強化實驗教學示范中心建設提升大學生創新能力

梁延鵬，曾鴻鵠，李艷紅

(桂林理工大學環境學院，廣西桂林541004)

創新能力是民族進步的靈魂、經濟競爭的核心;在科學技術飛速發展的今天，創新意識和創新能力越來越成為一個國家提升國際競爭力和國際地位的最重要的決定因素［1］。人才是創新的關鍵，教育是人才成長的保障，因此，高等教育的根本任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才［2］。而實驗教學是培養大學生創新能力的重要途徑;通過實驗教學可以培養學生觀察、判斷、提出問題能力，總結歸納的能力，運用理論知識解決具體科學問題的能力，學生科學研究方法及實事求是的科學態度，實現知識、能力、素質教育有機結合，是培養創新意識的最有效手段之一。但長期以來，我國高校人才的實踐能力、動手能力和創新能力卻處于薄弱的狀態，仍然存在著重書本、輕實驗環節的弊病，與社會上對人才能力的實際需求有很大距離。正是在這樣的社會大背景下，教育部高教司提出建設高校國家級實驗教學示范中心，并于2005年啟動了國家級實驗教學示范中心建設和評審工作，以滿足新時期社會對創新型人才的需求。歷經多年的努力與建設，桂林理工大學水污染控制實驗教學示范中心2008年被批準為國家級實驗教學示范中心立項建設單位。本文結合水污染控制實驗教學示范中心的建設特點，總結與介紹了培養學生創新精神和創新能力的實踐經驗。

一 中心建設與發展歷程

桂林理工大學水污染控制實驗教學中心建設經歷了56年歷程，源于1956年建校時的化學實驗室，1993年增設了水處理構筑物、水質分析等功能實驗室，1997年系部調整，整合構建了水處理實驗中心。2003年，為了更好地適應環境類實用型、創新型人才培養的需要，充分利用現有的實驗教學資源、提高辦學效率、深化水污染控制相關課程及實驗教學的改革，以水處理實驗中心為基礎，整合相關專業實驗室，成立水污染控制實驗教學中心。2005年，依托實驗室“環境工程中心”被批準為廣西高校重點實驗室，依托學科“環境工程”被確定為廣西區重點學科。2007年，中心的主干課程《水污染控制工程》被批準為國家級精品課程，“廣西環境污染控制理論與技術重點實驗室”成為廣西區重點實驗室，“環境工程創新團隊”被確定為廣西高校人才小高地。2008年，被批準為教育部國家級實驗教學示范中心建設單位。2009年，本中心的教學團隊獲得“水污染控制工程國家級教學團隊”稱號;2010年，所依托的“環境工程”專業被批準為教育部第六批高等學校特色專業建設點。2011年，“環境工程”專業獲批為廣西高校優勢特色重點學科建設平臺、“城市水資源與水環境保護”研究基地被批準為廣西高校研究基地、環境工程專業及其主干課程水污染控制工程被批準為廣西高等學校特色專業及課程一體化建設項目。2012年，“環境工程”專業進入教育部第二批卓越工程師教育培養計劃高校學科專業名單，《水污染控制技術》視頻公開課課程被列入教育部2012年第一批精品視頻公開課建設計劃。

二 加強國家級實驗教學示范中心建設，培養學生的創新能力

1.轉變實驗教學觀念，為培養學生的創新能力打開精神枷鎖

所謂教學改革理念先行，即思想的轉變是教學改革的前提，在新的理念下進行教學改革遇到的最深刻的阻力肯定是觀念問題。摒棄“重理論、輕實踐”的傳統思想，重新審視實驗教學在創新人才培養過程中的重要作用是實驗教學改革的基礎;樹立“實驗教學與理論傳授并重”的新型實驗教學觀念是保證實驗教改獲得成效的保證。轉變觀念首先是轉變高校和教師的觀念，以學生為主體，重塑實驗教學體系，擺正實驗教學在學生創新能力培養中的重要地位。同時還必須轉變學生對實驗教學的傳統認識，引導學生端正實驗態度，明確自己在實驗教學中的主體地位，增強學生的主體意識，喚醒實驗積極性和自覺性。轉變師生實驗觀念和實驗角色，清除了長期以來的思想禁錮，成為推動實驗教學改革的內在動力。

水污染控制實驗教學中心始終堅持注重培養學生實踐能力培養的優良傳統，著重培養學生的觀察能力、動手操作能力和提出問題—分析問題—解決問題能力;秉承了教育部倡導“以學生為本，知識傳授、能力培養、素質提高協調發展”的教育理念和“以能力培養為核心”的實驗教學觀念［3］，提出“強實踐、提素質、重創新”的基本理念。努力培養學生求真、求實、求新的科學精神，實現從被動教育向自我教育的轉變;努力培養能夠適應新時期國家經濟建設需要的，既有堅實的理論基礎又有創新意識的水工業優秀人才。

