陳飛 范揚(yáng)波 魏碧霞

摘 要：實驗室是實施創(chuàng)新教育的場所，建立和完善以培養(yǎng)大學(xué)生科技實踐能力的工程實踐創(chuàng)新實驗室在創(chuàng)新教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中起著非常重要的作用。分析了高校創(chuàng)新實驗室的意義，闡述了創(chuàng)新實驗室建設(shè)在改革傳統(tǒng)教學(xué)實驗和服務(wù)學(xué)生科研競賽中發(fā)揮的作用，并探討了實驗室的師資隊伍管理、儀器設(shè)備管理、日常事務(wù)管理、科研項目管理和學(xué)科競賽管理。

關(guān)鍵詞：工程實踐；創(chuàng)新能力；創(chuàng)新實驗室；學(xué)科競賽

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）23-0022-03

Abstract： The laboratory is the fundamental condition for the enforcement of innovation education. The establishment and improvement of the engineering practice and innovation laboratory to cultivate the scientific and technological practice ability of college students play a very important role in innovation education and innovative ability cultivation. The significance of innovation laboratory is analyzed， the role of innovation laboratory construction in reforming traditional teaching experiment and serving student scientific research competition is expounded， the management of teachers， equipment and equipment， daily affairs， scientific research projects and subject competition in the laboratory are discussed.

Keywords： engineering practice； subject competition； innovation ability； innovation laboratory

引言

學(xué)科專業(yè)群是指以重點建設(shè)專業(yè)作為核心，由若干專業(yè)基礎(chǔ)相近專業(yè)組成，所有專業(yè)互相依托支撐。它的發(fā)展是隨著社會部門分工的精細(xì)化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化升級應(yīng)運(yùn)而生，其目的在于通過多學(xué)科專業(yè)交叉融合，優(yōu)化學(xué)科結(jié)構(gòu)，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的復(fù)合型人才[1]。本學(xué)院“機(jī)器人及智能制造”專業(yè)群由三個專業(yè)組成：自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，這三個專業(yè)在課程內(nèi)容上，有相當(dāng)一部分共同的理論、技術(shù)和技能基礎(chǔ)，在實驗實訓(xùn)設(shè)施、設(shè)備上也有大量的設(shè)備是共用的，各專業(yè)基本可以在同一實訓(xùn)體系中完成實訓(xùn)任務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)科專業(yè)的資源共享，這對于高校實驗室的建設(shè)具有非常重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，各類高等學(xué)府把創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)作為人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容，教育界也把此作為研究的熱點[2]。作為應(yīng)用型本科院校，不僅要更加深入理解創(chuàng)新教育的內(nèi)涵，還要注重營造有利于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的氛圍和環(huán)境。

一、建立工程實踐創(chuàng)新實驗室的意義

工程實踐創(chuàng)新實驗室，作為創(chuàng)新教育實施的場所，對于最大限度發(fā)揮學(xué)生的潛能具有重要的意義，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力具有重要的促進(jìn)作用。建立和完善以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的創(chuàng)新實驗室并使之正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅僅為學(xué)生的實踐鍛煉提供了物質(zhì)條件，更是給他們創(chuàng)造了一個廣闊的思維空間，其結(jié)果是使學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力得到鍛煉，科學(xué)的工作態(tài)度和創(chuàng)新精神得以培養(yǎng)，參與科學(xué)研究的熱情得到激發(fā)，從而達(dá)到創(chuàng)新教育的目的[3]。工程實踐創(chuàng)新實驗室的建立，也將在學(xué)校里營造出濃厚的科研實踐創(chuàng)新的氛圍，使學(xué)生受到創(chuàng)新意識的熏陶，產(chǎn)生自主實驗及科技創(chuàng)作的興趣，培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)前新形勢下的創(chuàng)新人才。

