“双一流”建设背景下高校教学实验室改革与创新

生悦 侯圣陶 余春红

[摘 要] 实验教学是学生理解并运用理论知识，接受科学思维和创新意识培养的重要途径，教学实验室建设是高校“双一流”建设的重要任务之一，其直接反映了高校教学、科研、管理及人才培养情况。分析了高校教学实验室规划设计、教师队伍、人才培养等突出问题，提出完善顶层规划设计、构建教师队伍长效机制、改革实验教学体系、构建科学合理的管理机制，探索“双一流”建设背景下高校教学实验室建设的举措，为打造一流的高水平现代化教学实验室提供思路。

[关键词] 教学实验室；“双一流”建设；教学体系；实验室建设

[基金项目] 2020年度深圳市教育科学规划课题“‘互联网+’时代背景下生物实验数字化优质教学资源的开发与应用研究”（ybfz20054）；2017年度深圳市科技计划项目“心脏死亡器官捐赠供肾临床—病理—机械灌注综合评分系统研究”（JCYJ20170817110213252）；2019年度南方科技大学教学改革项目基于“‘数字教育’的混合教学模式在生物实验课程中的探索与实践”（XJJG201902）

[作者简介] 生 悦（1987—），女，黑龙江哈尔滨人，博士，南方科技大学生命科学学院高级实验师，主要从事生物实验课教学与实验室管理研究；余春红（1977—），女，江西九江人，博士，南方科技大学生命科学学院高级实验师（通信作者），主要从事生物实验课教学与实验室管理研究。

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）02-0073-04 [收稿日期] 2021-04-30

随着“双一流”建设的不断推进，如何切实加快一流学科和一流大学的建设是高校教学和科研建设的重点，其对于全面提升高等教育水平、增加国家核心竞争力具有重要作用。“双一流”建设的核心任务是建设一流本科教育，而教学实验室是本科教育的重要场所，是学生吸收、理解并运用理论知识，接受科学思维和创新意识培养的平台，是探索一流本科教育的重要实践路径，其建设情况直接反映了高校教学、科研、管理及人才培养情况[1-3]。但在高校教学过程中，实验教学往往作为理论教学的辅助课程不被重视，如何提高高校教学实验室的整体竞争力，构建有利于创新能力培养的生态体系是教学实验室迫切需要解决的问题。

一、高校教学实验室发展现状

（一）忽视实验教师队伍建设

实验教师在高校岗位设置上大多属于教辅人员，而教辅人员不能参加教师资格证申请，这就使实验教师对于自身岗位定位产生困惑，难以找到正确的发展方向。同时，高校实验教师工作往往不被重视，缺乏晋升途径及奖励机制，高校设置高级职称數量很少，实验人员晋升困难，部分实验教师即使符合晋升标准也无法晋升，导致实验教师工作热情降低[4-6]。此外，实验教师亦缺少培训交流机会，不鼓励实验人员进行学位攻读及对外交流，造成实验人员业务能力难提高，为了自身能力的提升、晋升机会的提高及待遇的增加谋求其他工作，导致实验教师队伍不稳定。

（二）忽视学生创新思维培养

近些年来科技迅速发展，随着基础研究重大成果和高新技术的不断涌现，知识革新速度不断加快，学生通过高等教育学到的教科书知识几年后会落后更迭，所以高等教育的实质并不是学习具体的知识内容，而是当一个人在学校所学全部忘记之后，依然留下来的东西。这些宝贵的东西就包括以新颖独创的方法解决问题的创新思维，能够全面的、矛盾的、发展的看问题的辩证思维，能够把一个复杂问题通过信息整合精简的简化思维，能够想别人所不想、看别人所不看的异化思维，能够举一反三、触类旁通的联想思维，以及保持强烈的好奇心和想象力，这些都是我们应该培养学生的东西。但由于传统的实验教学模式以教师传授知识为中心，课程内容陈旧，验证性实验居多，学生被动地接受知识，难以激发学生的兴趣，导致学生创新性及创造力较差，忽视了对学生能力的培养与素质的提高。

（三）忽视交叉学科教育

我国交叉学科教育仍处于初级阶段，高校内部极少设立专门的交叉学科组织、管理机构，各个院系、专业、实验室之间界限明显，造成师资、教学和科研等资源平台的固定分割，削弱了不同学科实验之间的交叉融合程度，实验课程设置也局限于单一学科的知识体系框架，学生学到的知识过窄，实验方法和技能单一。

（四）忽视人格价值观引领

当代大学高等教育多以知识获取为课程教学的主要目标，在课程评价体系中以知识和技能掌握情况为评判标准，忽视学生人格养成和价值观培养。在此背景下形成的“学霸”虽然成绩优异，但可能存在不健全的人格和价值观。忽视正确价值观的培养，缺少家国情怀，使得部分学生在升学、就业等方面出现崇洋媚外的情况，缺少民族自信心，造成人才流失严重。

