新工科背景下省级实验教学示范中心的重点建设实践

程凤梅， 李海东， 易洪雷

（嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴314001）

0 引 言

高校实验室是科学技术创新的重要场所，也是创新型人才培养的重要阵地。省级实验教学示范中心是高校开展实验教学的重要场所，也是实验室开放、实验教学共享的平台。建设省级实验教学示范中心是深化实验教学改革，培养创新性人才的有利举措［1］。教育部早在2005 年就正式发布《关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》（教高［2005］8号文件）［2］，此后围绕实验教学体系、内容、手段、队伍以及运行管理机制等方面，一大批高校实验教学示范中心努力改革创新，并取得了明显成效［3-8］。而未来新兴产业和新经济的人才需求必然是高素质复合型新工科人才，他们应当具备较强的实践能力、创新能力和国际竞争力等素质［9］。所以教育部在2016 年又提出了“新工科”建设构想，随后的“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等纲领性文件先后出台，新工科建设的雏形初现［10］。“新工科”的提出又为高等工程教育的改革探索提供了一个全新视角和“中国方案”［11-12］。毫无疑问高校是新工科建设的责任主体。嘉兴学院是一所综合性大学，材料与轻纺工程实验中心为浙江省实验教学示范中心，是嘉兴学院12 个校级实验中心之一，主要服务于材料与纺织工程学院及南湖学院的纺织工程、高分子材料与工程、非织造材料与工程和轻化工程4 个专业的师生。共开出实验实训课程61 门，开设实验项目185 个，其中设计性、验证性、综合性实验115 项，占比约为65%，每年约完成10 万人时数的实验教学任务。中心实验室不仅承担多门课程的实验教学任务和课程设计，还承担大学生科技创新项目、学科竞赛、毕业设计等。实验中心2011 年入选浙江省实验教学示范中心建设，2014 年通过了验收。2016 年又被列为浙江省“十二五”实验教学示范中心重点建设。在省级实验教学示范中心重点建设中融入新工科思想，实验中心在实验室开放和管理体系上展开了积极改革和探索，夯实中心育人理念：能力为本，知行合一；因材施教，务实创新；健全制度，资源共享；分级管理，全面开放；协同育人，走向卓越。

1 开放运行与管理体系改革

实验室的运行机制、管理模式对于提升实验室的整体水平有着极其重要的作用［13］。实验中心前身是嘉兴高等专科学校纺织服装系专业实验室，始建于1985 年，2009 年被评为浙江省本科院校合格教学实验室。2010 年学校按照学科与功能需要，将原来分散在多个二级学院的仪器设备进行集中、优化，组建成立了材料与轻纺工程实验中心，如今已经发展成集教学与学科实验室为一体的综合性实验中心。在新工科人才培养中实验室的建设和应用起到关键作用，也是工科专业发展的支柱。因此，应用型院校工科专业都希望通过实验室进行重新规划、更新和升级打造全新的新工科模式实验室，以达到促进新工科人才培养［9］。实验中心为促进实验室的资源整合与共享［14］从2016 年9 月开始实施了改革措施，首先对二级实验室进行了调整，如图1 所示。依据设备功能，打破专业壁垒，提倡资源共享，最大化地提高设备的利用率。如“工程实践实验室”集各专业的大型生产、制造设备服务于各个专业；测试平台集中心各专业实验室的结构表征与性能测试贵重仪器服务于各个专业；促进专业的交叉融合，提高创新意识。在后续的实验室建设中又对实验室进行了设备更新和升级，工程实践实验室的先进制造设备，测试平台的大型精密测试仪器，CAD 机房及虚拟实验室，新增资产1 468 万元。通过新工科模式的实验室为学生营造一个良好的创新环境、提高学生的自主创新意识、为学生参加各种科技大赛提供保障［9］。

图1 实验中心实验实践教学平台图

中心实验室从事教学实验、毕业论文（设计）、科研训练（国家级、省级及校级大学生创新项目）、学科竞赛、硕士论文（联合培养硕士生）等实践活动，大型设备（单价20 万元及以上）还要对外开放，整个中心实验室处于高负荷运转状态，如何合理地利用现有实验室，实现实验中心的教学和开放顺利运行呢？实验中心通过设立省级实验教学示范中心建设和运行管理委员会、鼓励专任教师做实验室管理员的临时替补、聘用系主要负责人兼任二级实验室主任主管校外实习基地及产学研合作实验室、设立大学生勤工助学岗辅助管理实验室等措施，完善了“省级实验教学示范中心建设和运行管理委员会-实验中心主任-二级实验室主任-实验管理员-学生助管”的管理体系，如图2 所示。明确了各自的权、责、利，进一步理顺了实验中心与相关教学系之间的关系。使实验中心的教学工作开展及开放运行得以顺畅。