二、工程實踐創(chuàng)新實驗室的工作內(nèi)容

（一）改革傳統(tǒng)教學(xué)實驗

工程實踐創(chuàng)新實驗室作為學(xué)生創(chuàng)新實踐的基地，目的就是為了提高學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。大多數(shù)教學(xué)實驗，特別是技術(shù)基礎(chǔ)課實驗，主要是驗證書本上的理論、讀取一些數(shù)據(jù)的單一性實驗，缺少對學(xué)生綜合能力訓(xùn)練的內(nèi)容，甚至忽略了與生產(chǎn)實際的有機(jī)聯(lián)系，未能體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識的更新發(fā)展[4]。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)基本上都是實驗教學(xué)人員按照實驗指導(dǎo)書機(jī)械化地完成實驗內(nèi)容，學(xué)生是在被動的過程當(dāng)中灌輸實驗內(nèi)容，缺少獨立思考的時間與空間，師生之間的提問與討論的交流互動環(huán)節(jié)也較少，學(xué)生的創(chuàng)新思維得不到有效的訓(xùn)練。而工程實踐創(chuàng)新實驗室可以促使實驗教學(xué)人員針對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行的更新，優(yōu)化實驗知識結(jié)構(gòu)框架，改革教學(xué)的手段和方法，根據(jù)現(xiàn)有的理論知識和實際生產(chǎn)實踐中的新技術(shù)，結(jié)合實驗儀器開發(fā)出符合學(xué)生層次水平的不同類型創(chuàng)新型的實驗，這類創(chuàng)新型實驗使實驗內(nèi)容與科研、工程、社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系，充分體現(xiàn)現(xiàn)代化學(xué)教育的鮮明特色，形成良性互動，以能力培養(yǎng)為核心，分層次、多模塊相互銜接的科學(xué)系統(tǒng)的實驗教學(xué)體系，實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合[5]。實驗教學(xué)過程可以引導(dǎo)學(xué)生綜合利用所學(xué)過的專業(yè)知識，自己設(shè)計可行的方案，解決實驗中遇到的各種問題，充分調(diào)動學(xué)生的參與積極性，發(fā)揮其自身的主觀能動性和創(chuàng)造性，給予學(xué)生充分施展個人能力的廣闊平臺。

（二）服務(wù)學(xué)生科研競賽

科技競賽作為學(xué)生綜合實踐訓(xùn)練的有效載體，在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中發(fā)揮著重要的作用?？萍几傎惖囊饬x不僅在于幫助學(xué)生樹立創(chuàng)新觀念，培養(yǎng)實踐動手能力，提高他們分析問題和解決問題的能力，而且能夠引導(dǎo)他們主動參與學(xué)習(xí)、培養(yǎng)積累知識的意識，逐步達(dá)到獨立解決科研問題的目標(biāo)[6]。目前，本專業(yè)群學(xué)生參與的科技競賽主要有大學(xué)生機(jī)器人競賽、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽和大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽。這三個大賽都是學(xué)生根據(jù)大賽命題要求，以團(tuán)隊的方式，在老師的指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計比賽方案、加工零件、調(diào)試程序，將理論知識應(yīng)用到實踐當(dāng)中，提高他們自身科研創(chuàng)新能力和實踐動手能力。特別是在機(jī)器人大賽中，專業(yè)群中的三個專業(yè)的學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作，其中自動化專業(yè)主要負(fù)責(zé)機(jī)器人的控制與管理，電氣工程及其自動化專業(yè)負(fù)責(zé)機(jī)器人相關(guān)的電氣驅(qū)動裝置，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)負(fù)責(zé)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝，進(jìn)一步彰顯了專業(yè)群實驗室建設(shè)的意義。大學(xué)生通過參與機(jī)器人競賽，綜合應(yīng)用所學(xué)知識，不斷提出問題、分析問題、解決問題，同時進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、自我完善和自我創(chuàng)新[7]。近四年來，學(xué)生在這三大競賽中獲得了省級一等獎四十多項，國家級二十多項，甚至還有學(xué)生的作品申請了專利，既為其他學(xué)生起到了示范帶頭作用，也為學(xué)院取得了不少的榮譽(yù)。今后將進(jìn)一步以實驗室的建設(shè)為契機(jī)，爭取在三大競賽中獲得更出色的成績。

