開拓高校實驗室資源 助力本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)

高校實驗室是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的搖籃，是科研開發(fā)和人才培養(yǎng)的孵化基地。近年來，隨著國家科技創(chuàng)新投入的加大，高校實驗室建設(shè)得到了較快發(fā)展，但仍存在實驗室資源的短缺和不均衡發(fā)展［1-3］。教學(xué)與科研實驗室的資源差異，實驗室資源配置與高教發(fā)展速度不對等，造成了科研實驗室的被動容納和資源擠兌，增加了管理難度，制約了實踐與創(chuàng)新的發(fā)展。同時，實驗室的“全程開放”和“研究生擴(kuò)招”的壓力也考驗著科研實驗室的有序運行。如何兼顧人才培養(yǎng)的質(zhì)量和科研的順利開展，實現(xiàn)科研實驗室的可持續(xù)化、最大化的開放共享，充分發(fā)揮科研實驗室的優(yōu)勢資源，輻射教學(xué)實踐資源的短板，實現(xiàn)教學(xué)與科研的有機融合，具有重要的研究意義［4-6］。一、高?？蒲袑嶒炇屹Y源現(xiàn)狀分析根據(jù)教育部2021年教育事業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年全國共有高等學(xué)校3012所，其中普通本科學(xué)校1238所。2021年，全國普通、職業(yè)本?？圃谛Ｉ_(dá)到3496.13萬人，新招生1001.32萬人。其中，普通本科招生444.60萬人，職業(yè)本科招生4.14萬人，高職（?？疲┱猩?52.58萬人。全國在學(xué)研究生333.24萬人，新招收研究生117.65萬元。其中，博士研究生12.58萬人，碩士研究生105.07萬人。全國共有高等教育專任教師188.52萬人。其中，普通本科學(xué)校專業(yè)教師為126.97萬人。隨著我國招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實驗室建設(shè)已明顯滯后于招生規(guī)模和新專業(yè)的發(fā)展，原有的按專業(yè)方向和課程設(shè)置的實驗場地嚴(yán)重不足，現(xiàn)有的實驗室設(shè)施已難匹配不斷增長的學(xué)生數(shù)量和創(chuàng)新實驗課程的開設(shè)速度。高校實驗室根據(jù)培養(yǎng)的目的和層次不同分為教學(xué)實驗室和科研實驗室。教學(xué)實驗以培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的認(rèn)知和實驗技能為主，資源配備較固定，儀器設(shè)備功能單一，實驗內(nèi)容相對傳統(tǒng)和固化；高校科研型實驗室以科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)為主，其資源配備比較靈活，在科研隊伍、儀器設(shè)備、項目支撐等方面尤具資源優(yōu)勢，適合學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的培養(yǎng)［7-8］?？蒲袑嶒炇掖嬖谌缦碌膬?yōu)勢與挑戰(zhàn)。（一）人才引領(lǐng)優(yōu)勢科研實驗室是高?？蒲腥瞬诺募鄣?，集中了各學(xué)科領(lǐng)域的領(lǐng)銜人、一線教師、訪問學(xué)者和研究生。具有豐富實踐與教學(xué)經(jīng)驗的教師，在引導(dǎo)、幫助學(xué)生科研取向和答疑解惑上具有積極作用，能較好地將本學(xué)科領(lǐng)域最新科研成果、前沿有機地貫通于教學(xué)與實踐，讓創(chuàng)新的種子根植于學(xué)生心中。（二）設(shè)備保障優(yōu)勢精良的實驗室設(shè)備是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)保障?？蒲袑嶒炇乙劳锌蒲许椖績?yōu)勢和政策扶持，儀器設(shè)備配置齊全，專、精、尖等大型貴重設(shè)備較多。大型儀器實施開放共享使得更多的學(xué)生有機會接觸和使用儀器，有利于培養(yǎng)他們的動手能力和科研意識。（三）學(xué)科領(lǐng)航優(yōu)勢科研實驗室是學(xué)科建設(shè)的重要組成，是科研項目的重要承載地，其開展的科研項目、獲得的科技成果、儲備的資源信息等都代表著該學(xué)科的發(fā)展方向和主流。學(xué)科獨有的優(yōu)勢資源吸引大量本科生的融入，良好的科研氛圍有利于學(xué)生視野的拓寬和科研素養(yǎng)的培植，促進(jìn)“求知—求真—探索—創(chuàng)新”的人才成長鏈的形成。