高校实验室建设服务创新人才培养的思考

＊杜 蕾

（西安石油大学地球科学与工程学院 陕西 710065）

前言

21世纪以来，随着科学技术的发展和经济全球化趋势的不断深入，国家之间的联系日益紧密，人才资源已经成为当前时代最重要的生产要素[1]。目前，全球已正式进入知识经济时代。与此同时，国际竞争也逐步演变为人才的竞争，一个国家创新人才的数量和质量决定了国家科学技术水平的高低，进而决定了国家的综合实力[2]。

一直以来，教育和培养人才是高校的核心任务和根本目的，而高校实验室作为科研成果产出的核心基地和根本源头，在高校创新技术应用和人才培养中占据着重要地位。因此加强实验室建设不仅是高校发展过程中提高自身竞争力的重要手段，更是高校“双一流”建设背景下服务创新人才培养的必然要求。

1.创新人才理念及培养现状

(1)创新人才基本特征

创新的概念最早由经济学家熊彼特在《经济发展概论》里提出，现在我们普遍认为创新是利用已有的资源创造出新东西的过程。创新人才指的就是具有创新精神和创造能力，能通过自己的创造性劳动取得创新成果，进而在某一领域为社会发展和人类进步做出一定贡献的人。而对于高校而言，人才培养最重要任务就是培养学生利用所学知识进行科学技术研究从而发现创造新东西的能力，从这一层面来讲大学人才培养的核心就是创新人才的培养。对于当代创新人才首先应该具备良好的自我管理能力、团队协作精神、沟通协调能力和良好的心理素质，好的自我管理能力是自我约束，实现个人目标的前提条件，同时团队协作精神和沟通协调能力是保证团队工作顺利完成的重要因素。其次作为专业型人才需要具备较高的学术研究水平、严谨的科学态度和强烈的求知欲望，只有具备了扎实的专业基础、较高的专业素养和不断钻研专业知识的精神才能在步入工作岗位后出色完成工作任务。

最后只有充分认可和热爱专业，才有在专业领域做出一番成就的可能。近年来“农林地矿油”类专业由于工作环境较为艰苦，部分学生毕业后不愿从事本专业相关工作，因此作为以石油石化专业为特色的学校，在培养石油地质行业创新人才时还应注重培养学生热爱专业，乐于奉献，扎根基层的精神。

(2)创新人才培养现状

20世纪80年代西方发达国家率先进行了高校改革，在创新人才培养方面投入了大量的人力、物力和财力，希望通过创新人才的培养来增强科技创新能力，从而提升整个国家的竞争力。其中，美国创新人才培养坚持以学生为中心，着重培养学生的独立思维和发现问题、解决问题的能力，强调课程设置的综合性，通过文理渗透来优化知识结构；德国创新人才培养采用“校企合作、工学结合”的双元制模式，课程设置注重实用性，突出对学生实操性能力的培养；英国人才培养采用“导师制”，对学生制定个性化教学计划，注重培养学生开放性思维和学科交叉融合的能力；日本高校的人才培养主要建立在校企合作的基础上，鼓励学生参与企业实践，通过高校向企业提供创新技术，企业为学生实践提供平台的方式，双方相互促进，共同发展[3]。

新中国成立以来，我国的社会经济发展和教育事业都取得了巨大进步，关于专业领域的杰出创新人才培养问题也在一直探索之中。

2005年的“钱学森之问”引发了全社会对于什么是创新人才，怎么培养创新人才的讨论。

2009年教育部联合中组部、财政部设立了基础学科拔尖学生培养试验计划，率先在全国十余所高校的五个基础学科领域，配备一流的师资，创造一流的条件，培养基础学科领域的拔尖创新人才[4]。

2010年由科技部、教育部等八部委联合制定的《创新人才推进计划实施方案》提出“要培养和造就一批具有世界水平的科学家、高水平的科技领军人才和工程师、优秀创新团队和创业人才”[5]。

2015年11月国务院印发了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，方案明确指出要突出人才培养的核心地位，“双一流”建设的重要任务就是培养富有创新精神和实践能力的创新型、应用型、复合型优秀人才。经过创新人才培养的多年探索，目前高校对于人才培养的目标和创新人才的标准已经基本明确，但各高校关于推进创新人才培养的总体方案和具体措施还在持续探索之中[6]。

