構建四層次實驗室開放體系培養創新型人才

□許 濤 徐曉龍 路正蓮

以實驗室開放為手段培養創新型人才是當前中國高校教育教學改革的重要舉措，已經成為高等教育界的共識[1]。但在目前的實驗室開放過程中，依然存在指導教師積極性不高、學生參與面窄等問題，河海大學物聯網工程學院的教學人員以問題為導向，在借鑒前人成功經驗的基礎上，構建了四層次實驗室開放體系，即基礎訓練的實驗室場地開放、課程實驗的揚優補差開放、專業實驗室開放和科研實驗室開放，創新型人才培養取得較好成效。

一、實驗室開放研究現狀及實踐中存在的問題

(一)研究現狀。早在2005年，教育部就明確要求“高等學校的所有實驗室和圖書資料室都要向學生開放，建立大學生盡早進入實驗室研究的基本制度和運行機制”[2]。自此以后，有關實驗室開放的研究文獻突增，在中國知網輸入主題詞“實驗室開放”，檢索到文獻3,504條。研究角度主要有：實驗室開放的內涵分析[3]、實驗室開放的模式研究[4]、實驗室開放的類型研究[5]、實驗室開放對創新型人才培養的促進作用闡述[6～7]、實驗室開放運行的機制構建[3,8]、實驗室開放的管理機制探討[8～9]、實驗室管理體制改革[10]、信息化對實驗室開放的作用[11]等8個方面。

在實驗室開放實踐層面，文獻也報道了多所高校的成功做法[8]：北京師范大學為培養學生的創新精神和實踐動手能力，實驗室全天開放，并設立“本科生科研基金”；中山大學實施開放式實驗教學，增加本科生的開放式、研究性實驗，又設立創新化學實驗與研究基金，開展學生科技實踐活動；南京大學化學實驗中心為培養學生的創新精神、創新能力和綜合能力，創建開放實驗室，建立3個層次的開放模式；清華大學的專業實驗室開放突出特色，增加綜合性、科研性、工程化較強的選修實驗；河海大學物聯網工程學院以物聯網新技術展示實踐教學平臺和大學生創新創業大講堂為引領，以項目管理為抓手建設了大學生創新創業實踐基地，對學生全天候開放[12]。

(二)實踐中存在的問題。隨著對實驗室開放研究的深入和長期實踐，實驗室開放中存在的諸如管理制度不完善、運行機制不合理、實驗教師隊伍建設滯后、經費投入不足等問題，都隨著對實驗室開放的重視程度增加而解決了，但是指導教師積極性不高及學生參與面窄的問題還沒有完全解決，使得實驗室開放對創新人才培養的作用大打折扣。

1.指導教師積極性不高。在實驗室開放中，指導教師負責對學生的開放實驗進行指導。但是對指導教師而言，計劃內的教學、科研任務已相當繁重，而計劃外的開放實驗與教學獎勵、職稱晉升等不掛鉤，配套的開放保障體系不完善，很難讓教師有積極性設計出有價值的實驗開放項目并指導學生完成實驗。雖然文獻[13]、[14]等提出實驗室開放工作與工作量計算、職稱評定掛鉤的政策建議，但由于實驗室開放工作不易量化，另外高校工作面廣量大、并處在改革的進程中，事實上，實行實驗室開放與工作量計算、職稱評定掛鉤的高校數量微乎其微。

唯有在崗位設置(充分利用學院的辦學自主權，設置專門崗位負責實驗室開放管理工作)、教學規范制定及監控、實驗室開放工作量化、共贏機制建立(增加實驗室開放自身的造血功能)方面進行探索實踐，才是目前提高指導教師積極性的有效方法。

2.學生參與面窄。沒有學生參與到實驗室，實驗室開放就沒有意義。但是在學分制情況下，學生只要能夠完成教學計劃規定的學分即可畢業，而對無學分吸引的實驗室開放項目，沒有積極性。因此對實驗室開放而言，學生參與面較小，參與度較低。

二、四層次實驗室開放體系

為有效提升實驗室開放對創新人才培養的促進作用，河海大學物聯網工程學院的教學人員在借鑒前人經驗的基礎上，構建了基礎訓練的實驗室場地開放、課程實驗的揚優補差開放、專業實驗室開放和科研實驗室開放等四層次的實驗室開放體系。

(一)基礎訓練的實驗室場地開放。學院建有開放式大學生創新創業實踐基地，面積500余平方米，能夠同時滿足300人的創新創業實踐需求。基地建有基礎訓練實驗室、工具及元件庫、大學生學術交流中心、大學生學術交流咖啡屋、大學生創新成果展示中心，硬件資源豐富；基地由學院主管領導、大創基地主任、分管輔導員、指導教師組成的領導及管理團隊齊抓共管；學院聘用有責任心、理論基礎扎實、實踐能力強的實驗室專任教師擔任大創基地主任。采取學生自主管理為主、教師指導為補充的科學管理方法，基地運行平穩[12]。

為避免實驗室開放流于形式，大創基地多措并舉來增加參與實驗室開放的學生人數：一是定期舉辦大學生創新創業大講堂，邀請杰出校友演講他們的創新創業故事、聘請校內外知名教授講述專業相關技術進展、邀請進政府部門領導宣講科技政策和人才政策等。二是建設大學生創新成果展示中心，以實物、圖片、獲獎證書、典型成果等形式展示學生的實踐創新成果，激勵學生的創新創業意識。三是把參觀大創基地作為新生入學教育的必修課，安排高年級同學當講解員，鼓勵學生積極參加大學生“科技創新攀登計劃”、“挑戰杯”等各種競賽。

