基于創新競賽的實驗室開放運行機制改革

張曉楓， 曲凱歌， 嵇曉強， 寧春玉， 王清爽， 于源華

(長春理工大學 生命科學技術學院， 吉林 長春 130022)

合理充分地利用高校實驗室資源，在教學計劃學時外為學生提供實驗場所、儀器設備、實驗耗材等實驗條件，面向相關專業的學生實行實驗室開放[1-3]， 并以多種實踐形式激發學生的實驗興趣、培養學生的科學素質、提高學生的創新能力，是高校實驗室開放的初衷及目標。

實驗室開放制度在高校實驗室的運行由來已久，但由于制度、人員、資金和運行機制等諸多因素，實驗室的開放效果并不理想，一直處于比較松散狀態，尚未形成一個比較科學、合理的運行模式，許多高校仍然處于保守的嘗試階段[4]。近年來，隨著科學技術的迅猛發展，人才市場對高校畢業生的普遍要求，使得教育部和各高校越來越重視學生的創新創業意識的培養和科學實踐能力的鍛煉，從經費的投入到師資的培養以及管理模式的改革等各方面加大力度，進行實驗室的建設，在此基礎上，開展各種形式的實驗室開放實踐活動。

本文就我校實驗教學中心的實驗室開放運行機制改革進行分析和研究，以開展各類型創新競賽為契機，豐富實驗室開放內容，促進實驗室開放運行，并取得了階段性成果，建立了一套具有我校生命學科特色的實驗室開放運行的、學生創新能力培養的模式，形成了一個切實可行的、具有一定參考價值的開放性實驗室管理運行體系。

1 實驗室開放運行與改革

1.1 實驗室管理體制

目前，高校實驗室的功能與定位已經從以往僅滿足實驗教學需要，提升到開放的，以及將理論知識、實踐能力和綜合素質培養融合于一體的完美轉換[5]。實驗室開放的順利運行主要依賴于適合于學科特色的實驗室管理體制以及合理的實驗室開放管理制度。實驗室的開放除了實驗項目(競賽項目)的開放外，儀器設備、時間、空間和管理制度的開放管理也都在開放范疇之內[6-8]。各高校實驗室管理體制不同，開放運行的管理也相應不同，在學校的大背景下，如何建立健全適合于學科特色的實驗室管理體制是實驗室開放的重要前提。

我院實驗室主要分為教學實驗室和科研實驗室2大類，根據實驗室的職能與功能，成立了校級的實驗教學中心，并設有實驗教學中心主任，主要負責學院的教學實驗室各項工作的具體管理和運行。科研實驗室則由學院各學科課題組具體管理運行。原則上，學院所有實驗室由學院統一管理，實驗經費由學院統一支配。在實際運行中，實驗中心主要負責本科生的實驗教學，科研課題組負責研究生的實驗室教學，但為了實現資源共享、避免重復建設，以便提高實驗室的使用效率，建立了可交叉、多層次、梯度化的實驗室開放管理體制。

1.2 實驗室開放運行機制

我院正常運行的實驗室由實驗中心統一管理，開學初，根據學生實驗開課計劃制定各個實驗室的學期課程情況，并發布給各實驗室及學生，做到時間透明，有利于開放性實驗預約。各種形式的開放性實驗，由學生和指導教師共同預約，經審核(安全培訓、基本儀器設備使用培訓及實驗規程培訓等)通過后，方可進入實驗室開展實驗，確保開放性實驗的安全。

近年來，雖然高校實驗室開放都在逐步開展，但效果不佳、觀念滯后，是影響開放運行的主要因素[9-10]。計劃學時內的實驗，只能幫助學生理解理論課的相關內容，大多數屬于驗證性項目，而一些配套的實踐環節也是教師制定的實驗內容，雖然這些實驗在一定程度上鍛煉了學生的實踐能力[11]，但是尚未能提升學生的實踐創新意識。學科競賽是一種有效的創新實踐活動，但是我校許多學生的創新熱情調動不起來，學生的創新思維激發不出來，學習常常處于比較被動的狀態[12]。因此，一要做好創新競賽各項工作，讓學生對之有正確的認識和應有的重視；二要加強對學科競賽形式的實驗項目的管理，有效推動實驗室的開放運行。