（四）開放共享面臨的挑戰(zhàn)高?？蒲袑嶒炇屹Y源由于具有學(xué)科分布的差異性、管理的局限性、使用的時效性等特性，對本科生全面開放具有一定挑戰(zhàn)：（1）實驗室隸屬關(guān)系復(fù)雜，科研資源大多歸屬各課題組，財務(wù)?？顚Ｓ?，實行統(tǒng)籌管理難度大；（2）專職技術(shù)人員少，科研項目多，科研場地有限；（3）安全隱患增多，學(xué)生之間不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹皞鲙蛶А敝笇?dǎo)，缺乏系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練和安全知識培訓(xùn)；（4）運行費用增加，隨著實驗室利用率增大，設(shè)備的維修、維護(hù)以及水電、實驗廢棄物處理等運行費用增大。二、開拓科研實驗室資源的作用與意義隨著我國高等教育的迅速發(fā)展，擁有優(yōu)勢資源的科研實驗室在高?！半p一流”大學(xué)和學(xué)科建設(shè)中任重道遠(yuǎn)，開拓利用好其優(yōu)勢資源為本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供基礎(chǔ)支撐，對全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，實現(xiàn)“雙一流”建設(shè)目標(biāo)具有重要意義。（一）補給教學(xué)實踐資源的不足，實現(xiàn)教學(xué)與科研的有機融合隨著我國高等教育進(jìn)入普及化時代，本科教學(xué)實驗資源凸顯緊張。教學(xué)實驗場地及設(shè)施滯后，實驗設(shè)計過程簡單、設(shè)備陳舊，實驗操作程序化，制約了學(xué)生創(chuàng)新積極性?？蒲袑嶒炇业挠行蜷_放，可最大限度地發(fā)揮實驗室資源的潛在效應(yīng)，為學(xué)生提供自我發(fā)展和實踐鍛煉的場所，既滿足學(xué)生實踐創(chuàng)新的需要，又能將閑置和低利用率的設(shè)備利用起來，還能補給教學(xué)實驗的短缺，實現(xiàn)資源共享和共同發(fā)展的雙贏。（二）科研人才儲備與發(fā)掘，實現(xiàn)科研與創(chuàng)新培養(yǎng)雙贏本科生參與科研是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效方式，以課題項目為引領(lǐng)，吸引一批有創(chuàng)新意愿的大學(xué)生提前進(jìn)入科研模式。通過參與科研的預(yù)熱，可激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探索的積極性與主動性。近距離地接觸科研并與專業(yè)人員面對面交流，可及時解決科研中遇到的難題，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，促進(jìn)其科研思維的形成和科研素養(yǎng)的提高，為科研輸送和發(fā)掘更多優(yōu)秀人才。（三）促進(jìn)實驗室設(shè)備資源的高效綜合利用實驗室儀器設(shè)備的配置水準(zhǔn)，是實驗室綜合實力的體現(xiàn)，是實驗室建設(shè)的重頭。本科實驗教學(xué)因?qū)W生人數(shù)多，實驗課多以簡單的示范和驗證實驗為主，對儀器要求不高，設(shè)備配置以小而全、簡單實用為主。大型精密儀器由于投入成本高，儀器操作難度大，運行成本多等原因，很難在本科教學(xué)實驗中普及和應(yīng)用。科研實驗室設(shè)備更新速度快、配置高，可填補本科教學(xué)實驗的短板，也可促進(jìn)科研資源的高效應(yīng)用，利于本科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。三、科研實驗室資源開拓的路徑探討科研實驗室專屬性強，科研任務(wù)重，實驗技術(shù)人員一般要兼顧實驗室管理和科研輔助工作，事務(wù)煩瑣。借助互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)發(fā)展契機，構(gòu)建智慧型實驗室管理系統(tǒng)，優(yōu)化實驗室管理方法，升級改造閑置設(shè)備，拓寬資源開發(fā)渠道，實現(xiàn)科研實驗資源的有序、高效的利用。（一）優(yōu)化管理機制與方法，提高管理效率1.融入信息化管理，提高工作效率。建立實驗室信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)方便快捷的智能化操作。