重點實驗室面向本科生開放的共享機制和體系研究

方珠芳

摘要：分析重點實驗室優(yōu)勢資源，研究重點實驗室面向本科生開設(shè)研究型課程和創(chuàng)新實踐的體制，并對本科生進入重點實驗室進行保障體制研究，從部分開放到全面開放，對于促進本科生理論知識的加強、科研素養(yǎng)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升起到了重要作用。

關(guān)鍵詞：重點實驗室；本科生；開放

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）41-0257-03

本科教育是我國高等教育的首要任務(wù)，培養(yǎng)面向21世紀的高素質(zhì)人才，是高等教育的重大課題。當(dāng)前建設(shè)創(chuàng)新型國家等一系列國家發(fā)展戰(zhàn)略的深入實施迫切需要大批具有工程和科研實踐的創(chuàng)新型工程人才?！吨腥A人民共和國高等教育法》規(guī)定：“高等學(xué)校應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)人才為中心，開展教學(xué)、科學(xué)研究和社會服務(wù)，保證教育教學(xué)質(zhì)量達到國家規(guī)定的標準?！薄秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出要“堅持德育為先，堅持能力為重，堅持全面發(fā)展”，將學(xué)生的能力培養(yǎng)提高到前所未有的戰(zhàn)略高度。因此，對于高等學(xué)校來說，教學(xué)和科研是高校的兩項重要功能，本科生的培養(yǎng)是大學(xué)教育的核心內(nèi)容，本科教學(xué)水平的高低直接影響了人才素質(zhì)的培養(yǎng)。只有高水平的本科教學(xué)，才能完成人才培養(yǎng)這個高等院校的主要任務(wù)。利用國家財政資金建立的各級重點實驗室是科技創(chuàng)新體系的重要平臺，也是高等院校教育的重要實踐基地，在科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、科技實力培育、對外合作與交流等方面起著重要作用。近幾年來，中央和地方加大了對高校的經(jīng)費投入的力度，高校的學(xué)科建設(shè)不斷加強，高校自身通過各種渠道爭取的科研經(jīng)費的數(shù)量也有了迅猛的發(fā)展，重點實驗室在人才培養(yǎng)方面的資源優(yōu)勢更加明顯。如何充分利用重點實驗室的優(yōu)勢資源，參與并服務(wù)本科教學(xué)，更好的促進新形勢下創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)，是高校面臨的日益突出并且迫切需要解決的問題。為此，國內(nèi)很多高校通過畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生競賽、參與科研項目、開設(shè)實驗等途徑對重點實驗室向本科學(xué)生開放進行了探索和實踐，在人才培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量提高方面取得了一定的成效，但效果仍不明顯。西安交通大學(xué)自是國內(nèi)較早開始將重點實驗室面向本科生開放，取得了較好的效果，得到了2001年教育部本科評優(yōu)專家的高度評價。主要通過建立選拔推薦機制，每年選取20～25名大二學(xué)生，按照導(dǎo)師—課題組（2～3人）的方式進行教學(xué)—實踐—科研—考核，提升本科教學(xué)的深度與廣度，從而達到了明顯的成效：①科研創(chuàng)新意識得到培養(yǎng)，科研適應(yīng)期明顯縮短；②綜合能力得到提高，就業(yè)競爭力得到強化；③報考研究生專業(yè)得到合理引導(dǎo)；④重點實驗室資源得到挖掘，本科教育模式得到完善。但針對的本科生人群數(shù)較少，不能使得所有本科生得到相關(guān)教育。深圳大學(xué)則主要通過“挑戰(zhàn)杯”競賽的推動作用，將本科實踐教育引入重點實驗室管理范疇，促進學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。鄭州大學(xué)的“材料成型與模具技術(shù)”省部共建教育部重點實驗室在培養(yǎng)研究生的同時，探索了利用高水平科研平臺培養(yǎng)本科生的方法和機制，主要包括研究生導(dǎo)師授課、大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃平臺和“以研帶本”等方式。廣西大學(xué)通過重點實驗室科研人員專題前沿講座、開設(shè)選修實驗項目、本科畢業(yè)設(shè)計與研究課題結(jié)合等方式，從點到面的提升本科生的學(xué)科前沿知識和科研實踐能力。桂林理工大學(xué)在重點實驗室中開展認知教育、實踐活動、科技活動、畢業(yè)設(shè)計等，鞏固了本科生的理論知識，強化了實驗技能，同時拓寬了視野，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和參與科研項目、社會實踐的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識。溫州醫(yī)學(xué)院將浙江省醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)重點實驗室納入本科教學(xué)中，以實驗教學(xué)作為切入點，以科研全面滲入本科教學(xué)作為突破口，建立了“名師指導(dǎo)、基金引導(dǎo)、開放式實驗教學(xué)”模式。以上實施措施對于促進本科生的實踐教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)起到了很好的作用。但目前對于重點實驗室面向本科生進行開放的系統(tǒng)體制、保障體制等方面還存在一定欠缺，本文以浙江工業(yè)大學(xué)特種裝備制造與先進加工技術(shù)教育部/浙江省重點實驗室為例，著重對重點實驗室共享平臺及其運行機制體系進行研究。

