開放實驗室資源 促進創新能力培養

梁燁煒，劉 彪，杜玉豐

（湖南大學 實驗室建設與設備管理處，湖南 長沙 410082）

高校實驗室是實驗教學、科學研究、提高學生綜合素質的重要基地，承擔著支撐創新能力培養的重要職能。隨著《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》[1]的頒布及創新人才培養、強化實踐育人環節等要求的細化，如何利用實驗室資源來支撐與促進創新人才與創新能力的培養更成了各高校關注的焦點。

1 創新能力的內涵與形成

創新能力，簡而言之就是運用知識和理論，不斷提供（創造）具有價值的新的思想、理論、方法和發明的能力，其核心是創新精神與創新思維。創新精神是體現聚在心理層面的意識（欲望）和情感意志力，包括創新意識、批判精神、開拓精神、求實精神、團隊協作精神等心理品質[2]；創新思維是指以新穎獨創的方法解決問題的思維過程，是一種復雜的思維方式，具有批判性、發散性、跳躍性等特點，體現在以超常規甚至反常規的方法、視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，從而產生新穎的、獨到的、有社會意義的思維成果。

創新能力的形成必須經歷認知的積累、思維的引導與啟發、自主探究、創新或創造等階段，是一個潛移默化和大量實踐的長期過程，需要提供不斷實踐、不斷思考、不斷改進的條件。

高校學生創新能力的培養需要相應的教育理念、管理機制、教育教學方法、能力評價方法等的全方位支撐。首先是要樹立以學生為主體的教育教學理念，改變傳統的灌輸、傳授方式，以啟發式、討論式、參與式、探究式的教學方式來引導與培養學生的創新精神與思維。其次是要建立課程體系的建設與更新機制，通過教學目標、教學項目、教學內容、課程方案等的設計、拓寬與不斷更新，及時引入新的概念、新的思想和科研成果，強化課程體系在科學技術發展與創新精神、創新思維培養等方面的適應能力。同時，要建立利于創新能力培養的實驗實踐體系，支持與鼓勵學生在教師引導下自主開展探究、創新、創造等類型的實驗實踐，鍛煉與培養具有創新特點的分析與解決問題的綜合能力。另外，要培養具有較高創新素質的教師隊伍來承擔創新能力培養的主導職責，要建立科學和高效的教與學評價機制來促進學生自主學習與實踐，更要建立起適應創新能力培養的師資管理、實驗室與儀器設備管理、經費資助、培養過程管理與評價等一攬子管理與運行制度，來保障創新能力培養的有序有效運行。

2 實驗室資源在創新能力培養中的作用

創新能力培養，特別是理工類學生的創新能力培養，是離不開實驗室及其相關資源的。與實驗室相關的儀器設備、實驗技術人員、實驗指導教師、實驗室管理與運行機制等實驗室資源，是創新能力培養的基礎與支撐條件。根據創新能力培養不同階段所具有的特點和側重點，來科學配置與整合實驗室相關資源，可以有效支撐創新能力的培養[3－6]。

按照創新能力培養的階段特點，可將實驗室資源分為基礎能力培養的認知類、進行體驗實踐的體驗類、實現挑戰或批判實踐的自主探究類、實現思維跳躍與突破的創造探究類、還有貫穿能力培養過程實現引導與啟發功能的引導類。不同類型資源所產生的作用是不同的，從實現積累和鍛煉到輔助跳躍與突破，相互之間也體現了承接與支撐[7－8]。通過實驗室資源的配置與組合，對應形成各種類型實驗實踐活動，這類實驗實踐活動就成為了實驗室資源經組合后的外在體現。

認知類實驗，主要作用是通過驗證、測試來揭示相關理論的實質，鞏固所學知識，通過綜合運用所學理論與實踐的知識來設計與解決實際問題，在鍛煉與夯實基本能力的基礎上，鍛煉利用資源開展綜合運用的能力。傳統的公共基礎實驗、專業基礎實驗與綜合型實驗可以歸為此類。

體驗類實踐，是指利用儀器設備資源通過綜合運用知識進行自主設計的實驗實踐，其作用是體驗實踐過程和鍛煉綜合能力，并在一定程度上感受或萌發創新精神與創新思維，如開放型實驗與設計型實驗等。

自主探究類實驗實踐，體現為利用可供使用的實驗室資源，通過指導教師的引導和啟發，對存在的實際或理論問題，以質疑、挑戰、探索、發現等為目標，用獨立或合作的方式來開展具有創新意義的實驗實踐，重在創新精神與創新思維的鍛煉與養成。

創造類實驗實踐，是在探究類實驗實踐鍛煉的基礎上，對已初步具備創新能力的個體進行進一步能力培養與鍛煉的類型。體現在學生個體依據自身較強的剖析與解決能力，通過調動實驗室資源來開展非常規、突破、創造性的實驗。

引導類實驗實踐，貫穿整個能力培養的全過程，體現在各種類型的實驗實踐中，由指導教師或實驗技術人員通過思維啟發、討論組織等方式來引導與支持學生的嘗試與創新，應允許合理的失敗。

如何科學進行資源的配置與組合，是實驗室資源支撐創新能力培養的關鍵環節，涉及師資選配、實驗室管理、經費支持等諸多方面，是需要相對成熟的實驗室資源管理與運行機制來支持的。