1.2.1 階梯式學科競賽創新平臺

高等教育，特別是理工類學科，以培養適應創新型國家建設需要的高水平創新人才為己任。我校是一所以光電技術為特色，光、機、電、算、材相結合為優勢，以工為主，工、理、文、經、管、法、藝多學科協調發展的教學研究型大學。我院依托學校大光電學科特色，在生物、醫學、光學等多學科交叉研究及人才培養方面形成特色優勢。為提高我院學生的創新創業能力，我院大力支持國家及省部級各類創新創業大賽，建立面向全體學生的階梯式學科競賽創新平臺。

我院根據學生的年級、專業以及學習能力展開了不同層次類型的創新競賽，與學科緊密相關的競賽項目詳見表1。

表1 具有學科特色的創新競賽

通過開展這些競賽，學生從一年級開始就可以進入實驗室，感受到科學實踐的魅力，由淺入深，學生從自己的興趣出發，根據自己的專業和愛好積極申報競賽項目。

我院組織開展的“生命之光”創新競賽主要是面向低年級的相對簡單的實驗項目，學生可以通過一個小小的“智能急救報警裝置”或者 “制作活性乳酸菌”等項目，邁進所學專業的門檻，享受實踐動手過程的快樂，激發學生理論聯系實際的學習熱情，鍛煉學生獨立解決科學問題的能力。

隨著年級的增長，學生具備了較好的基礎理論知識后，可以參與到一些技能水平的競賽，比如“大學生生物實驗技能大賽”，通過此類競賽進一步強化學生的實驗技能與熟練水平，增強學生嚴謹的科學作風和認真的實驗態度，為以后的科研工作打下堅實的基礎。

在此基礎上，學生可以根據自己的興趣愛好，認真研究各類競賽的主題方向，聯系指導教師，積極申報各類創新競賽項目，比如“大學生生命科學創新實驗大賽”是由我院主要承辦的面向生物及相關專業的創新競賽，學生將自擬的創新實驗項目取得的成果(學術論文、發明專利等)參加競賽，切實鍛煉了學生從理論到實踐，再由實踐總結成果，甚至由成果轉化產品的科研能力，有效地增強了學生的創新能力與創業思維。

另外，對于那些選題好、創新性強、有實物成果的項目，學生可以申請參與更多類型的國家級作品設計競賽，比如“生物醫學工程創新設計競賽”“大學生課外學術科技作品競賽”“大學生智能互聯創新大賽”等。這些國家級的競賽項目，是全國范圍內學科交流的良好平臺，能開闊學生的眼界、激發學生的創新實踐興趣、增強學生的創新創業意識。

1.2.2 學科競賽組織模式

學院開展的各類創新競賽，根據難易程度，呈金字塔狀分布。低年級學生可以參加學院組織的競賽項目，每班基本上有95%的學生參加，準入門檻低，主要培養學生的興趣。在項目申請上，學生自由分組，每組基本為3～5人，自擬題目，根據題目的研究方向選擇指導教師，教師在基礎類競賽項目中可以指導1～3組，具體流程如圖1所示。

圖1 創新競賽開放性實驗項目具體流程

短期創新競賽項目1～3個月，較長期的項目可以達到1年，要求每個項目必須合理分工，進度安排合理，指導教師必須長期監督跟進，以便確保這些項目能夠按時完成。

隨著個人水平及知識儲備的提高，學生可以組隊申報各類省級及國家級項目，具體流程與圖1類似。由于申報要求和難度，項目數相對少于基礎類的競賽項目，但此類項目也是學生拉開層次，創新能力培養的良好平臺。

1.2.3 獎勵體制

為了鼓勵學生盡可能地參與各類創新競賽，學校、學院、實驗中心以及組織單位都有各種形式的獎勵，學校根據學生參加的競賽類型及級別獎勵相應的實踐學分，學院根據項目結題后的成績給予一定的經費鼓勵，實驗中心向學校申請專項經費，在項目過程中全力支持學生的競賽實施，提供常用的實驗耗材支持。一些組織單位根據學生的競賽成果給予評獎及獎金鼓勵等。各種形式的獎勵機制都是為了吸引學生參與到創新競賽中來，達到培養學生創新能力的目的。

此外，對教師的激勵體制也是非常重要的環節，各類競賽的指導教師可以是專任教師，也可以是科研教師和實驗技術人員，尤其是科研教師和實驗技術人員，本身在實驗室工作，更便于指導學生進行創新競賽的開放性實驗，保證各項儀器設備使用的安全性、耗材等物品的使用規范性。