二、高校教学实验室建设方向与措施

（一）重视实验室顶层规划设计

教学实验室是培养创新人才的重要场所，如何更好地规划管理实验室决定未来人才培养的方向。高校应设立教学实验室建设专家委员会，委员会职能包括落实政策文件、制定发展规划、指导实验课程建设、组织交流培训、推进资源共享。委员会应及时研究政策文件，明确工作目标；跟踪国内外发展趋势，提出专业人才培养改革模式；推动建设一流实验教学课程，推进课程体系建设、教材建设、教学内容与发放改革；搭建交流平台，开展教学研讨交流，推广最新的教学改革成果，更新先进的教育理念，改进实验教学方法和手段；加强学科交流，开设具有多学科交叉融合的实验内容，根据创新人才培养类型指导分级教学。

（二）加强建设实验人员队伍

高校应重视实验人员工作，明确实验人员岗位职责、考核标准、晋升途径及奖励机制，给予实验人员更多的机会进行对外学习交流，整体提升教师的能力水平和工作积极性。关于岗位设置，高校实验人员可分为实验教学类及科学研究类，不同岗位进行分类考核及晋升[7-9]。实验教学类岗位职级分为实验员、实验师、高级实验师、教授级高级实验师四个职级。实验教学岗的人员主要负责实验教学，探索教学改革创新，指导学生开展实验竞赛，更新实验教学内容，编写实验教材等。科学研究类岗位职级分为助理工程师、工程师、高级实验师、教授级高级工程师四个职级。科学研究岗的人员主要负责仪器操作、维修及培训，参与科研项目攻关，进行新设备、新方法、新工艺、新标准的开发与制定。实验人员每个职级细分为若干个等级，每两年可以申请晋升一次。实验教学人员及科学研究人员由不同职能部门进行分类管理，完善考评标准、明确晋升途径为实验人员指明了工作重点和方向，可以显著提升人员工作积极性和工作动力。高校也应当鼓励实验人员进行对外交流学习，提升个人教学及科研水平，整体提升实验人员工作能力和工作热情。

（三）完善构建实验教学体系

1.改革课程形式，重视培养学生创新思维。学生创新能力培养是高等教育改革中的一项重要内容，而在大学的教学环节中，最有可能密集的培养学生创新思维的课程就是教学实驗课。实验课程中应重视学生创新能力的培养，特别是在实验实践过程中出现不同于书本知识的现象和结果，教师应当适当的引导学生去探索产生差异的原因，并通过设计实验让学生提出研究假说，并进行实验实践得到结果，这样就完成了一个创新思维的建立及思维验证的实践过程。实验过程中遇到不同的实验现象引导学生进行分析讨论，设计个体化创新实验内容，通过实验验证科学猜想，完成创新思维培养的闭合回路。同时，实验课应当强调小班教学，给予学生更多的机会进行问题讨论、设计展示及实验操作，锻炼学生的思辨能力、表达能力和动手能力，提高学生的综合能力。

2.更新课程内容，同步科研实验技术。许多高校实验课的教学内容局限在传统实验，实验课程中以验证性实验偏多，对实验方法和技能的综合应用能力训练少。知识和技术的更新应当是与时俱进的，实验教学应该捕捉最新科技成果，使学生能够及时了解学科发展动态和趋势。

3.调整课程体系，鼓励交叉学科建设。为了适应创新人才的培养，实验课程体系应作出相应调整，做到精简内容、深化重点、理实结合、交叉创新。由于课堂学时限制，课堂授课内容应尽量精简，教师仅对课程重点和难点进行讲授，留给学生更多的时间进行问题讨论及实验操作。高校应设立专门的交叉学科组织、管理机构，各个院系、专业、实验室老师应该加强沟通，开设具有多学科交叉融合的实验内容，重视复合型创新人才的培养。以生命科学学院为例，课程体系在数理化基础学科及生命科学专业课程的基础上，还应包括信息科学和工程技术课程，并开设一些交叉实验内容如生物数学建模，使用物理学的思维，把生物学的问题变成数学，定量的进行生命科学研究；开设创新实践课程，让学生在学期初提出一个生物学的问题，如数细胞、自动加样，测量自己的脉搏，通过电子学老师和生物学的老师合作，引导学生用智能模块、编程、3D打印去研制细胞计数器、自动加样器、心率记录仪，经过一个学期，学生把生物学的问题和工程技术、计算机编程技术有机地结合在一起，完成了一件智能化能动的作品，培养学生的科研思维，提升学生的成就感。

