優化實驗教學體系 創新人才培養模式

呂海霞， 李寧慧， 楊志杰， 尚龍安

(浙江大學寧波理工學院 生物與化學工程實驗教學中心，浙江 寧波 315100)

優化實驗教學體系創新人才培養模式

呂海霞， 李寧慧， 楊志杰， 尚龍安

(浙江大學寧波理工學院 生物與化學工程實驗教學中心，浙江 寧波 315100)

為加強省級重點生物與化學工程實驗教學示范中心的教改建設，中心以培養學生實踐創新能力為根本目標，與學院的專業建設、學科建設形成合力，將優質教學資源融合共享，落實教學理念、教學內容、教學方法及模式的轉變，構建了以能力培養為核心的“4個化工專業、3個拓展結合、8大實驗模塊、3個培養層次”的“4383創新實驗教學體系”和以適應產業發展需求為驅動的“內接專業、外接產業”的校企協同的實踐教學模式，教學質量顯著提高，實現了高校人才培養與社會人才需求的對接，提升了應用型院校的辦學水平和人才培養質量。

實驗教學； 實踐創新能力； 實踐教學模式； 示范中心建設

0 引 言

隨著國家創新驅動發展戰略推進，社會除了需求一般的技能型人才，更需要懂技術能創新創業的復合型應用型人才。對于化工類專業，實驗教學對實踐創新能力的培養具有無法取代的重要作用，是培養高水平應用型人才的重要組成部分。培養創新精神的前提和基礎是提高實踐能力。目前，實踐教學是高校學生培養中最為薄弱的環節。本科院校實踐訓練不足以及學生實踐主動性差導致實踐效果差、實踐創新能力不強、高校實踐教學與社會需求脫節，高校的實踐教學任重道遠[1]。

生物與化學工程實驗教學中心(以下簡稱中心)由1個基礎化學實驗室、2個專業基礎實驗室、4個專業實驗室、分析測試中心、4個校內實習實訓基地和2個寧波市重點實驗室組成的綜合類實驗教學中心。其中基礎化學實驗室在2005年通過了教育部基礎教學合格評估，分析測試中心2006年通過浙江省計量認證。中心承擔18門實驗課程，每年為全校8個本科專業1 500多名學生提供實驗、實訓等教學服務[2]。中心2010年成為省級實驗教學示范中心，2015年晉升為省級重點實驗教學示范中心建設單位。為此中心繼續深化實驗教學改革，優化實驗教學體系，創新實踐教學模式，探索提升化工人才培養質量的有效方法。

1 優化實驗教學體系

中心結合學校的人才培養定位和區域產業特色，本著“校企共建，協同育人”的建設理念，將知識傳授、素質提高、能力培養貫穿于實驗教學全過程，以培養學生“實踐能力和創新精神”為根本目標，與學院的專業建設、學科建設形成合力，將學院的重點學科、重點專業、重點實驗室等優質教學資源融合共享并合理配置，深化實驗教學改革，細化實驗教學體系，改善實踐教學條件，增強師資力量，針對生物、制藥、高分子材料、化學工程與工藝4個化工類專業的培養目標，注重實驗教學與科學研究結合、實驗教學與工程應用結合、實踐教學與產業需求結合，根據實踐教學規律和人才成長規律，形成基礎實驗、專業基礎實驗、工程訓練、專業技能、工程實踐、工程設計、綜合實踐、創新創業8個與實踐創新能力相關的實踐教學模塊，分別屬于基礎層次、提高層次和創新層次實驗教學，構建了以能力培養為核心的“4個化工專業、3個拓展結合、8大實驗模塊、3個培養層次”的4383創新實驗教學體系(見圖1)，實現對學生實踐創新能力的遞進式培養[3]。

圖1 4383實驗教學體系

1.1 基礎層次教學

基礎層次由無機及分析化學實驗、有機化學實驗、儀器分析實驗、物理化學實驗、過程工程原理實驗、生物化學實驗、認識實習、過程工程原理課程設計等實踐教學環節組成，側重基本方法技能、專業基礎技能和工程思維能力培養。

這些實驗課程與對應的理論課程的教學同步，實驗教學與理論教學銜接緊密，理論課老師同時代實驗課，做到二者相互支撐促進。以“生物化學實驗”為例，將實驗整合為三大模塊，即：糖模塊、蛋白模塊和質粒模塊。比如糖模塊要求學生從原料南瓜出發，經提取、醇沉、脫脂、除蛋白、柱層析、透析等操作得到精制南瓜多糖，鑒定其單糖組成[4]。模塊化開放式的實驗安排使知識銜接緊密，有利于學生形成系統的專業基礎知識。