一、重點實驗室的優(yōu)勢資源

特種裝備制造與先進加工技術(shù)教育部/浙江省實驗室的簡介、儀器、設(shè)備、人員、科研和教學(xué)情況。重點實驗室經(jīng)過多年的建設(shè)，現(xiàn)有研究人員109人，其中中科院院士1人（共享），教授、副教授86人，擁有博士學(xué)位的人員76人，已形成一支積極進取并以中青年為主的高水平、高層次、專業(yè)結(jié)構(gòu)合理、多學(xué)科交叉的研究、技術(shù)和管理隊伍。實驗室擁有一批先進的實驗設(shè)備和測試儀器，儀器設(shè)備原值達3000余萬元，現(xiàn)有用房的總建筑面積達7300平方米，建有辦公室、會議室、小型學(xué)術(shù)交流室、成果展廳和各研究方向的實驗室等，具備本領(lǐng)域國內(nèi)一流的研究條件。實驗室以機電裝備先進設(shè)計與控制方法及其關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)研究為核心，以機電裝備設(shè)計方法學(xué)理論研究為基礎(chǔ)，形成了“工藝—控制—設(shè)計—裝備”的完整研究體系。實驗室以“瞄準國際前沿、圍繞國家目標、結(jié)合地方經(jīng)濟、強化自身特色、全面開放合作”為發(fā)展戰(zhàn)略，努力將實驗室建成國內(nèi)一流、國際上有一定影響、研究特色鮮明的開放式實驗室，使之成為浙江省乃至全國機械制造與自動化領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新、科技成果轉(zhuǎn)化和人才培養(yǎng)的重要基地。

二、建立面向本科生的研究型課程體系

本科生參加科研項目已經(jīng)由來已久，但主要限于個體的興趣的“點”，并未形成體制性的“面”。因此充分利用重點實驗室在科研人員、儀器設(shè)備、科技立項等方面的優(yōu)勢，開展開放性的理論課程和大型綜合實驗課程、建立本科生導(dǎo)師制，有助于本科生加快進入科研領(lǐng)域，接觸相關(guān)研究方向的前沿知識。

（一）鼓勵重點實驗室一線科研人員開設(shè)本科生課程

在專業(yè)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)上，針對相關(guān)科研領(lǐng)域的前沿，開設(shè)研究型和實踐型課程。目前機械工程的發(fā)展方向之一是大型與重大高端裝備的開發(fā)，依托重點實驗室在特種加工裝備制造和專業(yè)裝備方向的優(yōu)勢，鼓勵具有副教授職稱以上的科研人員開設(shè)前沿課程，從理論知識和參觀時間方面提高本科生對于專業(yè)方面的認知和共鳴，經(jīng)學(xué)院院務(wù)會專題討論，確認主講教師或教師團隊在課程內(nèi)容方面具有扎實理論或工程經(jīng)驗、重點實驗室具有開展實踐類課程條件及是否相關(guān)方向前沿，對擬開設(shè)課程大綱、教案認定后方可開課。如針對本科生開設(shè)《先進制造技術(shù)》課程，形成一人主講，多人參與的體系，在三維打印、激光加工、超精密加工、農(nóng)業(yè)裝備、機器人等尖端領(lǐng)域邀請副教授以上職稱科研人員進行授課，介紹各自的研究特色、最新進展和發(fā)展趨勢等，并通過實驗室參觀實踐等方式加深印象，有利于本科生選擇自己感興趣的方向，并進一步在后續(xù)課程選擇方面有的放矢。