(二)課程實驗的揚優補差開放。河海大學物聯網工程學院實驗教學一直按“實驗預習、實驗操作、記錄審簽與器材檢查、實驗報告、實驗考核與實驗室開放等‘五環’管理”的要求實施[15]。作為實驗教學的重要一環，實驗室開放受到師生的普遍重視。

實驗室設置了多個學生助管崗位來彌補實驗師資的不足，從同年級優秀同學中挑選部分同學，利用課余時間協助教師幫掉隊的同學跟上教學進度；從已確定保研的大四同學中選出少數同學，利用節假日幫助優秀學生完成超出大綱的設計與研究性實驗內容；從研究生中挑出部分優秀同學，利用長假協助教師指導學生在實驗室完成創新課題。這種以教師主導、學生自主、完全開放的模式使不同層面的學生均得到了較好的實踐機會。

實驗室開放作為重要的教學環節要受到學院的大力支持和監督，使得實驗室開放工作落到了實處，對學生實踐創新能力的提高起到了很好的促進作用。

(三)專業實驗室開放。隨著“211”、“985”、“卓越計劃”、“雙一流”為代表的高等教育建設計劃的實施，高校實驗室建設取得了長足進展，但是實驗室的利用率卻明顯下降，只有少數基礎課實驗室和專業基礎課實驗室滿負荷運轉，大量的專業實驗室大部分時間是空關，嚴重浪費資源(原因是各專業人數有限)；而另一方面，相當一部分教師苦于沒有相對固定的科研場地，不敢承接服務社會的橫向課題。基于此，學院制訂了《專業實驗室開放管理辦法》，鼓勵專業課教師與實驗室專任教師合作開放專業實驗室，在不影響實驗教學的前提下充分利用現有實驗設備，引導高年級本科生和研究生根據興趣愛好進入相關專業實驗室，在教師的指導下進行項目研發或科學實驗。專業實驗室教師根據《實驗室開放申請書》中的項目研發或科學實驗內容、期限、學生人數等，擬定實驗室開放計劃，并輔助專業課教師對學生進行指導，每年學院會對列入實驗室開放計劃的項目進行評估，根據評估結果，調整實驗室開放計劃。

通過專業實驗室開放，讓專業課教師找到了相對固定的科研場地、學生也受到了科研訓練、專業實驗室提高了利用率、學院增加了科研總量，實現了多贏的效果。另外，由于學生(包括研究生)、實驗室專任教師、專業課教師的長期合作，使得相對缺乏科研經驗的實驗室專任教師也融入到了專業課教師的科研團隊；由于本科生長期參與，使他們留在本校攻讀碩士學位的意愿明顯增強；讀本校研究生的比例提高也為專業課教師的科研可持續性得到加強，形成了學生、實驗室專任教師、專業課教師為主體的學術命運共同體機制，增強了學院的科研實力。

(四)科研實驗室開放。為使科研實驗室向本科生創新創業教育開放及促進科學研究向更高水平邁進，學院創建了本科生、碩士、博士和導師為主體的學術命運共同體機制,組建了包括現代電子與通信技術、智能硬件技術、水下探測與通信、數據科學+醫療、數據+水利、智能機器人、人工智能、3D技術、ACM&數學建模等多個本科生+碩士+博士+導師的科技創新團隊，指導教師團隊主要依托現有省市重點實驗室、研究中心、實驗教學示范中心，以教授領銜，邀請各相關研究室教師、實驗室專任教師加入，團隊成員結構注重老、中、青、搭配，吸引海外留學背景的教師參與團隊。使學院科研實驗室資源有效輻射到本科生。

每年10月份接受學生報名，要求：學分績點不低于4.0，英語通過4級，有較強的創新意識。經指導教師選拔后進入團隊。大一期間，進入大創基地，在教師指導下，進行約兩年的創新實踐基礎訓練；大三期間，根據指導教師的安排，參加國際、國內高端學科競賽；大四期間，進入導師科研實驗室，參與導師團隊的科研項目，進一步提高創新實踐能力。

三、實驗室開放的成效

學院實踐創新教育有較好的基礎，通過實施“大學生科技攀登計劃”和“教、學、管”聯動機制，瞄準“挑戰杯”等A類層次獎，推進學生創新創業能力培養，提高創新創業實踐國際化水平。涌現出大學生創業典型，2013級物聯網工程專業學生得到共青團中央、省市及政府關注，并獲得“創青春”全國銅獎；創業項目《志愿籌》項目入圍國家“創青春”專項賽。

通過近幾年的實驗室開放的探索與實踐，使學生的實踐創新能力取得了很大的提高。學院本科生獲省級以上學科競賽獎從2015年的57項，增加到2016年78項，2017年93項。近三年大學生創新創業訓練計劃項目結題48項(其中國家級21項、省級15項、校級12項)。

四、結語

實驗室開放在高校創新型人才培養過程中發揮著十分重要而獨特的作用，是一項復雜的系統工程。針對師生積極性不高的問題，學院積極推進創新創業活動的組織和管理，開設大學生創新創業大講堂，培養學生的創新意識和創新能力；聯系專任教師提供技術支持，通過專門崗位設置、把實驗室開放作為實驗教學環節監控、建設師生共贏機制等方面的探索與實踐，創新型人才培養取得較好成效。