“過程工程原理實驗”是4個專業的專業基礎課程，作為校級精品課程，實行層次化教學。“過程工程原理”研究各個單元操作的基本規律及其設備設計。為了加強化學工程與工藝學生專業基礎能力，在原來單個化工單元操作實驗項目的基礎上，將2個單元操作耦合形成綜合型實驗。并將過濾和干燥單元操作結合起來，物料先進行恒壓過濾，得到的濾餅再進行洞道干燥實驗，最后得到產品。通過自研制部分設備增加綜合型實驗，如超聲和索氏提取耦合實驗設備利用超聲微波技術提高索氏提取效率，提供一種高效提取天然產物的方法。該裝置也用于部分老師的科研，有利于高水平應用型人才的培養。

1.2 提高層次教學

提高層次由各專業綜合實驗、綜合化學實驗、校內實習實訓、生產實習、化工設計訓練、課程設計等實踐教學環節組成，著力培養學生的專業技能、工程實踐和工程設計能力。

各專業針對人才培養目標和專業發展需求進行專業實驗教學改革，以學院的重點專業或重點學科為依托，根據“產品工程”理念，將實驗教學與工程應用結合，以“產品”為導向整合“專業綜合實驗”教學內容，教師精選實驗和學生自主選題結合，設計從原料到產品的大型綜合專業實驗，注重從“產品功能設計→原料→反應→分離→產品分析測試”一個完整的產品生產或開發過程的實踐，使基礎型、綜合設計型和研究開發型專業實驗合理分配。形成中心以“工程產品”為特色的專業實驗課程群，共42個實驗項目。近3年來，新建和改建綜合設計型或研究開發型專業實驗項目10余項。各專業實驗在原有基礎上，統籌調整實驗項目，使學生受到更加系統地專業實踐訓練。

以面向4個專業開設的“綜合化學實驗”，將其整合為一門課程，動員教師的科研成果向實驗教學轉化，探索多專業協同、學科交叉的新的實驗項目，不斷豐富實驗教學內容，滿足不同專業學生選修的需求，更好地培養復合型外向型應用人才。

1.3 創新層次教學

創新層次包含大學生學科競賽、畢業設計、科研助手、大學生科研訓練計劃、大學生創新創業大賽等綜合實踐和創新創業環節，主要加強學生綜合實踐能力、創新能力和創業意識的培養。創新思維的形成離不開反復的實踐過程。每年學生參加大學生化工、制藥工程設計、生命科學、化學學科、化學實驗技能5大省、市或國家級學科競賽，中心將競賽的組織管理規范化和制度化，從校內預選賽到競賽的初賽、復賽，都有老師參與指導。由于參賽學生逐年增加，中心開設與競賽相關的課程或實踐模塊，在競賽成績提高的同時擴展豐富了實驗教學體系、提高實踐教學質量，最終提高了人才培養質量[5]。大學生科研訓練、創新創業項目由學生自愿組隊，自主立項、自主申請指導和基金資助，學生獨立嘗試科學研究方法，開闊了專業視野，實際應用能力和科研創新意識得到鍛煉，立項數目逐年增加，受益面不斷擴大，獨立完成項目的學生的能力提高明顯。

我校連續幾年在獨立學院綜合排名第一,主要得益于整體科研力量強大。教師科研任務重，但人力不足。實施本科生科研訓練計劃和科研助手制度，教師指導優秀本科生進入課題組，完成相關科研工作，與教師、研究生一起形成科研團隊。

以上項目中有的與學生畢業設計結合，有助于推動“教學研”一體化，形成師生受益、共贏的局面。近年來學生以上各項活動取得的成績均明顯高于國內同類院校的水平。

中心積極打造多樣化、個性化的多個實驗實踐教學平臺，鼓勵學生參加不同類型的實踐創新訓練，廣泛開展實踐創新創業活動，促進學生多樣化成才，注重實驗教學內涵建設，以實驗教學內容和實驗教學方法改革為核心完善實驗教學體系，提高教學質量[6-9]。

2 創新實踐教學模式

學校的教學設備比工業界應用的設備落后，很多實踐教學課程和環節無法到位，且實踐基地不健全，缺乏真實的工作環境，實踐教學的方法和手段落后，校內實踐教學與產業對接不緊密。中心以實踐教學模式改革為抓手，探索學校與行業企業聯合的實踐教學模式，創新人才培養模式，提高人才培養質量。