除此之外，各高校都在積極響應(yīng)并實施國家的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，其中的創(chuàng)新訓(xùn)練項目就是學(xué)生團(tuán)隊自主完成創(chuàng)新性研究項目設(shè)計、研究條件準(zhǔn)備和項目實施、研究報告撰寫、成果交流等工作。創(chuàng)新項目以項目為載體，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生學(xué)會思考問題、解決問題的方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力，并且對學(xué)生還有一定的經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助[8]。工程實踐創(chuàng)新實驗室為創(chuàng)新訓(xùn)練項目的實施提供了更加廣闊的平臺，學(xué)校應(yīng)大力鼓勵學(xué)生申請校級、省級甚至國家級創(chuàng)新項目，鼓勵教師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新項目，使實驗室的資源得到更充分的利用。在創(chuàng)新項目訓(xùn)練實施的過程中，學(xué)生培養(yǎng)了文獻(xiàn)檢索的能力，初步掌握了有效的科研方法，在動手實踐中提高了多角度解決問題、分析問題的能力。學(xué)生通過參與大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，不僅對科研工作有了深刻的認(rèn)識，提升了個人的科研素質(zhì)，在精神層面上也得到了熏陶和培養(yǎng)，促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展，使學(xué)生具有全面良好的綜合素質(zhì)，成為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵[9]。

三、工程實踐創(chuàng)新實驗室的管理

在對工程實踐創(chuàng)新實驗室的儀器設(shè)備投入建設(shè)的同時，要加強(qiáng)對實驗室運(yùn)行管理機(jī)制的建設(shè)。不僅包括實驗室的儀器設(shè)備及日常管理，還包括師資隊伍和學(xué)生團(tuán)隊的管理，只有在這些方面體現(xiàn)創(chuàng)新的本質(zhì)特色，才能為師生提供更好的創(chuàng)新教育和創(chuàng)新實踐的平臺。

（一）開放性和人性化相結(jié)合的管理

目前，許多高校為了更好地實現(xiàn)資源共享，都在大力推行開放性實驗室的建設(shè)，通過增加開放時間，將實驗室的儀器設(shè)備等資源向?qū)W校師生全面開放，使有限的實驗室資源得到更有效的利用。但是，開放性實驗室的建設(shè)不能局限于時間和空間上的開放，更重要的是教學(xué)管理體制、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)觀念的開放，真正體現(xiàn)出以人為本、重在人才培養(yǎng)的核心內(nèi)涵[10]。在時間上，創(chuàng)新實驗室實現(xiàn)全天候開放制度，只要通過預(yù)約，都可以隨時進(jìn)入實驗室；在空間上，創(chuàng)新實驗室中的實驗場地、實驗儀器、工具設(shè)備都可全面開放，只要申請都可以使用；在實驗人員上，凡是參加學(xué)科競賽、科研項目的學(xué)生皆可申請，對于自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)，若有意愿結(jié)合自己感興趣的學(xué)科設(shè)計創(chuàng)新實驗內(nèi)容，實驗室也愿意為他們提供幫助；在指導(dǎo)教師方面，本著雙向選擇的原則，學(xué)生可以自行聯(lián)系專業(yè)群的專業(yè)任課老師或?qū)嶒灲處?，也可以由實驗室根?jù)項目內(nèi)容和競賽主題，向?qū)W生推薦合適的指導(dǎo)老師，如果涉及到校企合作項目，也可以由企業(yè)的工程師和校內(nèi)導(dǎo)師共同擔(dān)任指導(dǎo)教師；在創(chuàng)新項目上，一方面是學(xué)科競賽，根據(jù)其特定的主題，鼓勵學(xué)生團(tuán)隊報名，完成從方案設(shè)計、實物制作、作品調(diào)試等一系列過程，另一方面是學(xué)生自行開發(fā)科研項目，根據(jù)自身興趣和特長，以學(xué)生個人或團(tuán)體的名義積極申報校級、省級、國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓(xùn)練計劃，實驗室也會積極與專業(yè)課老師接洽，將他們的科研項目進(jìn)行公布，鼓勵學(xué)生積極加入到導(dǎo)師的科研項目組當(dāng)中。只有從時間上、空間上、實驗人員上、指導(dǎo)教師上、創(chuàng)新項目上共同實現(xiàn)協(xié)調(diào)開放，結(jié)合人性化的措施，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同工作及創(chuàng)新的能力。