图2 实验中心管理体系

2 深化教学改革，协同育人

建有较完备地从理论到实践、从基础到复杂、从校内到校外的螺旋上升式实践育人平台和体系，协同育人。实验中心与时俱进，深化实验教学改革，精简演示、验证性实验内容，增加综合、设计性实验项目，把综合训练和创新精神培养放到更加突出的位置，鼓励学生积极参与各种竞赛和创新教育活动。本着“突出学科优势，合理调整布局，优化资源配置，提高投资效益”的原则，通过四个层次实现对学生“专业素养教育→专业技能培养→职业素能训练→创造潜能开发”的全过程训练，如图3 所示。并且运用现代的教学手段，虚实结合，激发学生的想象力与创新能力，中心实验室全部对本科生开放，每年实施实验室开放性项目6 ～9项左右，使大三学生完成实践环节获隐形学分；另外各级（国家级、省级、校级）大学生创新项目、学科竞赛都为高素质、创新人才的培育提供了有利条件。在重视校内实践基地（工程实践实验室）建设的同时还与周边多家企业、事业单位建设了校外实习基地、服务和研究开发中心（产学研合作实验室挂牌20 余个），提升学生的工程实践能力和创新创业能力。在2019 年产学合作协同育人项目“材料类专业应用型人才培养校外实践教学基地建设”和“零适应用人才培养校外实践教学基地”通过了验收。2020 年嘉兴学院·嘉欣丝绸产教融合基地通过了学校组织的认定。同时又新增产学合作协同育人项目“嘉兴学院功能高分子材料校外实践教育基地”与“浙江万凯新材料有限公司”签合作协议并挂牌。高分子材料与工程专业被列为嘉兴学院2020 年度专业实践教学综合改革研究（非一流专业）建设专业，建设周期3 年。

图3 实验、实践教学的四个层次

3 充分发挥学科实验室作用，反哺于教学

新工科人才培养的特点就是学科交叉与综合［15］，实验中心的学科实验室近5 年来通过争取中央财政、省财政和嘉兴市财政支持进行了实验室建设项目，新增资产2 000 多万元，充分地利用这些先进的设备及时地更新了一些实验项目，使实验中心的实验项目更新率达到65%以上。材料与纺织工程学院学生的毕业论文、各级（国创、省级新苗、校级）大学生创新项目、学科竞赛、开放性实验等都可以在学科实验室进行，学科实验室24 h 对师生开放，创造条件使学生能充分、合理地利用先进的仪器设备实施创新实践。如“工程实践实验室”的大型生产、制造设备，可以实现产品的制作培养学生工程实践能力，测试平台的材料性能综合测试实验室和结构表征实验室可以实现材料性能的测试与表征，培养学生科研创新能力，总之我们充分利用学科实验室的优势反哺于教学，提升学生工程实践能力及科学研究素质，有利于专业交叉融合，在学生考研和就业方面都发挥了很好的作用。

4 制度保障，规范管理

实验室是培养学生实践、创新能力的重要地方，因此要有健全、完善的制度做保障。在示范中心重点建设期间修订、完善实验室各项管理规章制度，做到实验室工作有章可循、有章必循。根据学校和二级学院的要求，结合实验中心的实际情况，修订和完善了各种实验室管理制度：中心实验室开放管理办法、实验教学管理办法、学生实验守则，实验室安全规范，实验室使用守则，实验室开放准入、管理制度，仪器设备的管理、使用规范，仪器设备损坏丢失赔偿制度，实验室固定资产丢失、损坏和事故处理规定、实验室低值耐用品、易耗品使用管理办法、精密贵重仪器和大型设备管理办法、化学药品及危化品的使用管理办法、实验室技术人员职责、指导教师职责、实验中心主任及二级实验室主任职责等，实验室管理更加科学化、规范化。