（二）根據(jù)專業(yè)特點，開設(shè)主題設(shè)計類課程，進行項目式教學(xué)

由主講教師（一線科研人員）根據(jù)本科相應(yīng)階段的知識，組織教師團隊，涵蓋機械設(shè)計、機械制造、控制、機械電子等多個專業(yè)方向，確定項目內(nèi)容。本科生自由組隊，針對同一主題自主提出方案、發(fā)現(xiàn)問題并在教師指導(dǎo)下解決問題。該類型課程采用部分授課+設(shè)計實踐的模式進行，不局限于課堂教學(xué)。項目團隊需要定期進行項目進展匯報交流，不斷完善方案，最終形成整體方案，進行答辯。同時，所設(shè)計項目均申報發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠?/p>

（三）完善面向本科生的科研平臺

搭建學(xué)生科研平臺，建立學(xué)生科研平臺運行機制，支持學(xué)生開展科技立項、參與科研項目、參加各類科技競賽等科技創(chuàng)新活動。

1.建立本科生導(dǎo)師制。在高考招生按照機械工程一級學(xué)科進行的背景下，通過選拔考核與雙向選擇，安排在大一第二學(xué)期進行專業(yè)分流，確定本科生導(dǎo)師。而進行分流之前，通過多種渠道使本科生對重點實驗研究方向深入了解，包括圖片宣傳、實驗室參觀、方向負責(zé)人介紹及與研究生、高年級本科生進行交流等。本科生導(dǎo)師同時也是畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)教師，在大專業(yè)培養(yǎng)的背景下，發(fā)現(xiàn)本科生興趣和特長，并協(xié)助進行課程選擇、發(fā)展方向與目標的制定等。

2.建立本科生科研創(chuàng)新實踐基地。本科生正處于創(chuàng)新的旺盛期，隨著專業(yè)知識的不斷學(xué)習(xí)，以及網(wǎng)絡(luò)時代的知識學(xué)習(xí)途徑的多元化，使得他們在交叉學(xué)科、工程實踐等方面具有了前所未有的優(yōu)勢。但作為機械工程方面的創(chuàng)新，不可避免地需要實際的動手操作和必要的指導(dǎo)。因此重點實驗室根據(jù)各研究方向?qū)嶒炇业纳陥笈c全面開放的原則下，選擇前沿研究方向作為科研創(chuàng)新實踐基地，與實踐基地負責(zé)人簽署協(xié)議，規(guī)定每年面向本科生（不僅限于本專業(yè)，更是面向全校本科生）的儀器設(shè)備開放機時和實驗技術(shù)人員的指導(dǎo)時間，并對實踐基地予以考核和補貼。

3.完善本科生科研團隊制。在本科生導(dǎo)師制的基礎(chǔ)上，進一步鼓勵學(xué)有余力的優(yōu)秀本科生建立科研團隊體制，由具有不同方面特長的本科生組成針對某個目標的科研團隊，針對目前社會和生產(chǎn)所需進行自主創(chuàng)新。學(xué)院根據(jù)科研團隊需要，安排團隊科研指導(dǎo)教師。該類科研團隊的主要目標是進行各類機械設(shè)計、?！斑\河杯”、國家“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，以競賽促進本科生的知識自主學(xué)習(xí)和動手能力的培養(yǎng)，也是進行卓越工程教育的重要環(huán)節(jié)。

