大學生創新實驗室的建設與實踐

黃善波, 王加勝, 鞏 亮, 羅小明, 李玉星, 解俊梅

(中國石油大學(華東) 儲運與建筑工程學院， 山東 青島 266580)

0 引 言

創新是一個國家和民族持續發展的源泉和動力，21世紀是創新的時代。黨中央已經將創新的重要性提到前所未有的高度。十八屆五中全會和2014年中央財經領導小組第七次會議上[1]分別指出，“我們必須把創新作為引領發展的第一動力，把人才作為支撐發展的第一資源，把創新擺在國家發展全局的核心位置”“人才是創新的根基，是創新的核心要素。創新驅動實質上是人才驅動。為了加快形成一支規模宏大、富有創新精神、敢于承擔風險的創新型人才隊伍，重點在用好、吸引、培養上下功夫。”面對國家對創新人才的迫切需求，如何構建大學生創新意識和創新能力的培養體系，是擺在高校面前的重大課題。要培養創新型人才，首先要提供有利于創新人才培養的條件和環境。實驗室是開展創新教育的重要基地，建設創新實驗室是培養大學生創新意識和能力的有效途徑，是落實國家創新教育戰略的重要舉措。只有努力創造條件，讓更多的學生有更多的機會進入實驗室，才能在實踐中激發學生參與創新的熱情。為此，全國各高校圍繞著培養和提高大學生的創新意識和能力，從實驗室的資源建設、運行機制等各方面都做了大量有益的探索和實踐[2-8]，取得了初步的成效。

儲運與建筑工程學院是學校的特色學院，多學科交叉融合是學院的特點。目前學院在創新教育組織管理與協調、教師指導、實驗室開放、實驗資源利用、實驗創新場所建設、創新教育運行機制不到位、創新活動隨機性強、存在功利化傾向等一系列問題。究其本質是缺乏行之有效、系統的大學生創新教育體系。為此，學院從2013年開始，結合學院的學科特點和現狀，借鑒與參考兄弟高校的建設實踐和經驗[3-5,9-15]，依托現有的實驗室資源，探索構建以創新實驗室為平臺的課外大學生創新人才培養體系。

1 創新實驗室建設的目標和原則

大學生創新教育是系統工程，大學生創新實驗室建設是內涵建設，包括大學生開展創新活動的實驗平臺，及大學生創新教育的體系與機制建設。針對大學生創新教育中存在的問題，學院提出了以培養大學生的創新意識和創新能力為目標，以儲建學院大學生創新實驗室建設為平臺，構建課外大學生創新人才培養體系。

(1) 注重特色。從過去學生參加的創新創業項目、取得的學科競賽成果以及申請的專利來看，學院大學生創新活動主要集中在油氣行業的節能環保和新能源等領域。為此，結合學院多學科交叉的優勢，將傳統的油氣優勢與節能、環保和新能源結合起來，以“節能環保與新能源開發利用”作為創新實驗室建設的主題與特色。

(2) 重在基礎。創新實驗室不再建設重復性、驗證性的實驗平臺，而是圍繞著創新實驗室的主題與特色，通過整合與新建等途徑，重在為大學生開展科技創新活動提供平臺與條件，如實驗場地、實驗條件、實驗手段和測試平臺等，為大學生開展創新實驗提供便利。

(3) 突出創新。創新是創新實驗室建設的生命線，實驗室建設圍繞著學科專業前沿、社會熱點等方面展開，引導學生在傳統的油氣特色工程技術、新能源開發利用、傳統能源高效利用與節能、環境保護等特色方向上開展創新研究。

(4) 開放共享。開放共享是創新實驗室的活力所在。圍繞創新實驗室主題，整合學院的實驗資源，構建開放共享機制，實現時間、空間、實驗對象和實驗課題不限的開放原則，為學生營造一個寬松自由、能充分發揮其創造性和想象力的廣闊空間。

大學生創新實驗室建設是將硬件與軟件合二為一的系統性建設。硬件建設是整合和優化現有的實驗教學資源，建設油氣特色技術、節能與新能源利用、環境保護與綠色建筑等3個創新實驗平臺；軟件建設是指圍繞服務于創新教育的制度、隊伍、運行機制、創新項目體系等機制建設。硬件和軟件相互依托與支撐，形成系統的課外大學生創新人才培養體系。

2 優化資源配置，搭建創新教育的實驗平臺

面向學院6個專業建設單一的學生創新實驗室，受到學科專業方向、場地、規模、資金投入、設備選購等多種客觀因素制約。因此，學院圍繞著創新實驗室的主題，依托學科和專業建設，通過整合現有的實驗室資源和新建實驗室兩種途徑，建設了以下3大實驗平臺：