5 示范效应

实验中心注重社会服务。近几年中心购置了一些先进的仪器设备，对外开展了检测、分析、实验技能培训等社会服务，不仅增加了中心的创收，还共享了先进的仪器设备和技术，使效益最大化。图4 为第一届材料类企业骨干培训班合影。对外开放中吸收一部分学生参加，使他们在学习掌握实验技术的过程中，接触社会生产实践，将理论与实践很好地结合起来，为应用型人才培养打下坚实基础。近几年来实验中心对嘉兴市周边企业工程技术人员进行了每年一次的检测、分析、实验技能培训，受到嘉兴市人力资源局好评。另外“嘉兴学院-TRUMPLER皮革实验班”是材料与纺织工程学院与德国TRUMPLER公司联合办学的重要实践，旨在为全球皮革行业培养技术及管理人才，开启了我校国际化联合办学的新模式。吸引一些企业与我们共建产学研基地，如图5 所示。实验中心平均年培训企业学员超过600 人次。

图4 材料类企业骨干培训班合影

图5 嘉兴学院-TRUMPLER皮革实验班

实验中心紧密依托“浙江省纱线材料成形与复合加工技术研究重点实验室”“浙江省纺织工程一流学科”等学科平台，不断将纺织最新科研成果转化为虚拟仿真实验项目。近年来，先后完成了开放式虚拟仿真实验教学管理平台与网站建设，纺织专件虚拟现实示教模块、纺织设备保全保养虚拟现实示教模块、纺织工艺与产品创新设计虚拟现实示教模块、纺织设备虚拟运行实验教学系统与沉浸式互动体验模块等。上述虚拟仿真实验教学资源，都是从近年来国内外纺织科研成果转化过来的，实验项目配置和实验教学方法上都表现出虚实结合的特点。通过把科研成果转化为实验教学内容，把科研方法融入实验教学活动，向学生传授科研理念、科研文化、科研价值，使学生了解现代纺织科技最新发展和学术前沿动态，激发科研兴趣，启发科研思维，培养科研道德，提升学生科学研究、工程实践和科技创新能力。

6 实践效果

通过以上措施，促进了大学生知识性、应用性、探索性、创新性、自主性、协同性学习的全面深入开展。无论是学生的工程实践能力还是科研创新能力都得到明显提升，2019 年我院学生获全国第十六届“挑战杯”大学生课外学术作品竞赛获三等奖1 项、首届全国大学生高分子材料实验实践大赛获三等奖3 项、浙江省第十六届“挑战杯”大学生课外学术作品竞赛获一等奖1 项、二等奖1 项、三等奖1 项；获全国“互联网＋”大学生创新创业大赛铜奖1 项，省级银奖2 项；第六届浙江省海洋知识创新竞赛三名同学获现场赛三等奖，13 名同学获网络赛二等奖，44 名同学获网络赛三等奖，学校获“优秀组织奖”，老师获“优秀指导老师”称号。在浙江省大学生职业生涯规划与创业大赛中获优胜奖1 项，校级一等奖2 项，三等奖1 项。竞赛积分排全校第二名。2018 届毕业生高分子专业考研率创下50%的佳绩，全院考研率也创下33%的新高，另有3 人考取国外研究生，遥居全校第一名。考研工作近3 年都被评为“考研工作先进集体”。学生就业率100%，连年获校级“就业工作先进集体”“毕业生职业发展状况和人才培养质量调查工作先进集体”荣誉称号。中心实验室绩效显著提高，无论是实验室开放人时数，大型设备利用率，还是学生科研、竞赛获奖数都显著提高，在学校组织的实验室绩效考核中脱颖而出，实验中心在2017 年和2019 年度都被评为校级先进实验中心。

7 结 语

实验室在高等教育中占据非常重要的地位，要培养大量合格、具有创新精神和实践能力的高素质人才，必须有高水平的实验室做保障。它直接影响到就业、专业生存、学校发展［16］。材料与轻纺工程实验中心在浙江省“十二五”实验教学示范中心重点建设期间努力推进新工科思想，从打通专业之间的隔断、促进各学科的交叉融合，以实践和应用为目标，注重全过程培养。深化教学改革，通过四个层次培养工程实践能力及创新能力，协同育人。通过共享资源设备的开放管理模式，提高实验设备利用率，最大限度地利用实验室资源，为学生提供自主发展和实践锻炼的空间。梳理修订实验室各项管理体制，用先进的管理和手段作指导，不断改进和完善，定能把材料与轻纺工程实验教学示范中心建设成为质量更高、管理更规范、绩效更显著的实验教学、科研示范中心，培养更多为国家繁荣富强做贡献的综合性人才，更好地服务于地方经济。