4.完善重點實驗室本科生科研專項基金。依托重點實驗室設(shè)立學(xué)生科研專項基金，安排專人負責(zé)經(jīng)費管理，資助學(xué)生科技立項。學(xué)生的科技立項也需要以團隊建制進行，通過項目申請、項目答辯和專家評審后確定資助名單，每個項目資助0.5～1萬元，主要用于外協(xié)加工、材料購買等。項目完成后組織專家對項目的開展情況、項目經(jīng)費使用情況進行評審。此外，對科研團隊指導(dǎo)教師和獲得省部級以上獎項的參賽小組或競賽隊伍給予相應(yīng)的補貼和獎勵。

（四）制定實驗室平臺管理辦法，激勵和保障共享機制的順利運行

1.從制度上確定重點實驗室的開放性。重點實驗室除少數(shù)特殊部門外，全面開放。在進入實驗室之前，需由重點實驗室技術(shù)人員對本科生進行安全教育與考核，通過授課或網(wǎng)絡(luò)自學(xué)等方式，掌握必要的安全操作、防止人身傷害的技能等。對于小型設(shè)備經(jīng)過培訓(xùn)后達到獨立操作，對于重大重點設(shè)備（設(shè)備單價4萬元以上）指定若干專人（實驗技術(shù)人員或經(jīng)過培訓(xùn)的研究生）負責(zé)為本科生使用該設(shè)備提供技術(shù)服務(wù)（或指導(dǎo)）。由于各實驗室均承擔(dān)著繁重的科研任務(wù)，因此難以滿足本科生隨到隨用的要求，因此需要實行實驗室預(yù)約制。一般情況下，要求本科生提前一周進行實驗室預(yù)約，填寫實驗內(nèi)容，擬定實驗方案，預(yù)期實驗結(jié)果等，由實驗室管理人員根據(jù)實驗室使用情況安排時間和專人負責(zé)，更重要的是對實驗內(nèi)容、方案等提出修改意見，期望在有限的時間內(nèi)取得更好的實驗結(jié)果。

2.對本科生科研實行雙重管理。雙重管理不是加重本科生的負擔(dān)，而是為了更加有效的促進本科生的科研素質(zhì)培養(yǎng)。一重是本科生導(dǎo)師或科研團隊指導(dǎo)教師的管理，主要是從科研方向的確定、總體方案制定和實驗結(jié)果分析等出發(fā)，在科研能力的縱向培養(yǎng)方面進行管理。第二重是對本科生在實驗室的具體動手實踐進行橫向管理，一個項目的開展，難以在單一的實驗室全方位的完成，不可避免地涉及到其他實驗室的協(xié)作，因此需要各實驗室技術(shù)人員進行實驗進程安排、儀器操作、安全管理等方面的管理。

3.解決儀器設(shè)備運轉(zhuǎn)費用的來源。重點實驗室擁有的重大重點儀器設(shè)備較多，運轉(zhuǎn)消耗的水、電、氣等成本較高，維護成本也高。而本科生科研立項等資助力度較小，難以負擔(dān)相應(yīng)的費用。因此重點實驗室針對面向本科生科研創(chuàng)新實驗的資金，同時將重點實驗室的儀器設(shè)備納入到全省大型儀器協(xié)作平臺，爭取財政的部分支持，從而使得本科生不再為實驗無經(jīng)費而耽誤進程。

（五）取得的成效

在重點實驗室開放的基礎(chǔ)上，通過對本科生進行科研創(chuàng)新與實踐能力的培養(yǎng)，提高了他們的團隊意識和專業(yè)能力，從單純的課堂授課和大型實驗轉(zhuǎn)向研究型學(xué)習(xí)和實踐。2013年和2014年，依托重點實驗室的技術(shù)資源和科研平臺，本科生參加了省級、校級等創(chuàng)新設(shè)計大賽，取得了較好的成績。獲得全國機械創(chuàng)新設(shè)計競賽一等獎5項、二等獎2項，科研類全國航空航天模型錦標賽二等獎2項，浙江省“挑戰(zhàn)杯”特等獎1項、一等獎和二等獎各1項，浙江省大學(xué)生機械設(shè)計競賽一等獎3項、二等獎4項、三等獎3項，浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃（新苗人才計劃）立項15項，另外申請各類專利217項，其中發(fā)明專利47項。

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