2.1 油氣特色技術實驗平臺

依托油氣儲運國家實驗教學示范中心、油氣儲運國家級仿真實驗室和新建的創新基礎實驗室而建設的，體現了學院的油氣特色，實驗室面積約900 m2。該平臺圍繞油氣的儲存與運輸，可開展輸送工藝、油氣物性、管道腐蝕與防腐、油氣儲運安全、儲罐與管道的應力分析、管道的可靠性與失效評價、管道與儲罐建設的土力學分析等方向的研究，實現了傳統的油氣特色和力學學科、土木工程學科的交叉融合。

2.2 節能與新能源利用實驗平臺

依托能源與動力工程專業實驗室、油氣儲運實驗室、燃氣實驗室和新建的新能源實驗室，實驗室面積約600 m2。該實驗平臺可進行油氣生產、加工和儲運環節的節能降耗分析與評價、太陽能熱利用與熱儲存實驗、海洋溫差發電和余熱回收等低品位能源利用實驗、強化傳熱技術、高效相變傳熱實驗等。該實驗平臺實現了油氣特色與工程熱物理學科的交叉融合。

2.3 環境保護與綠色建筑實驗平臺

依托清潔燃燒、建筑材料與建筑物理實驗室而建設的，實驗室面積約300 m2。依托實驗平臺可開展高效燃燒技術實驗、含油污泥熱解實驗、污染物排放控制實驗、低NOx排放的內燃機低溫燃燒實驗、煤粉燃燒與轉化實驗、綠色建筑材料制備、綠色建筑設計與研發等方向的研究，是油氣特色和工程熱物理、建筑學的交叉與融合。

學院大學生創新實驗室于2013年獲得學校立項建設，投入40萬元專項建設資金，建設了由學生自行管理的55 m2大學生創新工作室；在教學基本建設經費的支持下，通過整合、購置、新建等方式，豐富和完善了專業實驗室，建成了開放性、創新性的多學科交叉的大學生創新實驗平臺。

3 構建創新教育的運行保障機制

3.1 注重制度建設，強化創新教育的組織保障

為了加強大學生創新教育的組織與領導，確保創新教育有章可循、有據可依，學院加強了組織和制度建設。成立了由院長任組長的大學生創新創業工作領導小組，定期研討、總結創新教育工作；成立了大學生創新教育學術委員會，由學院教授委員會主任擔任主任，學院分管領導、教授委員會成員、骨干教師為成員，為大學生創新教育活動提供學術指導，如創新實驗室建設方案與規劃的審定、大學生創新項目的指導與評價、學科競賽指導。同時，學院制定了“儲建學院關于進一步加強大學生創新精神和創新能力培養的實施意見”文件，對大學生創新教育工作的組織管理、創新項目的組織與管理、指導教師隊伍的組織與管理、經費使用與管理、激勵措施等進行了詳細的規定。

3.2 構建雙向激勵機制，師生共同推進創新教育

良好的激勵機制是推動大學生創新活動的重要保證，為此學院構建了雙向激勵機制，不僅要激勵學生，更要激勵教師，以充分調動師生的積極性和主動性。對學生，在專業培養方案中將大學生科技創新納入畢業要求，規定每位學生必須取得2個科技創新學分方能畢業，保證了創新教育的覆蓋面和學生的主動性。同時，還將大學生承擔創新課題、參加學科競賽等業績與大學生的評獎評優、榮譽表彰、推免保研等學生切身利益掛鉤。為了解決教師指導不到位等問題，將指導大學生自主實驗、創新創業項目、學科競賽等的情況作為教師的教學業績，與年終崗位津貼掛鉤；將副高及以上教師指導大學生課外科技創新的教育業績作為崗位聘任的基本條件，激發高水平教師參與大學生創新教育的主動性與積極性。

3.3 完善實驗室運行機制，保障實驗室有效開放

為了保證實驗室的開放共享，學院制定了“儲運與建筑工程學院大學生創新實驗室管理和運行規定”和“儲運與建筑工程學院實驗室開放實施細則”，對創新實驗室的管理、開放、學術交流等進行了規定，確保大學生創新實驗室運行制度化和規范化。成立了創新實驗室管理委員會，由教學副院長擔任主任，負責實驗室日常管理事務。

