食品專業實驗室開放共享機制探索與實踐

西南林業大學生命科學學院（昆明 650224）

創新力的競爭是激發全社會創新潛能和創業活力的有效途徑，推進創新教育是催生經濟社會發展新動力的必然選擇，也是擴大就業、實現富民之道的根本舉措。高校擔負著為國家建設培養高層次人才的重任，學生創新創業能力的培養不僅關系到高等教育培養的人才是否具備創新創業能力，是否適應經濟社會發展，是否能夠承擔振興民族事業的重要任務[1]。高校實驗室是培養學生實踐創新能力的重要場所之一，對于應用型本科院校而言，學生的創新實踐能力尤為重要[2]。以多種實踐形式激發學生實驗興趣、培養學生科學素質、提高學生創新能力的實驗室開放機制，是新時代下高校實驗教學改革的必由之路，也是培養學生創新能力的重要途徑[3-4]。最大限度提升實驗室開放的功能，既可以提高學生的思維和應變性，也能充分發揮學生的自主能力和創新能力[5]，因此加強高校實驗室開放共享機制的探索和實踐對食品專業大學生創新能力的培養具有十分重要的意義。

為建立一套科學合理的實驗室開放共享機制運行模式，真正發揮以實驗室為媒介達到提高大學生創新能力的目的，就西南林業大學食品專業實驗室的開放共享機制進行探索和改革實踐，以開放實驗室為平臺，以各種創新競賽為契機探索創新人才的培養模式，建立了一套提升學生創新能力的、具有專業特色的實驗室開放共享模式。經過多年的實踐和總結，取得了一些階段性成果，形成了一套完善可行、具有一定參考價值的實驗室開放共享運行體系。

1 實驗室開放共享機制改革

1.1 樹立“開放實驗室是學生的練兵場，教師只是管理者和服務者”觀念

開放實驗室建設面臨的主要問題是如何從管理理念和管理制度上提升大學生的創新能力，如何培養出大批“創新型、應用型、社會需求型”人才，如何在培養過程中不斷涌現出優秀的科研成果等[6]。

首先，從思想上要認識到開放實驗室是學生靈活運用理論知識結合實際操作進行創新活動的重要基地，是重點開發學生創新意識、培養學生創新思維、提高學生實踐動手和創新能力、完全對學生開放的開展課程實驗、科研項目及畢業設計的重要場所。開放實驗室的主要使用者是學生，所以要對學生做到時間、空間、試劑儀器及相關資料的全天候開放，教師只是為學生開展實驗的服務者和安全員，引導、指導及答疑學生在實驗過程中遇到的各種問題，定時檢查實驗設備運行情況及杜絕安全隱患。西南林業大學生命科學學院食品教研室主要有食品加工和食品分析兩個開放實驗室，有專設實驗員負責開放實驗室的各項教學及管理工作，指導教師及專業負責人在開放實驗室運行中全程指導和監督，實現了全覆蓋多元化的實驗室開放管理理念。

其次，開放實驗室可持續健康運行的重要保障是制度建設，主要包括實驗室準入、安全管理、四位一體監督、共享信息管理及過程評價管理等方面，具體內容如圖1所示。

圖1 開放實驗室制度管理體系

開放實驗室的實驗活動如開放性實驗、自主研究實驗、競賽項目實驗和參與教師科研實驗等，學生都是直接的參與者。為衡量學生創新能力的培養情況，也為了評價開放性實驗室的運行效率，從學生參與實驗活動的規范操作情況、知識運用能力、創新能力培養及團隊協作水平等方面進行考察，經過多年的研究實踐，發現過程評價管理能夠客觀反映學生的實踐能力和創新能力。

1.2 實驗室互聯網化運行機制

開放實驗室的實踐預案、實驗內容、實施及完成等環節的內容和形式都由學生自主選擇和決定，教師僅提供參考意見，這不僅鍛煉了學生的自主學習能力，還有效地培養了學生的積極探索能力和社會實踐能力[7]。在當今“互聯網+”背景下，互聯網技術使得開放實驗室的管理者及使用對象都可以在線獲取實驗室提供的實驗環節信息的共享，這樣就大幅度提高了信息的及時性和獲取信息的方便程度，是提升開放實驗室運行效率能力的重要手段。而如何把互聯網信息技術的優勢和開放實驗室結合起來，更好地為學生服務，是當高校開放實驗室積極努力建設的方向[8-9]。

對于提升大學生創新能力的培養方面，開放實驗室平臺的高效運行至關重要。經過多年的探索實踐，教研組建立并逐步完善了一套基于創新能力培養的實驗室開放項目互聯網管理體系，如圖2所示。體系包括項目申請和項目監督管理，學生根據自己的意愿，開展各種實驗項目申請，包括課程綜合性實驗、畢業設計、“互聯網+”競賽、大學生創新創業項目、生命科學競賽、校企合作項目及教師科研項目等。學生自由結合并合理分工完成實驗項目，指導教師全程監督并正確引導，特別是在項目實施方案及經費使用方面要重點監督，在項目實施環節遇到的問題要合理引導啟發，培養學生在實驗過程中資料查閱、協同合作、實踐操作、問題解決及思維創新能力。

