科研實驗室與科技社團結合對大學生創新能力培養

高 珊， 何姝芃， 伊 藝， 王振國， 王艷偉

（溫州大學數理學院，浙江溫州325035）

0 引 言

創新能力是在技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經濟價值、社會價值、生態價值的新思想、新理論、新方法和新發明的能力［1］。對當今大學生而言，創新能力已經成為其學習生活中極其重要的一部分。中共中央、國務院《關于深化教學改革，全面推進素質教育的決定》中指出：“高等教育要重視培養大學生的創新能力，實踐能力和創業精神，普遍提高大學生的人文素質和科學素質”，可見創新能力的培養是大學生培養目標的重要任務之一。培養大學生自主創新能力是人才培養的核心內容，是建設創新型國家的重要環節［2］。然而就目前而言，現階段高校大學生還存在著創新意識不足，創新能力弱，缺乏創新精神等問題。針對大學生創新能力缺乏等問題，本文從科技創新社團及科研實驗室著手，提出“依托科研實驗室與科技創新社團結合”的新型培養方案，討論大學生培養新模式的實施方案。

1 科技創新社團現狀以及存在的主要問題

高校社團組織是大學生們依據共同興趣愛好自愿組成，打破年級，院系的文化、體育、科技等各方面的群眾性組織，是加強思想文化教育，增強素質教育的重要途徑［3-4］。其中，科技創新社團更是培養學生科技創新實踐能力及意識的重要載體。其無法滿足學生的知識和成長的需求、不能達到其開設目的。

1.1 科技創新社團普遍缺乏競爭力

科技創新類社團和學科交叉型的社團較少，社團成立和發展慢。目前，我國高校學生科技類社團約占社團總量的15%左右［5］，數量上的劣勢更直接說明學生對于科技創新類社團的參與意愿不高。由于現階段學生所接受的教育模式的緣故，當代大學生普遍喜好文娛活動，更渴望得到休閑和放松的時間，不重視科技創新，缺乏創新實踐能力、創新意識和自主探究能力，因此不愿意選擇加入科技創新類社團。另外，科技創新類社團成本過高，活動經費有限，不能自主開展具有特色性的活動內容，沒有具體的科技創新活動，難以引起學生的興趣。所以，相比于其他文娛類社團，科技創新社團的競爭優勢并不明顯。

1.2 科技創新社團社員缺乏創新實踐能力

由于受傳統的教育模式的緣故，當代大學生比較習慣于接受直接經驗，缺乏科學探究的過程，使得他們的創新技能較弱，例如，實驗室相關儀器操作能力，相關知識的儲備等。沒有相應的創新實踐能力為基礎，學生無法完成相關活動，學生積極性不高，社團活動參與度不高。對學生而言，社團缺少真正接觸到科技創新的平臺，學生收獲頗微；對社團而言，納新要求低，學員零基礎或不具備科研創新知識的較多，開展的活動達不到預期的效果。

1.3 科技創新社團活動質量不高

科技創新型社團應該以科技為基礎，著重于學術研究、科研課題、創造制作等創新活動。但是，由于創新型活動難度大，社員缺乏創新實踐能力，社團缺乏科技資源等實際問題，創新型活動無法有效開展，社團便降低活動標準，使得社團活動往往缺乏科技文化含量和創新度。社團活動組織缺乏長遠目標，沒有連續性和深度，只停留在理論知識講解或簡單的操作層面，并未涉及過多的科技創新知識，與預期結果相差甚遠［6］。社團活動質量不高，背離了創建的初衷，更加失去了它原本應有的價值。

2 科研類實驗室開放使用現狀

實驗教學是學校教學體系中的重要部分，是用來培養大學生科技素質和科技創新能力的重要手段。而高校科研實驗室是從事實驗教學、科技創新、技術研究的重要場所，也是培養學生創新思維和創新能力的重要載體［7-8］。但是，高校科研實驗室尚存在不少問題，使實驗室無法充分利用其資源，達到培養學生創新能力的目的。

2.1 科研實驗室開放時間少，利用率不高

在當今大學中普遍存在科研實驗室開放時間短，開放形式單一等問題，學生的相關科研知識都來自于書本，真正進入科研實驗室的時間少之又少。科研實驗室主要都以承擔科研為主，學生只是在老師的監督和講解之中對實驗室進行簡單參觀，了解科研史，對于部分科研設備及科研流程，缺乏專門的訓練環節，學生無法熟悉科研設備，沒有機會完成科研操作，不能在實踐中充分運用課堂所學知識開展科研活動。