2.高校实验室建设现状

(1)硬件设施基本完善，管理制度还需完善

近年来，随着高校对学生实践能力培养的重视程度不断提高，实验教学的地位不断提高，高校对实验室建设特别是工科专业实验室建设的资金投入也不断增大，多数高校实验室硬件设施完善程度不断提高，加之近几年来各高校积极开展虚拟仿真实验室建设，大大弥补了传统实验室难以进行大型实验的不足，因此目前多数高校实验室教学实验设备配备总体较为完善，基本能满足日常实验教学的需求，但在实验室管理和仪器的使用方面还存在部分问题。

首先，实验室管理制度不完善，专业教师和实验室专职管理人员在实验室仪器借用、日常管理、安全责任、仪器维护等方面责任划分不够明确，各岗位人员存在责任推诿现象，实验室管理工作存在纰漏，实验室日常运行存在一定问题。

其次，部分学生在使用仪器时，由于不经过培训或不按操作规范等原因导致仪器损坏[7]，仪器损坏后未能得到及时修缮而被长期闲置，实验设备利用率大大降低，花费大量资金购置的仪器设备最终成了实验室里的“摆设”。

最后，出于保护实验室教学仪器的目的，目前实验室设备的使用仅限于实验课课堂，实验室开放程度有限。在目前的管理模式下，除实验课时间外学生很难有机会进入实验室进行自由学习，学生无法在课后重复操作练习使用实验仪器，导致学生对实验设备的实验室仪器无课期间闲置，仪器使用率有限。

(2)教学与科研需求矛盾，大型仪器开放程度低

开展科学研究和培养人才是高等院校的重要功能，但受设备数量、开放时间等客观条件的限制，实验室在服务于科学研究和人才培养方面难免“顾此失彼”。实验室是培育科研成果的重要基地，但现状条件下由于高校科研计划安排时间紧，任务重，重点实验室的借用往往存在“排长队”的现象，实验室特别是大型仪器设备实验室，单是服务于科研工作供专业教师和研究生使用已是应接不暇，因此本科生开放性实验项目不得不让步于科研项目需求，面向本科生的实验室开放困难重重。除实验教学时间外，本科生少有机会进入大型仪器实验室自主开展开放性和设计性实验，总体而言，实验室面向本科生的开放程度有限[8]。通过开放性实验的练习培养学生应用综合知识解决复杂实际问题能力的需求难以实现。

(3)实验教学内容单一，实验教学地位有待提高

长期以来，我们认为实验教学是理论教学的扩展和补 充[9]，在课程教学计划安排中，试验内容往往是作为课程实践环节的一小部分，很少开设单独的实验课程[10]，因此，学生对实验教学环节重视程度不够，学习投入的时间和精力也相应较少。从实验教学的形式来看，受实验室场地、仪器配套数量和实验课学时安排等客观因素影响，现有的实验课程多以小组形式开展，很难做到每名学生单独操作一台仪器[11]，不能保证每名学生都能全流程操作实验仪器，导致学生在实验过程中过多关注自己在小组中承担的角色和工作，对于整个实验流程的整体把握不够[12]，同时由于实验课程课时有限，实验教学任务重，导致学生在实验过程中将过多精力集中于完成老师布置的课堂实验任务，而缺乏了独立思考的时间和机会。

从实验内容上看，目前开设的实验课多数是教师演示实验后，学生根据固定的操作流程和操作步骤，依据给定的实验参数和条件进行按部就班地操作，学生通过这一学习形式只能做到初步了解实验的基本步骤，无法进行设计性实验和探索性实验的研究，只完成了最低层次的学习，对实验原理的理解不够深入，更无法实现对所学知识的融会贯通。

3.高校实验室在创新人才培养中的作用

传统的高校人才培养理念认为本科阶段的主要任务是进行基础理论知识的学习，只有到研究生阶段才需要进入实验室参与科研项目。近年来，社会经济的不断发展和科学技术的日新月异对高校本科毕业生提出了越来越高的要求。对于理工科专业而言，实践水平和创新能力已成为衡量理工类创新人才的重要标准，而实验室恰是开展科学研究和技术创新的重要载体，高校实验室在培养学生独立思考、创新意识和理论转化实践方面有着不可替代的作用[13]。因此，利用实验室平台营造良好的创新实践和学术研究氛围，通过老师引导，学生自主发挥的形式，开展设计型、研究型、创新型的试验项目，有助于帮助学生增强独立思考和动手实践能力，克服高分低能现象，对培养学生发现问题、解决问题能力，满足学生探索发现的需求具有重要现实意义[7]。