2.重構實驗教學體系，為培養學生的創新能力提供支撐

以學生為本、以培養學生創新意識和創新能力為目標，建立了科學、先進的“三個層次、一個結合”的本科生實驗教學體系，即:“基本型實驗(驗證型)”、“提高型實驗(綜合型、設計型)”和“創新型實驗”的三個層次實驗，以實驗教學和科研訓練相結合為主線貫穿整個實驗教學過程。實驗教學中心不斷調整和完善實驗教學大綱，加強配套實驗教材更新。實驗課逐步由“依附型”向“獨立型”轉變，合理安排實驗學時，保障實驗教學與理論教學之間合理銜接，實驗與理論內容融匯貫通，形成一個有機結合體，為學生創新能力的培養和科研訓練奠定基礎，創造條件。

(1)基礎型實驗:針對不同專業學生知識結構的差異而設置不同實驗課程，培養相應的專業基本技能;包括流體力學、水力學、水環境化學、環境工程原理、環境微生物和環境監測等專業基礎實驗。

(2)提高型實驗:為培養學生的綜合能力和掌握水污染控制研究的基本方法，將以往單一、分散的實驗內容按內在聯系進行融會貫通以解決具體科學問題，使學生在實驗設計、具體實施、解決銜接環節疑難問題、實驗成果整理分析等各個環節得到充分鍛煉，提升其提出問題、分析問題、解決問題的能力。如:“電鍍廢水處理實驗”就是結合實際工程設計的，學生通過分析廢水水質、設計出處理方法，在試驗過程中確定最佳投藥量，再用分光光度法測定水中鉻離子濃度。通過這類綜合性實驗，使學生及時掌握污水處理的新技術、新方法、新思路，激勵學生開展水污染控制實驗探究。

(3)創新型實驗:依托我院自治區級重點學科和自治區級重點實驗室的優勢，支持和鼓勵本科生盡早介入專業領域，了解專業前沿，在指導教師引導下根據自己的興趣申報大學生科技立項課題或直接參與教師的研究課題，獨立完成實驗設計—探索研究—成果總結的全過程，培養他們的科研思維和研究興趣，鍛煉他們的科研創新能力和管理能力，實現實驗教學與科研訓練的緊密結合、相互促進。

按課程教學大綱要求，水污染控制實驗教學中心開設有24門實驗課程，實驗開出率達到100%，目前已有多門實驗課獨立設課，有獨立的學分。總實驗項目數100余項，綜合性、設計性實驗項目占68%，源于科研、工程項目成果的特色實驗項目近20項，如糖蜜酒精廢水脫色實驗、化學分類法處理電鍍廢水實驗、采油廢水可生化實驗等。另外，依托大學生科技課外活動，在中心教師的指導下，學生自選課題的創新性、研究性實驗每年可達30項以上，接納進行科技活動的本科生人數達100人以上。

3.狠抓實驗隊伍建設，為培養學生的創新能力提供保障

建設高水平、高素質的實驗教學隊伍是提高教學質量、培養合格人才的關鍵，只有具有創新精神和創新能力的教師才能培養出具有創新精神和能力的學生［4-5］。本中心采取“引進來、走出去”的措施和學校“拔尖人才工程”、“團隊建設工程”的實施，加強實驗室骨干隊伍和學科梯隊的建設，提升實驗教學隊伍整體水平。中心擁有博士生導師5名，教育部新世紀優秀人才支持計劃1名，廣西高校教學名師2名，廣西優秀專家1名，廣西新世紀“十百千人才工程”第二層次人選5名，廣西高校人才小高地創新團隊“八桂學者”1人，廣西高校百名中青年學科帶頭人3名;博士、碩士研究生學位的教師占94%;獲得區級教學團隊、國家級教學團隊各1個。

經過多年建設，中心學術隊伍穩步發展，已形成了一支由學科帶頭人負責，學歷層次較高，職稱結構較為合理，富有聯合攻關能力的實驗教學與管理研究隊伍，成為學校培養創新型人才戰略目標的重要基礎。

4.整合與開放教學資源，為培養學生的創新能力創造條件，搭建舞臺

實驗室規劃與管理、儀器設備的配備、實驗教學網絡平臺的完善是高校實驗教學的重要資源，直接影響著實驗教學的正常進行和水平，因此，實驗室及儀器設備建設是高校教學基本建設、學科基礎建設和本科教學的重要組成部分，是辦好大學和培養創新人才的重要物質基礎和必要條件［4］。

(1)拓展實驗教學空間:學校重視實驗教學中心的建設，將雁山新校區9號實驗大樓的一、二層(近6 000 m2)作為水污染控制國家級實驗教學示范中心用房，使教學環境和設施上一個新的水平，給學生創造了一個極好的實驗教學氛圍。

(2)完善實驗教學設備:近幾年來，本中心通過爭取中央與地方共建、廣西區重點實驗室建設、學校環境工程博士點建設等多種渠道籌措建設經費近2 000萬元，用于更新、補充購置儀器設備和實驗室改擴建，使實驗設備配置更完備、更合理，功能實驗室布置更科學、更完善，符合本科實驗教學改革和創新型人才培養的需要。目前擁有ICP-OES、原子吸收、元素分析儀、氣相色譜-質譜聯用儀、離子色譜儀、生物發酵罐等一批現代化儀器設備以及100余套中小型水處理構筑物，使實驗教學條件大為改善。