2.2 學生積極性及求知欲不高

由于現在大學生普遍存在較重的學業壓力，對于科研活動參與度不夠，積極性不高，求知欲不強，更多地是為了完成課程而走馬觀花，不愿意去探索科學現象中更深的科學規律，只滿足與表面的科學現象，對于科研知識淺嘗輒止。例如，在創新競賽等重大賽事上，參賽學生僅1～2組，這種現象的正是由于學生對于科研積極性不高產生的，而這種科研積極性就在于學生對于知識的渴望和科技的熱愛，學生的積極性對于科研實驗室的發展起著關鍵的作用［9］。

2.3 設備操作難度大，學生實踐經驗少

隨著科技的不斷發展，科研設備的操作更偏向于數字化，設備操作難度大。另外，由于學校對于學生實驗動手能力不夠重視，對學生的科研能力的專業技術不予更多培養，學生往往缺乏實踐經驗。面對科研設備復雜的操作系統，學生只能在老師的指導下進行機械地操作，而不是通過自己思考進行科研實踐。這就導致如果沒有老師在一旁進行監督和指導，學生無法進行自主操作，也就無法激發學生對于科研的興趣，不能加強學生對于科研工作的熱愛和渴望。

3 新型培養模式的舉措及優勢

大學生的成長發展需要培養學生多種能力，實現培養高科技創新人才的目標，就必須嘗試多種培養模式，滿足學生各方面需求［10］。所以，基于現階段科技創新社團及科研實驗室存在的問題，結合高校的實際情況，提出“科研實驗室與科技創新社團結合”的新型培養方案，深度開展社團活動，發掘科研實驗室的最大作用，充分培養學生科技創新能力，以實現教學資源與社團功能的充分發揮和利用，達到社團與科研實驗室的雙贏。

3.1 科研實驗室對科技社團主動開放

高校科研實驗室作為擁有豐富科研資源的平臺，應主動對科技社團開放，充分利用現有優秀資源，建立新型開放管理模式，對科技社團的社員提供理論知識輔導以及實踐操作的教學，豐富學生的科技文化知識，調動學生的求知欲，增加學生的實踐經驗。

（1）科研實驗室對社員進行理論知識輔導。科研實驗室主動對社團社員開放，為學生補充科技文化知識，以充分發揮實驗室作用。定期帶學生參觀實驗室，集中組織授課，讓學生充分了解實驗室設備，熟悉各實驗室功能，初步了解實驗操作要領，鞏固學生理論知識，了解科技前沿知識。通過理論知識的輔導，不僅可以調動學生的科研興趣，而且能夠豐富學生的科技前沿知識，滿足學生學習需求。

（2）科研實驗室為社團提供實踐操作教學。科研實驗室擁有優良的科研設備，豐富充分的科研材料，可以給社團社員提供較優越的操作環境，組織社團學生在實驗室進行科技制作學習和活動。學生以在實驗室所學知識為基礎，自主挑選興趣課題，在老師的指導幫助下進行操作，逐步增強對科研的認知和創新能力，使其完成從理論到實驗的能力提升，培養科技創新精神。如圖1為單分子熒光電泳槽的制作，由社員學生借助科研實驗室平臺動手制作，在老師的指導下，自主探索，反復進行試驗和修改，在此過程中充分鍛煉了學生的動手操作能力及科研創新性，學生也可借此進行科研項目的申報和專利申請，獲得科研成果。

圖1 熒光電泳槽簡圖及實物圖

3.2 科技社團與科研實驗室形成“一對一”結對模式

（1）社團與實驗室資源共享。由于科技創新類社團運行成本大，缺乏相應科研設備支持、專業老師的輔導和科研資源，社團社員的發展空間往往十分有限。而高校科研實驗室是開展科學研究，培養學生能力，提高學生綜合素質的重要基地，是培養學生創新精神和動手能力的最關鍵的一環［4，11-12］。讓科研實驗室選取相關的社團形成結對，對社團成員進行針對性培養，實驗室可以為社員提供小型實驗設備，供其科技教具與專利的創新創造，針對社團成員科技素養的差異，提供難度與復雜度不同的實驗設備與項目，滿足社員的不同層次需求，真正實現“一對一”結對。

（2）提供最前沿、交叉學科知識，促進學生全方位發展。科技創新類社團是一個具有綜合性，集成性和交叉性的良好的科技創新平臺［13］，但缺少獲取科研資源和信息渠道。而科研實驗室擁有著最前沿的科研知識內容，并且蘊含多門不同類型的學科知識，基于此，社團可以依托科研實驗室，與時俱進，獲取最前沿的科研信息，開設具有創新性的科技活動。