（二）師資隊伍的管理

實驗室的師資隊伍主要分為兩類群體，一類是負(fù)責(zé)實驗教學(xué)和管理的固定專職實驗教師，另一類是指導(dǎo)科技競賽和科研項目的流動兼職實驗教師。實驗室遵循專職與兼職相結(jié)合、“統(tǒng)一規(guī)劃，分工負(fù)責(zé)”的原則，明確實驗室人員的崗位職責(zé)，增強(qiáng)科研服務(wù)意識[11]。專職實驗教師除了完成專業(yè)課的實驗教學(xué)任務(wù)以外，還需要與時俱進(jìn)，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與實驗儀器的更新，適時對部分實驗內(nèi)容和實驗方法做出一些補(bǔ)充修改，不斷完善實驗指導(dǎo)書的編制工作；還需要在實驗教學(xué)的過程中不斷總結(jié)，將一些零散的獨立實驗根據(jù)課程的聯(lián)系緊密程度有機(jī)結(jié)合，重新整合實驗內(nèi)容，增加綜合型和創(chuàng)新型實驗。這就要求實驗專職教師要不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)，不斷開拓進(jìn)取，同時學(xué)院和系也要為實驗教師水平的提高提供更多學(xué)習(xí)培訓(xùn)的機(jī)會，使他們能夠進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)水平。對于科研項目及科技競賽，考慮到其可能涉及到不同專業(yè)的學(xué)生以及不同學(xué)科，兼職教師和專職教師都可以擔(dān)任科研項目和科技競賽的指導(dǎo)教師，采取“兼職為主，專職為輔”的辦法，指導(dǎo)教師可以根據(jù)項目和競賽的需要，與實驗教師共同探討項目、學(xué)生團(tuán)隊、實驗設(shè)備的管理，在指導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊的同時，無形中也為創(chuàng)新實驗室的建設(shè)起到促進(jìn)的作用。通過對教師人才隊伍的優(yōu)化配置，充分發(fā)揮工程實踐創(chuàng)新實驗室為教學(xué)、科研和學(xué)科競賽服務(wù)的功能。

（三）儀器設(shè)備及日常事務(wù)的管理

由于使用開放性的運(yùn)行機(jī)制，創(chuàng)新實驗室的開放時間和實驗的項目內(nèi)容都存在不確定性，再加上出入實驗室的人員流動性較大，涉及到的實驗儀器設(shè)備較多，因此，要建立一套較為完善的實驗室管理體制。為更好地體現(xiàn)學(xué)生的主導(dǎo)地位，創(chuàng)新實驗室可采取以學(xué)生為主、以教為輔、開放的自主管理模式[12]。實驗教師平時要完成很多的教學(xué)實驗，很難再安排足夠的精力來對實驗室各項事務(wù)進(jìn)行處理，因此，要適當(dāng)多培養(yǎng)學(xué)生自我的實驗管理能力。對于日常的出入預(yù)約等事務(wù)，可以利用網(wǎng)絡(luò)化的管理手段，在校園網(wǎng)內(nèi)部建立創(chuàng)新實驗室網(wǎng)站，學(xué)生可以直接在網(wǎng)上預(yù)約時間，實驗室還可以設(shè)置打卡機(jī)，學(xué)生進(jìn)出憑學(xué)生證刷卡即可，這樣實驗室也可以實時監(jiān)控人員流量，做好合理的人員控制。對于實驗設(shè)備可以采用項目負(fù)責(zé)制的方法，由項目組專人對項目中用到的實驗設(shè)備負(fù)責(zé)并保養(yǎng)維護(hù)，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并在每次使用設(shè)備后做好登記工作。另外，還可以通過設(shè)立勤工儉學(xué)崗位，聘請責(zé)任心強(qiáng)的學(xué)生對實驗室的日常工作和通用工具和儀器的使用進(jìn)行管理，既保證了創(chuàng)新實驗室的穩(wěn)定運(yùn)行，又培養(yǎng)了學(xué)生自身的責(zé)任感和管理能力。