多層次的實驗教學平臺和實驗項目有助于中心探索新的教學方法及模式，本著“以學生為中心”的實驗教學理念，設計“學生為主，教師為輔”的實驗教學過程，深化教學過程互動，通過引導學生自主、合作、探究式學習，激發學生的自主能動性和潛能，讓學生對待實驗課程由“要我做”變成“我要做”。不同層次的實驗教學采用不同的教學方法，使學生在實踐過程中綜合運用專業知識，提高個人能力、團隊合作能力和工程實踐能力，從本質上提升教學的質量和效果[10-11]。以“生物工程專業實驗”為例，基于CDIO工程教育理念，以生物產品為主線，依據學生的培養方向設定生物產品項目，引導學生查閱文獻資料構思設計實驗技術路線，然后師生共同討論修正實驗方案，直至方案在現有實驗條件下可行。在此基礎上學生分組協作完成實驗，撰寫報告并答辯，最后由師生共同參與考核。

中心緊密圍繞區域產業發展需求與創新特色，結合專業特點和工程技術人才培養理念，以產業鏈為主線，推行以“產業”為導向的專業實踐環節，進一步對接課程鏈和產業鏈，充實細化實踐環節的訓練，使在校學生實踐能力得到全面系統的訓練，更好地滿足企業對應用型人才的需求[12]。目前，中心依托校企聯合實驗室中化寧波理工聯合實驗室和美諾華生物制藥聯合研究中心、生物生產過程中試等校內實踐平臺，開展產教融合、科研合作、實崗實訓、工學交替等加強學生實踐能力培養。讓學生在校學習期間就通過企業技術開發、技術改造和生產管理等項目，參與企業的相關項目，更好地了解和掌握區域產業技術現狀和企業需求。

在完善現有實踐平臺的基礎上，爭取建立更多校企合作的實踐教學平臺，并拓展校外實習實訓基地，采用校企聯合協同培養模式，通過“真題真做”，不但可以有效地培養學生實踐創新能力，也可較好地解決高校實踐教學與企業需求脫節的問題，實現“產-學-研”系統化，使高校人才培養與企業人才需求有效對接，形成以適應產業發展需求為驅動的“內接專業、外接產業”的校企協同實踐教學模式。除了共建校內外實習實訓基地之外，中心可以與企業合作開展實驗教改，比如，合作開發實驗項目及實驗教材、完善人才培養方案、培訓實驗教學師資等，更好地構建“內接專業、外接產業” 的校企深度融合的應用型人才培養模式。

3 成 效

中心創新性地構建并實施了“4383實驗教學體系”、校企協同育人模式，有效地激發了學生自主學習的潛能、培養了學生實踐創新能力、增強了高校人才培養與企業人才需求的銜接，取得了良好的成效。

3.1 學生受益面和輻射面廣

據麥可思第三方提供的調查數據顯示，生物與化學工程學院4個專業近5年直接受益的學生有4 500余人。中心的實驗教學成果多次在浙江省高校實驗教學會議及相關兄弟院校間進行交流展示[13]。

3.2 明顯提升了相關專業學生的培養質量

依據中國校友會網2015年中國大學本科專業排行榜，中心涵蓋的4個專業中，生物工程、化學工程與工藝2個專業列入中國獨立學院高水平專業，被評定為 “四星級”專業。2016年生物工程專業被評為“五星級”專業，是目前該專業在國內獨立學院中唯一的一個“五星級”專業。

(1) 學生在國家、省、市各級各類大學生學科競賽中取得佳績。近幾年學生參加學科競賽并取得好成績，共獲獎36項，其中獲國家級一等獎3項、二等獎4項、三等獎1項；省級二等獎10項、三等獎9項。

(2) 學生承擔國家、省、市各級創業創新項目多。學生課外科技活動參與人數逐年增加，成果豐碩。近5年承擔并完成國家級大學生創業創新訓練項目和國家挑戰杯立項共6項，省、市級立項7項，校級立項20項，學院級立項50多項。

(3) 學生就業競爭力增強。近5年畢業生就業率均保持95%以上，其中2015年就業率為95.7%，大學生創業率已達1.29%。2012～2015年考研出國升學人數達152人，年升學率超過15%。

(4) 學生創新成果突出。在校期間學生發表科學研究論文24篇，被SCI收錄9篇，一級期刊2篇，核心期刊7篇。申報專利11項，其中發明專利9項。

3.3 專職實驗技術隊伍水平明顯提高

中心近5年，專職實驗技術人員主持和參與的教研教改項目34項、發表與實驗中心建設相關的教研教改論文20篇，申報專利17項，3人晉升高級職稱。中心的“基于實踐創新能力培養的生物與化學工程實驗教學示范中心建設”2016年獲學校教學成果一等獎。