3 實驗室資源開放管理機制的構想

在高?，F行的管理體制下，實驗室資源開放所涉及的環節較為復雜，如何建立起能有效運轉的管理機制，以項目制的形式來建立與管理實驗室資源開放，以建設經費資助、運行經費配套的形式來搭建創新能力培養的基礎項目，以學生申報、專家評審、經費資助的方式來設立實驗室資源利用的實驗實踐項目，是一種比較可行的方式。

創新能力培養的基礎項目，應充分利用已有實驗室資源，特別是校級、院級公共平臺資源，進行實驗室資源利用與組合設計[8－12]。項目的設立采用申報、建設、過程監管、效益評估的方式，由學院（學科）綜合現有實驗室資源提出梯次建設與開放方案，在學校層面的專家論證與評審的基礎上，分重點、分階段建設實驗實踐基礎項目，并給予項目運行經費等的配套支撐。

利用實驗室資源的實驗實踐項目，在鍛煉學生創新能力的同時，也能鍛煉支撐創新能力發揮的如計劃組織、協調合作等綜合能力。實驗實踐項目設立后，實驗室資源的開放（包括實驗室開放、設備開放共享、實驗教師支持、培養過程管理等）是需要相應的管理與運行機制來支持的。建立校級、院級2個層面的配套與支持體系，學校層面的落腳點放在建立管理與支持制度、搭建管理與運行平臺、培養過程的監控與評價等，院級層面承擔從實驗實踐師資配備、實驗室與儀器設備開放管理、各類實驗實踐的設計與組織、培養過程的支持與服務等創新能力培養的主要內容。

學校層面的相關管理機制支持：首先，需從實驗室資源最關鍵的師資配置入手，通過提高實驗實踐指導工作量的權重、優化指導學生取得成果的報獎方案，以及指導教師評優獎勵制度、實驗教師培訓與資助計劃等，來吸引與鼓勵優秀師資投入創新能力培養環節。其次，需建立支持創新能力培養的經費資助體系，對納入創新能力培養體系的各階段培養任務給予充分的經費支持，特別是對于探究類、創造類實驗，在風險評估的基礎上應適當寬松。再次，需建立全校范圍的實驗室與儀器設備開放共享管理平臺，搭建利用實驗室與儀器設備的申請、預約、使用的便捷通道。最后，是要建立注重鍛煉與培養效果的項目評價機制，在項目進程管理與驗收等環節，將評價要素放在創新能力鍛煉與實踐的效果上。

在學院層面，搭建配套的實驗室儀器利用、師資配備與支持、項目競爭與評估、創新環境氛圍營造等運行與管理制度，重點在各培養階段的任務設計與落實。首先是認知類實驗的重組與改進，改變傳統的繼承、守成類模式，在理論驗證、綜合設計等實驗環節，更多引入啟發模式讓學生主動思考、分析、設計與實踐。然后是引導類實驗的設計與組織，選配優秀教師承擔此項工作，在實驗實踐里融入創新精神與創新思維觸發與鍛煉的內容，除此之外，還須形成創新團隊與梯隊的建設與選拔機制，打造創新實踐氛圍。同時在探究類、創造類等創新項目申報與運行過程中，引入強有力的競爭與淘汰機制，提升學生個體與團隊的協同能力，形成創新思維的交鋒與沖突，保證創新能力培養的效果。

4 實驗室資源開放的局部實踐

基于以上實驗室資源開放管理機制的構想，我們以支持本科生利用大型儀器設備開展實驗實踐研究項目為實踐點，進行了探索式的實踐。

學校建立大型儀器設備面向本科生開放工作管理辦法，設立項目資助資金，開展大型儀器設備的應用知識培訓、支持學生利用設備開展實驗實踐研究工作。以大型儀器設備的培訓為基礎，通過申報、評審來分類立項與資助實驗實踐研究項目，兼顧認知類、體驗類和自主探究類等創新能力培養階段。

實踐中，通過學生（高年級為主）自主選擇或學院指定指導教師的方式，進行實驗實踐研究項目的設計與申報；通過專家論證與評審的方式，在申報項目中選擇和組合形成具有資助意義的體驗類、自主探究類實驗實踐研究項目。指導教師與專家評審所起的作用更多體現在引導與考察實驗實踐研究項目的創新精神與創新思維，評估項目組在實踐研究能力、支撐條件、研究方案等方面的可行性，以及項目對學生實踐創新能力鍛煉的有效性等。在實驗室儀器設備利用上，通過建設大型儀器設備共享管理新平臺，實現儀器設備的在線預約、設備授權使用、使用機時記錄、成功案例展示等功能，為實驗實踐項目的申報、實踐提供了有效便捷的預約使用與管理的途徑。項目執行過程中，我們強調的是指導教師的引導作用，重點放在進度與研究困難的把握與啟發上；另外一個重點是創新思維的鍛煉，以中期檢查與進度報告的形式來督促項目負責人在實踐中不斷思考與改進。在結題驗收環節，重點考察研究過程對創新精神與創新思維的鍛煉效果，而不是實驗實踐研究的結論與結果。從資助的100多項實踐項目來看，出現了一些跨專業、學科的交叉項目，部分項目主持人經鍛煉后進入了科研團隊、科研課題，也涌現出了部分學生發表研究論文、團隊參加省級競賽取得好的名次的好現象。

我們在實驗室資源的儀器設備、指導教師、創新能力培養過程管理等方面進行了項目管理式的實踐，從結果來看，實驗室資源的開放能給創新能力培養提供很好的支撐。但是，完整意義上的實驗室資源開放，其管理與運行機制的建立涉及的內容相當復雜，也牽涉到學校多個管理部門的協調與統籌，這需要在不斷地改革實踐中探索與推進。

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