實名注冊：學(xué)生通過網(wǎng)上注冊后可免費使用實驗室的共享資源，拆借分享各種實驗材料；大儀預(yù)約：大型儀器設(shè)備實行網(wǎng)上預(yù)約、有償使用，學(xué)生可以自主選擇不同院系設(shè)備，合理安排入室實驗的時間。通過實驗室信息化管理系統(tǒng)，可快速了解入室人員情況，精準(zhǔn)引導(dǎo)分流，調(diào)配補充欠缺資源，實現(xiàn)動態(tài)管理和效率提升。2.精準(zhǔn)施策，有序開放。為了保障入室研究學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，在原有的實驗室管理基礎(chǔ)上，實施分級管理：實驗室負(fù)責(zé)學(xué)生入室審核和常規(guī)儀器設(shè)備操作、安全培訓(xùn)；博士研究生、碩士研究生協(xié)助指導(dǎo)相關(guān)實驗和日常管理；課題組導(dǎo)師負(fù)責(zé)學(xué)生課題設(shè)計和論文指導(dǎo)。針對本科生學(xué)習(xí)任務(wù)重、來實驗室時間不確定等特點，實時發(fā)布實驗室實驗開展、容納量和儀器設(shè)備空置情況，有序引導(dǎo)學(xué)生錯峰安排實驗計劃，避免學(xué)生節(jié)假日扎堆做實驗和設(shè)備使用混亂等現(xiàn)象。（二）加強儀器的升級改造和閑置設(shè)備的再利用隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展與高校學(xué)科領(lǐng)域的高度融合，科研對儀器設(shè)備的要求越來越高，設(shè)備更新?lián)Q代越來越快，閑置富余的設(shè)備也越來越多，這些設(shè)備由于缺乏維護(hù)和新功能開發(fā)資金的支撐，便成了閑置和被淘汰的“僵尸”設(shè)備。讓閑置的設(shè)備重新活起來是解決設(shè)備緊張與閑置的矛盾，提高大儀使用效率的有效途徑［9-10］。1.對現(xiàn)有大型儀器進(jìn)行功能開發(fā)和技術(shù)升級，定期開展設(shè)備維護(hù)可大大提高儀器的使用效率，減少維修成本。2.將具有本學(xué)科優(yōu)勢的特色設(shè)備對外開放，承接部分合作項目，將收入作為補貼設(shè)備的維護(hù)改造等費用。3.加入學(xué)校大型儀器共享平臺，將閑置的設(shè)備共享，有償提供給有意向的項目團(tuán)隊做研究之用。4.加強與設(shè)備廠家的合作，對部分儀器進(jìn)行升級改造和新功能開發(fā)，使其煥發(fā)新的活力。5.將部分閑置設(shè)備通過維修后調(diào)劑、租借給其他學(xué)科，供學(xué)生熟悉和實驗教學(xué)之用。設(shè)備的提質(zhì)改造不僅解決了資源的浪費，還在一定程度上緩解了實驗室設(shè)備的緊張，可為初學(xué)者提供更多熟悉和實踐操作的機會，大大提高了儀器綜合利用效率。（三）統(tǒng)籌實驗室資源，營造良好的科研環(huán)境1.依托平臺基礎(chǔ)資源，助力項目申請?？蒲薪?jīng)費是科研活動的重要的保障，高校投入在本科生創(chuàng)新實踐的經(jīng)費有限，學(xué)生申請創(chuàng)新課題難度大。充分利用結(jié)題項目的基礎(chǔ)條件衍生開發(fā)新的項目研究，以項目驅(qū)動吸引學(xué)生的加入；統(tǒng)籌資源，發(fā)揮平臺的人員、領(lǐng)域及硬件優(yōu)勢聯(lián)合申報項目，為學(xué)生提供創(chuàng)新項目支撐的平臺。2.“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合，拓寬資源路徑。“產(chǎn)、學(xué)、研”項目，是學(xué)生創(chuàng)新實踐的基礎(chǔ)。企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生實踐與理論相結(jié)合的有效途徑，是學(xué)生將所學(xué)知識進(jìn)行整合提升的一個過程。學(xué)生通過深入生產(chǎn)實踐，參與企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)研究，將發(fā)現(xiàn)的問題和創(chuàng)新點結(jié)合到理論實際中來，再通過實驗論證反饋到生產(chǎn)中，形成一個有效的閉環(huán)式學(xué)習(xí)鏈，實現(xiàn)理論與實踐的升華。同時，學(xué)生通過基層實踐的有利條件，搭建企業(yè)資源與高?？蒲匈Y