4 結 語

生物與化學工程實驗教學示范中心經過多年的發展和建設，構建了以學生能力培養為主線的“4個化工專業、3個拓展結合、8大實驗模塊、3個培養層次”的4383創新實驗教學體系和“內接專業、外接產業”的校企深度融合的實踐教學模式，有效提升了中心的整體教學水平。為進一步提高學校高水平應用型人才的培養質量，中心下一步將在實驗師資隊伍及實驗教學管理等方面深入探索與實踐，積極推動實驗教學的改革和創新，繼續強化大學生實踐創新能力的培養，持續建設實驗教學，提升獨立學院辦學水平和教育質量[14-16]。

[1] 浙江省高教學會.崇尚教學 追求卓越[M].杭州：浙江大學出版社,2015.

[2] 呂海霞,江海亮,鄒建衛.獨立學院創建實驗教學示范中心的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2013,30(12):138-140.

[3] 呂海霞,馮冬梅,尚龍安，等.實驗教學示范中心的可持續發展探討[J].實驗技術與管理,2016,33(7):167-170.

[4] 武玉學,童微星,王進波，等.應用型本科院校生物化學實驗模塊法教學探討[J].現代農業科技,2013(22):332-334.

[5] 呂海霞,楊志杰,張勝建.圍繞化工設計競賽,提高獨立學院人才培養質量的探索與實踐[J].化工高等教育,2014,31(1):57-60.

[6] 許建文,劉 斌,顧永華，等.材料成型實驗教學中心教學體系的研究[J].實驗技術與管理,2015,32(2):167-169.

[7] 秦海鴻,黃文新,曹志亮,等.電氣工程與自動化實踐教學體系的優化建設[J].實驗室研究與探索,2015,34(2):148-150.

[8] 徐國昌,卞 華,楊 雷，等.應用型中醫學實驗教學示范中心體系的構建[J].實驗技術與管理,2015,32(10):153-156.

[9] 梁杰珍,陳小鵬,王琳琳，等.“化學工程與工藝專業實驗”課程教學創新體系建設與實踐[J].實驗室研究與探索,2014，33(2):166-169.

[10] 陳志剛,楊新海,吳健榮，等.地方高校工程類應用型創新人才培養模式研究[J].高等工程教育研究,2012(1):75-79.

[11] 陸國棟,何欽銘,張 聰.強化過程、深化互動的教學方法改革[M].杭州：浙江大學出版社,2013.

[12] 韓東太,李意民,郭楚文，等.能源與動力工程學科綜合訓練中心建設[J].實驗室研究與探索,2015,34(1):157-160.

[13] 艾 寧,強根榮,趙華絨，等.化學化工實驗教學改革與創新[M].杭州：浙江大學出版社,2016.

[14] 季林丹,朱劍瓊,徐 進.國家級實驗教學示范中心十年建設工作總結[J].實驗室研究與探索,2014,33(12):143-146.

[15] 李 田,徐金榮,楊 玲.實驗技術人員如何在實驗教學中發揮作用[J].實驗技術與管理,2015,32(6):141-144.

[16] 吳敏華,李志平.實驗教學示范中心建設與實驗課程體系構建[J].實驗技術與管理,2011,28(10):105-108.

OptimizingtheExperimentalTeachingSystem,InnovatingTalentTrainingMode

LüHaixia,LINinghui,YANGZhijie,SHANGLongan

(Biotechnology and Chemical Engineering Experimental Center, Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo 315100, Zhejiang, China)

The construction experiences of Provincial Experimental Teaching Demonstration Center of Biotechnology and Chemical Engineering are summarized. To cultivate the practice and innovation ability of students, attach great importance to the transformation of idea, content and model about experimental teaching, an innovative experimental teaching system and practice teaching mode involving university-enterprise cooperation are built, the establishment has been proved to meet the social demand for talents and improve the educational level and quality of talent cultivation in applied independent college．

experimental teaching; practice and innovation ability; practice teaching mode; construction of demonstration center

G 642.0

A

1006-7167(2017)11-0151-04

2017-01-06

“十二五”浙江省實驗教學示范中心重點建設項目(浙教辦高教[2015]101號);浙江省高校實驗室工作研究項目(YB201631);浙江省高等教育課堂教學改革項目(kg20160552)

呂海霞(1975-)，女，內蒙古鄂爾多斯人，碩士，講師，主要從事化工實驗教學及實驗室管理。E-mail：lhaixia@nit.net.cn