(3)推進教學資源網絡化、信息化:為了適應現代教學發展需要，建立水污染控制實驗教學中心網站和網絡化教學多媒體實驗室，數字化實驗教學信息，開發部分相關實驗的計算機網絡課件，幫助學生在線進行實驗模擬訓練;同時，也鼓勵教師開發和深化實驗教學課件，充實網絡輔助教學資源，通過網絡平臺結合多媒體技術優勢為校內外學生提供一個免費的實驗仿真模擬訓練平臺。

(4)加大實驗室開放力度:為了提高實驗資源使用效益和實驗教學質量，實驗中心所有功能實驗室均安裝了門禁系統，基本實現了全天候開放式管理。并在中心網站平臺上建立了創新實驗預約系統和大型精密儀器使用預約系統，學生可結合自己的興趣和課外空余時間來預約申請，辦理相關手續申請實驗室門卡，經教師審核批準，便可自主地開展實驗研究，順利完成創新性實驗教學。同時加大對外服務，特別是對社會提供各種培訓服務，加大對辦學條件比較差的學院的服務;同時加強和兄弟院校之間的聯系，學習兄弟院校的先進的管理模式和管理手段，取長補短。積極采取各種有效措施，逐步建立一套適合于開放式實驗教學的運行機制，有力保障創新實驗項目有序開展。

通過實驗資源的開放和整合，為更多的學生進行創新性實驗研究創造了良好的實驗環境和氛圍;同時在教師的指導下，鼓勵學生組成研究小團隊積極申報“學校大學生科技立項”、“學院大學生科研創新基金項目”，為創新型實驗順利開展注入更多的實驗研究經費，提高學生的科技研究興趣、科技創新能力和科技項目管理能力。近年來，獲得全國“挑戰杯”課外學術科技作品三等獎2項，全國地球類國家級實驗教學示范中心創新性實習實驗競賽二等獎1項，全國高等院校斯維爾杯 BIM軟件建模大賽全能獎、三等獎各1項，全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽三等獎2項;廣西區“挑戰杯”特等獎、一等獎、二等獎各1項;校級科技活動獎85項，其中特等獎6項、一等獎15項、二等獎28項、三等獎36項;還有200多人次學生參與到教師的科研項目。

5.凝煉特色、注重示范、加強交流，為培養學生的創新能力拓寬視野

水乃生命之源。“桂林山水甲天下”，桂林的經濟社會發展一切都離不開“水”;因此，桂林理工大學水污染控制實驗中心以地方社會經濟發展為結合、“水”科學為重點、重金屬污染控制、土壤污染生物修復為特色展開科學研究;建立了科研反哺和帶動實驗教學的新模式，不斷革新特色實驗項目的選題，緊跟學科前沿。

2008年以來，與日本熊本大學建立長期合作機制，在我校共建“中日膜技術研究中心”創新實踐教育科園區;打破學校限制，與武漢工程大學、湖南科技大學等國內兄弟院校實驗教學中心結成共同體，學生互換開展創新實驗項目實地授課。本中心建設成果吸引了武漢工程大學、三峽大學、廈門大學等10多所區外高校及廣西大學、廣西師范大學、梧州學院等近10所區內高校的專家同行到實驗中心參觀與座談，相互借鑒與交流，并不定期派出骨干教師到兄弟院校介紹實踐教學平臺建設經驗。

三 結語

通過多年努力建設，水污染控制國家級實驗教學示范中心在教學改革和人才培養方面已形成自身的特色，并取得了較大階段性成果。但實驗教學改革是高校質量工程的重要組成部分，是一個永恒的主題，我們將繼續努力探索，始終堅持以學生為本，以提升學生的創新意識和創新能力為核心，通過不斷優化和完善實驗教學體系、創新教學模式、提升實驗教學隊伍素質、整合與開發富有特色的教學資源、強化運行與管理機制、注重交流發揮示范作用，努力為學生提供一流的設備、一流的場地、一流的師資和一流的管理，建立“開放式、預約制、全免費、全指導”的服務理念，著力培養愛學習、勤思考、擅動手、真本領的富有創新性的環境類高級人才，充分實現高校育人的功能。

［1］宋曉寧，崔晨秋.論創新競賽對高職學生創新能力的影響［J］.工業技術與職業教育，2010，8(3):30-31，48.

［2］張學洪.創建實踐教學平臺提升學生創新能力［J］.中國高等教育，2012(6):25-27.

［3］馬慶水.突出創新強化管理全面推進實驗教學示范中心建設［J］.實驗室研究與探索，2006，25(1):1-4.

［4］李紅陽，王立峰，高永豐，等.高校實驗教學示范中心建設與創新型人才培養［J］.實驗技術與管理，2010，27(9):111-114.

［5］吳世華，閆曉琦，杜宗杰，等.全面改革創建國家級實驗教學示范中心［J］.實驗室研究與探索，2007，26(4):89-92.