圖2是學生利用科研實驗室的原子力顯微鏡進行的多價離子對DNA凝聚的影響實驗結果圖。在此科研實驗中，學生必須學習物理化學及生物相關知識，了解儀器原理及DNA凝聚的相關素材。貼近前沿已經成為培養學生創新能力研究的熱點［14］，而在科研實驗中，學生可以綜合多種學科前言知識，豐富自己的知識體系，增強動手操作能力，從而促進自我的全面發展。

圖2 用原子力顯微鏡觀察多價離子對DNA凝聚的影響

3.3 依托科研實驗室，積極開展科技創新、創業項目

（1）開辦科技創新活動，開展創新創業項目。在學生接受專業輔導和培訓后，已經掌握了一些相應的基礎知識和操作。社團就考慮以實驗室科研內容為基礎，組織創新活動及科技競賽，增加社團的競爭力。例如，利用實驗室儀器制作航空模型、中小學STEM和項目化學習教具，組織科技知識競賽和創新科普實驗比賽等高質量創新活動。另外，除了社團內部進行活動競賽交流，也可以組織社員進行社團、實驗室與學校三方面的聯合，發揮自身優勢，積極參加科研課題，積極開展科技創新創業項目。

（2）科研實驗室積極與企業合作，為社團成員提供就業機會。隨著我國社會的不斷發展，各用人單位及優秀企業對大學生的綜合能力、素質和整體要求愈來愈高，而傳統的培養教育模式又過于單一化，學生面臨著一定的就業壓力［15-16］。這時，就需要科研實驗室積極與企業聯系，為學生創設更好的條件，提供更多的就業方向和機會。學生可以將自己的科技創新成果作為創業就業基礎，提升創新能力，明確未來方向。綜上所述，“依托科研實驗室的科技創新社團”的新型培養模式及優勢（見圖3）。

圖3 “依托科研實驗室的科技創新社團”的新型培養模式及優勢

4 新型培養模式實施成效

結合科技創新類社團與科研實驗室實際情況，依托科研實驗室與科技創新社團結合的新型創新能力培養模式，學生的科研創新能力得到了較大的提高，并在科技類競賽、項目、論文上取得了較好的成績，科技社團與科研實驗室共享資源，實現了共贏。

（1）社團社員科研創新能力較快提高。通過新型培養模式，每年有40多位科技創新社團學生加入該實驗室科研團隊，團隊成員獲得浙江省第十六屆和第十七屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎與三等獎多項，還有社團成員參加校級課題與“新苗人才計劃”項目等，更深入地掌握科研技術與相關理論知識；每屆創新類社團學生均有科研教學教改論文在國家核心期刊上發表，而且有的社員結合科研實驗室的研究內容制作科普教具獲得科創之星等稱號。

（2）進入中小學開展科普實踐活動。學校“物理創新園”社團依托單分子檢測與操縱實驗室開展“科普知識進校園”活動，帶領中學生參觀科研實驗室，另一方面，社團成員攜帶實驗室小型儀器進入溫州市多所中小學普及前沿科技知識，展示社團依托實驗室制作的創新類教具，培養中學生對科學的熱愛與興趣，踐行實驗室的社會服務功能。

（3）提高科技類社團競爭力與活動質量。社團自與科研實驗室結合，社員數量逐年增加，在老師的指導下現發展成員120人，社團中有40名社員參加實驗室項目；社團活動水平有很大提高，從簡單的科技知識理論學習到科技創新類實驗探究性活動、科普進校園以及各類科技教具的制作活動的開展，多元、趣味又具有科技性的活動吸引了許多學生加入科技創新類社團，社團的活動質量與整體競爭力得到了很大提高。

（4）科研實驗室社團資源得到充分利用。科研實驗室充分利用已有設備、師資，將前沿的科技知識普及給更多學生，讓學生對科研有更深入了解，同時也吸引了更多科技社團學生加入科研實驗室，增強實驗室的人才建設；改變高校科研實驗室僅限于部分本科生實驗課程以及研究生、教師科研的功能的單一性，提高實驗室資源的有效利用，將實驗室資源利用最大化。

5 結 語

通過對科研實驗室和科技創新社團存在的主要問題進行詳細剖析，從社團及科研實驗室的管理模式入手，充分結合兩者資源優勢，提出了對大學生科技創新能力培養的新模式——依托科研實驗室與科技創新社團培養模式，并探討實施舉措，建立實驗室的開放模式，建立信息共享機制，積極與多方合作培養模式。這一培養模式對充分利用實驗室資源，全面提升社團科技水平，培養學生的科技文化素養和創新創造能力都有一定的幫助，合理有限開發利用現有資源，滿足學生需求，是符合高校大學生創新能力培養新模式。