（四）科研項目及學(xué)科競賽的管理

科研項目和學(xué)科競賽一般都具有歷時時間長、學(xué)生群體大、涉及面廣的特點，因此，創(chuàng)新實驗室不僅要為它們提供場所，更要進(jìn)一步做好過程管理工作，促進(jìn)項目及競賽的有序良好運(yùn)轉(zhuǎn)。創(chuàng)新實驗室會將每年的學(xué)科競賽文件在實驗室網(wǎng)站向?qū)W生第一時間公布，并召開動員大會，鼓勵同學(xué)們積極參加；在網(wǎng)站上也將實時更新專業(yè)群老師的在研項目和學(xué)生創(chuàng)新項目信息，學(xué)生可以直接在網(wǎng)上報名參加并選擇指導(dǎo)老師；創(chuàng)新實驗室還會不定期邀請相關(guān)的指導(dǎo)老師和學(xué)生，召開創(chuàng)新理論講座、創(chuàng)新論壇、創(chuàng)新設(shè)計、科技競賽交流會、創(chuàng)新成果展示等，讓廣大學(xué)生可以分享最新前沿科技、吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，更好地擴(kuò)充創(chuàng)新實驗室的職能。

四、結(jié)束語

工程實踐創(chuàng)新實驗室在高校的創(chuàng)新教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它不僅為學(xué)生的創(chuàng)新實踐活動提供了寬松自由的環(huán)境和平臺，也為高校的學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了強(qiáng)力的科學(xué)手段?；趯I(yè)群的創(chuàng)新實驗室，更要進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新實驗室的建設(shè)和管理，協(xié)調(diào)好專業(yè)群實驗資源的整合，使其得到正常運(yùn)行并最大化的有效利用。在專業(yè)群的建設(shè)過程中，還要繼續(xù)完善創(chuàng)新實驗室，在實踐中不斷探索更好的創(chuàng)新教育途徑和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)麗梅.地方高校轉(zhuǎn)型背景下的學(xué)科專業(yè)群建設(shè)研究[J].繼續(xù)教育研究，2014（12）：72-74.

[2]王宏，吳文虎.清華實踐教學(xué)“賽課結(jié)合”新思路[J].計算機(jī)教育， 2006（7）：10-12.

[3]白廣梅.關(guān)于創(chuàng)新實驗室建設(shè)的思考[J].實驗技術(shù)與管理，2007，24（2）：136-138.

[4]楊國良，高瑞光.新形勢下高校實驗教學(xué)改革的思考[J].教學(xué)研究，2005，28（1）：62-65.

[5]王京生.實驗教學(xué)改革的探討與創(chuàng)新[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（14）：171-172.

[6]孫盛.科技競賽在本科創(chuàng)新教育中的探索與實踐[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008（8）：148-149.

[7]陳巍.基于機(jī)器人競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式[J].實驗室研究與探索，2012，31（7）：297-300.

[8]曾樹洪，唐明星.應(yīng)用型地方本科院校創(chuàng)新實驗室的建設(shè)與管理模式探索[J].實驗技術(shù)與管理，2015，32（7）：16-18.

[9]陳立鋼.基于大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目探討化學(xué)專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高教論壇，2013（3）：27-29.

[10]馬忠麗，董宇艷，董國強(qiáng).高校開放性實驗室建設(shè)探討[J].實驗技術(shù)與管理，2005，22（7）：112-115.

[11]龔迎莉，楊銳明，禚玉群.工科專業(yè)實驗室“人性化、精細(xì)化”管理實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2010，27（7）：170-172.

[12]李平，吳楊，王佳楠，等.建設(shè)特色實驗室提高實驗教學(xué)質(zhì)量[J].實驗室科學(xué)，2014，17（2）：1-2，7.