教師可以通過指導創新競賽獲得相應的教學工作量，獲獎項目可以在職稱評定中作為重要業績，一些國家級項目還可以得到一定的獎金支持。這一系列的政策鼓勵，也使得教師在指導創新實驗項目中更為積極，保證足夠的參與熱情。近年來，學院大量引進年輕教師，使得師資隊伍充滿活力，學歷與科研水平普遍提高，而且通過學院專業碩士和學歷碩士的培養，專職教師可以指派研究生幫助指導本科生的創新實驗項目，有效發揮實驗室學生的傳幫帶教學手段，在一定程度上實現實驗室開放的可持續發展。

2 階段性成果

學院經過近幾年的實踐與發展，實驗室充分地發揮了其功效，利用率明顯提高，通過各類創新競賽促進實驗室開放運行的改革取得了較好的成效，各類成果數量顯著。

近5年來，據不完全統計，共有8屆，約860名學生通過創新競賽的項目使用實驗室資源，使實驗室的利用率大幅度提高。每學期，除去計劃內學時不能開放外，全部面向學生開放，這使得本科生實驗室利用率高達40學時/周，實驗室資源得到充分利用，95%以上的學生通過參加各級競賽項目得到了鍛煉與提高，具體成果體現在發表的學術論文、獲獎率、考研率、就業等方面。

學生在本科生階段通過競賽項目可以在核心期刊發表學術論文，充分鍛煉了學生的科研能力和科研論文寫作水平，平均考研率達到48.8%。此外92.5%學生畢業后從事本專業的工作。我校參賽項目多次在競賽中獲獎，2016年獲得全國大學生生物醫學工程創新設計競賽國家級二等獎1項、三等獎3項，獲“內蒙古杯”首屆全國大學生生命科學創新實驗大賽國家級三等獎1項，獲第四屆吉林省大學生生物實驗技能競賽二等獎8項、三等獎2項，獲得第二屆吉林省大學生生物與醫藥創業計劃大賽一等獎2項，二等獎2項、三等獎3項，2017年獲第五屆吉林省大學生生命科學創新實驗大賽一等獎5項、二等獎6項、三等獎3項。學院領導大力支持，保證每學期的各項競賽有條不紊地順利開展。

3 結語

基于創新競賽的實驗室開放運行管理改革是以開展“階梯式的創新創業競賽平臺”為契機，全面調動學生及教師的熱情，學生主動申報為主、教師指導為輔，結合良好的實驗室開放運行機制及獎勵激勵辦法，既實現了實驗室資源的充分利用，又提高了學生的實踐能力和創新能力，為本學科學生的就業或繼續深造打下堅實的科研工作基礎，形成一個互促共贏的、良性循環的、可持續發展的實驗室開放運行管理模式，具有良好的現實意義。

References)

[1] 劉其濤，井西學，趙仁宏，等.提高實驗室開放教學效果的方法研究[J]. 實驗室科學，2009，12(4):124-126.

[2] 譚正德，周原，易兵.化學全開放實驗教學的淺析[J]. 廣東化工，2009，36(10):194-195.

[3] 盧艷軍.開放式實驗教學模式的探討[J]. 實驗室科學，2009，12(1):23-26.

[4] 張艷芬，劉中成，耿強，等. 新形勢下高校實驗室開放管理與運行機制的研究[J].實驗技術與管理，2013，30(3):180-183.

[5] 強根榮，劉秋平，盛衛堅，等.普通高校實驗室開放的模式與管理機制探索[J]. 實驗技術與管理，2010，27(10):185-187.

[6] 許輝，魏瑩，侯海鴿，等.地方高校實驗室開放管理及運行機制的探索[J]. 實驗室科學，2011，14(2):148-151.

[7] 陸錦沖.大學生科技創新能力培養體系的構建與實現[J].中國高等教育，2012(23):55-56.

[8] 張艷芬，劉中成，耿強，等.新形式下高校實驗室開放管理與運行機制的研究[J]. 實驗技術與管理，2013，30(3):180-183.

[9] 劉潮， 韓利紅， 卯霞. 高校開放式實驗教學實施過程中的問題及對策[J]. 高校實驗室工作研究，2013(4):90-92.

[10] 徐小明，張湘偉，丁政，等.開放型實驗教學管理模式與系統實現[J].實驗室研究與探索，2007，26(8):80-82，112.

[11] 邢麗波，桂馨，康九紅.實驗室開放與管理[J]. 實驗室研究與探索，2014，33(9):252-255.

[12] 黎冬媛，周文輝. 面向創新應用型人才培養的實驗實踐教學改革[J]. 計算機教育，2011(12):110-112.