考慮到學生個體的差異性，并保證創新教育的覆蓋面，學院實施了開放實驗計劃。將專業的課內實驗作為其他專業學生的開放實驗，并依據實驗類型給予一定的科技創新學分，吸引學生利用課外時間參與開放實驗。同時，為了協調實驗室、實驗教師和學生的時間，學院提出了“三周循環推進”的開放實驗教學模式，每三周發布一次開放實驗項目，扎實推進了實驗室開放工作。

3.4 構建創新項目體系，為大學生搭建創新項目平臺

學生的認知興趣和自我發展需要是其進行創新實踐的源泉和動力[11]。為了滿足不同學生群體的創新活動需要，學院依托大學生創新實驗平臺，構建了由“開放實驗、自主實驗、大創項目和學科競賽”組成的層次化、遞進式創新項目體系，吸引不同層次的學生以不同的方式參與創新教育。除開放實驗外，學院提出了“大學生自主實驗計劃”，定期向教師、學生征集實驗課題，課題通常來自教師科研或學生感興趣的自擬實驗，學生利用課外時間開展實驗，結題通過后給予科技創新學分，分值高于開放實驗。構建了“國家-校-院”三級大學生創新創業項目體系，每年向教師和學生征集創新創業項目課題，形成院級項目；從院級項目中擇優推薦校級、國家級項目，保證項目的延續性；構建了“國家-校-院”三級學科競賽體系，以賽代練，鍛煉大學生創新能力、團結協作精神和科學精神，推動大學生創新創業活動。

3.5 倡導“以學生為中心”的創新教育模式

摒棄了傳統的以教師為中心的灌輸式培養模式，提出了“學院主導性、學生主體性”的創新人才培養模式。學院主導性是指學院要主動為創新教育搭建平臺，營造自由開放的環境，提供項目支持，保證學術指導，落實資金經費；但在具體的創新活動中，以問題或課題為核心，倡導以學生為主體的理念，使學生由以往的被動式參與轉變為主動式研究。在創新實驗室內，學生是各項活動的主體，從課題的立題、選題、組隊、開題、設計或研究、結果分析、報告撰寫、答辯匯報等整個過程，都由學生主導完成，教師只指點、指導或把握引導作用。這種模式，不僅可調動學生的積極性和主動性，還激發學生勇于探索、敢于創新的想象力和創造性，有利于培養學生的創新意識和創新能力。

3.6 搭建創新交流平臺，活躍創新教育氛圍

學院定期舉辦創新論壇，搭建技術交流平臺，邀請院內外、校內外專家學者進行學術交流；定期組織創新沙龍，師生交流創新經驗，推介教師科研成果、分享創新心得；定期開展創新成果展覽，發揮優秀創新成果的示范引領和輻射帶動作用；組織新生科技創新宣講會，向新生介紹學院的創新平臺、機制和政策；建立創新學長領航計劃，以老生帶新生，實現共同創新，同時保證了創新項目和工作的延續性。

4 創新實驗室的建設成效

學院構建的課外創新人才培養體系有效地支持和保障了大學生創新教育工作。2016年共接受352人次進行了開放實驗，完成大學生自主創新實驗28項，參與學生74人次。近3年來，依托創新實驗室，共立項國家級大學生創新創業訓練項目21項，校級96項，院級56項；獲得省級以上競賽獎勵131項；授權實用新型專利70項，學生參與發表論文16篇；孵化創業項目9個，成立公司7家，帶動就業人數60余人；組織各類校級以上學科競賽14次。其中作品“一種聚光型發電集熱太陽能梯級利用裝置”獲得第十四屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽“智慧城市”專項賽一等獎，“一種基于槽式雙反射鏡聚光和人工黑體的新型太陽能集熱器”獲得第十三屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽二等獎和交叉創新二等獎，作品“西氣東輸十五年西部沿線省區能源結構變遷對節能減排的貢獻及發展對策分析—基于西氣東輸寧夏段的探究”獲得第九屆全國大學生節能減排社會實踐與科技創新競賽一等獎，Sunshine大學生創新團隊榮獲2014年全國“小平科技創新團隊”稱號。2016年組織承辦了第一屆全國大學生油氣儲運工程設計大賽，反響強烈，獲得行業的認可與好評，被列為油氣儲運工程領域2016年十大熱點事件之一。

5 結 語

大學生創新意識和創新能力的培養應貫穿于人才培養的各個環節。以大學生創新實驗室建設為依托，構建起的大學生課外科技創新的實驗平臺和運行機制，作為大學生創新教育的第二課堂，為開展大學生創新創業教育提供了保障條件，鍛煉了大學生的實踐與創新能力，培養了大學生的科學態度和創新精神，成為第一課堂的有力補充。

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