4.实验室建设对策

(1)完善实验室制度，转变管理观念

实验室的制度建设既要贯彻党的教育方针，又要满足实验教学的现实需要。完善的制度建设是实验室正常运行的基本保障。

首先，实验室的改革和建设要完善日常管理、仪器借用、资料归档和安全管理等相关制度。规范实验室日常使用和管理，通过系统完善的制度体系明确不同人员在实验室建设管理中扮演的角色，责任到人，避免由于责任推诿引起的实验室管理漏洞。

其次，从顶层设计的角度综合考虑实验室设置、建设规模和整体效益，对实验室建设和发展进行总体规划，同时结合实验教学大纲科学配置实验教学仪器数量，避免实验室闲置或仪器设备重复购置等不合理现象[14]。

最后，要转变传统实验室管理理念，明确学生的实验室主体地位，积极引导学生参与到实验室的建设和管理之中，培养学生实验室大家庭观念，形成专业教师、实验室管理人员和学生三方联合参与，共同管理的新局面。采取高年级 “传帮带”低年级的形式，由高年级学生对低年级学生进行仪器培训和实验指导，形成实验室良好学习氛围。

(2)明确实验教学地位，创新实验教学模式

从学校、专业教师和学生等不同层面明确实验教学的重要性，从根本上重视实验教学的主体地位，改变以往理论教学为主、实践教学为辅的观念。更新教学大纲，从学时和学分上体现实验教学的重要性，同时加强对教学过程的监管，重视对教学质量和教学效果的评价，拓宽师生交流渠道和交流方式[14]。

依据创新人才标准建立学生四年一体化渐进式实践能力培养方案。针对不同年级设定不同的培养目标和实验课程训练计划。低年级学生实验课程学习以演示型和验证型实验为主，利用传统的老师讲解和演示，学生练习操作的形式进行，使学生初步了解实验仪器的原理，熟练掌握设备操作方法。高年级学生以设计型、研究型、创新型实验为主，结合课程设计、毕业论文等形式，针对某一具体实际问题，综合一类课程或一个学科方向的知识，由老师指导，学生自主进行实验设计、实验实施和数据处理等工作，最终独立完成整个课题研究。从而引导学生从被动接受转变为主动学习，理论联系实际，充分发挥学生的主观能动性和创造性，在实践中启发学生独立思考，培养学生实践创新能力。

(3)加大实验室开放力度，建立学科交叉融合平台

目前，实验室资源在科研中发挥的作用较大，而在实践教学中发挥功能不够。在今后的实验室建设中应该充分挖掘和利用实验资源，平衡教学和科研需求，不断加大实验室开放程度。打破以往不同专业实验室之间相互独立，各自为政的现象，实现实验室之间的资源共享和协作交流，通过创建学科交叉综合实验平台，鼓励学生开展开放性和综合性实验训练项目，为学生开展自主学习提供平台，培养学生自主探索精神和动手实践、解决问题的能力。

近年来“互联网+”大学生创新创业大赛”“大学生创新创业训练计划”等大学生创新创业类的比赛开展的如火如荼，依托综合实验平台的建设对学生从项目申报、过程辅导、结题验收、成果转化等环节进行全流程的指导[15]。从短期来看通过创新创业类比赛可以实现良好学风的养成，营造创新创业氛围。从长期来看，利用“以赛促学”的方式培养学生创新创业精神，提升创新创业能力，推进高校创新创业教育，从而完成创新人才培养目标[16]。

5.结论

当前时代背景下，国家间实力的竞争关键在于创新人才的竞争，作为高校，其教育的最主要任务就是培养服务于社会经济发展和国家建设的创新型人才。而实验室恰是培养实践型和创新型人才的重要阵地，因此，实验室建设和实验教学工作在高校创新人才培养中发挥越来越重要的作用。今后在高校实验室建设中，必须依据人才培养需求不断调整实验室建设思路，完善实验室管理逐步推进实验室改革。在实际实践教学环节中，明确实验教学地位，加大实验室开放力度，以实验室为平台，以实验课为抓手，以创新创业竞赛为契机，培养学生的动手实践和自主探索、解决问题的能力，不断推进实验室建设和发展，从而更好服务于高校创新人才培养。