验+特色实验”实验模式。基础实验是实验课程体系中的实验。特色实验可以是学生课外科技活动，可以是项目创新实验，也可以是大型仪器设备培训。学生在特色实验中有更大的自由度，可以凭兴趣带着题目找导师，也可以根据导师设立的题目自由选择。特色实验会让学生对学科前沿的科学技术、先进的测试方法非常热爱，能发掘学生的潜质，激发学生的创新思维和能力。

3.4 激励一体化

紧密结合学生发展需求，创新实验教学激励机制。有效运用激励机制是提升实验教学内涵式发展质量的基本手段，能不断引导和强化学生学习的积极性和主动性[15]。从学生发展需求为切入点，通过全面评价实验课程成绩和创新学分设置等激励方式，夯实第一课堂，力拓第二课题，帮助学生挖掘自身潜能, 努力提高创新能力。

在第一课堂，实验教学采用了“过程评定+结果评定”的方式全面评价学生实验课程成绩，过程评价是在实验教学的过程中，对学生实验方案设计、实验操作过程和实验报告等表现进行评价，实验教学资源共享平台能采集平时实验的各项信息，还对每次实验教学都进行全程录像，随机抽样作评议。结果评价是在实验课程学习结束时，通过笔试、实验操作或者实验作品来对整个实验内容进行综合评价。这种考核方式能较全面地反映学生的实验过程与学习结果，促进学生参与实验教学的积极性和创新实验能力。

在第二课题，学校将创新实践活动纳入课程体系，建立创新学分认定的标准，在教学计划中规定学生要完成创新学分，超出教学计划规定的学分可以替代课程设计、实习、社会实践等实践环节，对有创新意识并在实践中取得突出成绩的学生给予相应的奖励。在创新实验经费方面，学校要加大投入，对学生获准立项的创新项目可以获得基金资助。优秀学生还被推荐参加各类学科竞赛，比如“新苗计划”、“挑战杯”等高水平实验教学活动，学生作品成果可被推荐发表论文、申请专利和著作权。通过对学生成果进行展示的方式，搭建学校和企业的桥梁，让学生更好了解社会，了解国内外的技术发展方向和未来企业对技术人才的能力预期，还为学生提供更多就业机会。

3.5 校企联合化

紧密结合社会发展需求,推进学校和企业联合培养。实验教学与企业实践相结合是学生运用所学理论知识认识社会、服务社会、有效提高学生创新实践能力的重要途径[16]。通过校企联合，学校开辟更多实践教学基地，促进学校与企业互补，进一步发挥企业在创新人才培养中的作用。学校充分发挥企业优势，与企业一起制订人才培养方案，配备企业导师队伍，通过采用企业和学校同时配备指导教师的双导师制，共同制订培养目标及建设课程体系和教学内容，优化与企业共同办学的实验课程体系与教学模式，组织相关企业高级职称以上的技术人员和高级管理人员开设企业课程、指导学生的专业实验、实习实训、毕业设计等。

学生根据自己掌握的专业技能，以企业项目为依据提出项目开发和设计的新思路，并选择相应的专业方向和课程来完成，然后到企业实践中去检验。针对学生已完成的实验项目，邀请企业专业人员直接参与作品评价，并与学生进行交流。一方面让企业了解学生和他们的作品，让学生的作品有机会被企业认同；另一方面让实验教学变得更具实效性，最大限度激发学生的内在推动力，这种实践模式是对实验教学的强化和补充，促进理论知识与企业实践无缝对接，提高学生创新实践能力。

4 结 语

培养高素质创新人才，实验教学内涵式发展至关重要。在“以创新为导向，以实验为主线”的理念引领下，高校积极开展实验教学内涵式建设，以期通过各项举措创新，促进高校对实验教学及其内涵再认识和再深化，切实提高创新人才培养质量，进而增强学校为社会服务的贡献度。

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