（四）科学规划实验室建设

1.推进实验室信息化建设。“互联网+”时代，基于信息技术与智能技术，根据教学实验室的实际情况，高校应构建教学实验室管理系统，通过信息化管理和使用，全面提高师生的信息素养[10]。实验室管理系统应包括实验室综合管理平台和教学管理平台。实验室综合管理平台包含教学实验室仪器耗材的采购入库、使用情况统计及对外开放管理等功能，全面掌控实验室的情况；教学管理平台包括教学排课、异常管理、成绩管理、实验室安全准入、督导及学生评教等功能，还应包括精品视频公开课、精品资源共享课、精品在线开放课程、虚拟仿真实验教学项目等多种在线课程，全面推进信息化实验教学。通过信息技术与实验室管理的深度融合，使实验教学和管理更稳定高效，整体提升教学实验室的管理水平和教学质量。

2.重视实验室安全保障。教学实验室是学生运用理论知识进行实践教学的场所，由于教学实验室主要面对本科生开放，未经安全培训的本科生极易出现实验安全事故，教学实验室安全必须引起重视[11-13]。安全教育是极其重要的育人部分，也是学生在实验室从事实验的基础前提。教学实验室应进行安全培训和实验室安全准入考试，特别对于生物、化学等安全风险较高的教学实验室应开设专门的实验室安全方面的课程。课程内容包括实验室通识安全、生物安全、化学品安全、安全设施设备、实验室规范和个人防护、实验室废弃物处理和应急处理等，帮助本科生科学理解实验室安全与个人防护，增强安全意识。

3.加强开放共享。学校各院系应面向全校开放本院系专业课程资源，鼓励学生跨专业或跨院系选修实验课程。各实验室应面向全校开放实验室资源，鼓励学生参加科技创新实习实践活动，并为其提供实验场地及仪器等。高校间应加强合作，鼓励多家高校共同建设课程，并分享课程资源，使得学生利益最大化[14]。

（五）重视学生价值引领和人格养成

高校在实践教学的过程中应重视价值引领，坚定理想信念，践行社会主义核心价值观，厚植家国情怀，培养学生有担当、有追求、有目标。在教学实践过程中，结合专业特点，深入研究专业教学中蕴含的思想政治元素[15]，制定思想政治教学指南，助力实现“如盐化水”“润物无声”的教学效果。立足行业领域，担当民族伟大复兴重任；追求真理，树立创造未来的远大目标；胸怀天下，以增进全人类福祉为己任。同时，重视学生人格养成，培养学生意志坚强、身心和谐、仁爱宽容的品德，培养学生敢为人先、诚实守信、忠于职守的精神，加强心理健康疏导，强化科研诚信的重要性。实验课程坚持以知识为载体，培养学生创造力，强调价值引领和人格养成。良好的价值观和人格的形成益于学生终生的工作和生活，通过正向影响感染整个家庭及社会。

结语

随着国家“双一流”高校建设，高校教学实验室建设与发展成为重要的环节之一。高校应做好顶层规划设计、构建合理的管理机制，不断完善高校实验队伍长效建设，落实实验人员的岗位、薪酬、考核、培训、晋升等规章制度，建设学识扎实、业务素养优秀、执行能力强的实验技术队伍。不断完善实验教学体系，改革课程形式，重视培养学生创新思维，更新课程内容，同步科研实验技术，调整课程体系，鼓励交叉学科建设和成果转化。不断完善学生价值引领和人格养成，坚持以知识为载体，培养学生创造力，使学生有担当、有追求、有目标。不断完善实验室建设规划，推进实验室信息化建设和资源共享，通过信息技术与实验室管理的深度融合，使实验教学和管理更稳定高效，整体提升教学实验室的管理水平和教学质量。

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Reform and Innovation of College Teaching Laboratory under the Background of“Double First-class” Construction

SHENG Yue， HOU Sheng-tao， YU Chun-hong

（School of Life Science， Southern University of Science and Technology， Shenzhen， Guangdong 518055， China）

Abstract： Experiment teaching is an important way for students to understand and apply theoretical knowledge， and accept the cultivation of scientific thinking and innovative consciousness. Teaching laboratory construction is one of the important tasks of “double first-class” construction in colleges and universities， which directly reflects the teaching， scientific research， management and personnel training in universities. This paper analyzes the prominent problems in the planning and design of teaching laboratory， teaching staff， and personnel training； proposes to improve the design the top-level planning， build a long-term mechanism of the teaching team， reform the experiment teaching system， and establish a scientific and reasonable management mechanism； and explores measures for the construction of college teaching laboratories in the context of “double first-class”construction， in order to provide ideas for build first-class and high-level modern teaching laboratories.

Key words： teaching laboratory； “double first-class” construction； teaching system； laboratory construction