圖2 開放性實驗項目互聯網管理體系

1.3 創新能力培養模式改革

1.3.1 實驗教學模式

實驗室的開放性可以使教師和學生擁有多種參與形式，教師可以根據自己的科研和教學安排，設計實驗形式，制定實驗安排，布置實驗內容。學生可以根據興趣愛好確定實驗目的，查閱相關文獻和參考資料，和指導教師進行探討，擬定實驗內容和實驗具體步驟，有利于激發學生的積極性和創造性，對于培養學生的科研思維和創新能力大有裨益[10]。開放實驗教學將將學生作為實驗教學的主體，把實踐研究理念納入實驗教學環節，在模式和方法上變“靜”為“動”，從而推動學生個性化發展，強化實驗教學目標[11]。開放式實驗教學改變了傳統實驗教學的角色關系，讓學生成為實驗的設計者和執行者，教師作為監督和輔助者引導學生創新思維的啟發和實踐能力的鍛煉，在“互聯網+”背景下開放式實驗教學模式是高校實驗教學發展的必然趨勢。

開放式實驗教學模式在創新性和實踐型專業人才的培養方面起著重要的作用，多年來通過TBL（target-based learning）、PBL（problem-based learning）教學模式在食品保藏原理及食品化學等實驗教學中的實踐，并和傳統LBL（lecture-based learning）教學模式進行比較，結果發現TBL和PBL教學對開發學生創新思維、提高學生動手能力、提升教學效果方面都有積極的作用[12-14]。實施以目標和問題為核心的TBL和PBL教學模式，在開放式實驗中強化學生的創新意識、實踐能力和團隊協作精神，挑選一些思維活躍、動手能力強、積極性高的學生成立創新實驗小組，自行閱讀文獻資料、設計實驗方案、擬定較為詳細的實驗步驟并提交給指導教師審閱，并共同討論、修改方案，指出實驗設計中存在的問題與需要注意的事項，最后確定可行性方案，在整個實驗的實施環節中，始終是以學生為主體，發揮學生的學習主動性、積極性和創造性，這些開放式實驗教學模式是“互聯網+”時代下培養實用型創新性專業人才的重要手段。

1.3.2 學科競賽驅動機制

學科競賽以學生為主體，指導教師為輔助，以多層次學科競賽項目為平臺，培養學生的創新思維，使學生在學科競賽項目里不斷提高實踐動手能力與創新能力[15]。在開放實驗室里，學科競賽為大學生實現知識、素質和能力的協調發展創造了條件，使大學生在校期間就能盡早進入科學研究領域學習現代科學技術，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，并在大學生中形成崇尚科學、追求創新的良好氛圍[16]。如何能夠更好地培養大學生通過各種學科競賽的鍛煉來提高自身的創新能力已成為高校實踐教學改革的一個重要研究方向。

學科競賽能夠提升大學生綜合運用知識的能力、實踐動手能力和創新能力，為此，在開放實驗室運行機制下要充分發揮學生的主動性，培養和啟發學生的團隊協作能力和創新思維，大力鼓勵學生參實驗室開放管理、參加各種學科競賽，營造良好的學科氛圍。“開放實驗室+學科競賽”人才培養體系如圖3所示。大學生參加不同類型的學科競賽，包括“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、大學生創新創業計劃訓練項目、大學生生命科學競賽及學校舉辦的各種實驗技能大賽等，在這些競賽的參與過程中，大學生的管理能力、技術能力、溝通能力、創新能力、實踐能力及分析能力都得到了很好的鍛煉和提高。

圖3 “開放實驗室+學科競賽”人才能力培養體系

2 階段性成效

西南林業大學生命科學學院食品教研室老師經過多年創新人才的培養，在實踐中總結出實驗室的開放共享是大學生創新能力培養的重要途徑和手段，在充分發揮開放實驗室功能的基礎上，結合實驗教學方法及參加各類學科競賽，大學生創新能力得到了明顯的提升，也取得了不錯的成效和較多的成果，主要有：

1) 近5年，食品科學與工程專業、食品科學與工程高職本科、食品科學與工程專升本、食品質量與安全4個專業共480余名學生通過各種創新競賽項目使用了實驗室開放資源，使實驗室的利用率大和學生創新能力都得到大幅度提高。

2) 學生通過競賽發表在核心期刊及SCI期刊的數量和質量穩步提高，資料查閱能力和論文撰寫能力也同步提高。平均考研率增加到50%以上，就業率也在98%以上，穩居全校前三。另外，本專業學生參賽各種競賽項目并多次獲獎。2019年，獲得“歐倍爾杯”第二屆全國大學生食品工程虛擬仿真大賽（西部賽區）一等獎兩項，第五屆云南省“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎1項，還有1項云南省大學生創新創業計劃訓練項目和1項國家級大學生創新創業計劃訓練項目考核優秀，參加2項全國大學生生命科學競賽。在學校學院領導的大力支持下，每學期的各項學科競賽都有條不紊地順利開展。

3 結語

實驗教學是培養大學生創新能力的重要手段，實驗室是開展實驗教學的重要場地，基于實驗室開放管理和創新能力培養的人才培養模式，是在實驗室開放管理平臺下，結合實驗室互聯網化運行機制、開放式實驗教學模式和學科競賽驅動機制，充分發揮學生為主體的主動性和創造性，在指導教師的合理引導下，提升大學生創新能力的重要途徑。經過多年的探索與實踐，已證明這種人才創新能力培養的新模式能夠大大提升實驗室的利用率，促進開放實驗室的可持續健康運行，同時也極大提升了大學生實踐動手能力尤其是創新能力，取得了良好的教學效果和成果，為高校人才的創新能力培養提供了一條可行的發展路徑。