賀占魁， 黃 濤， 楊九民

(華中師范大學 a. 實驗室與設備管理處; b. 教育信息技術學院， 武漢 430079)

0 引 言

隨著國家創(chuàng)新體系建設和產業(yè)轉型升級，培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的高素質、創(chuàng)新型人才已成為高等教育的核心任務?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中明確指出要“支持學生參與科學研究，強化實踐教學環(huán)節(jié)”，“促進科研與教學互動、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結合”[1]。《教育部關于加快建設高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中強調要“將最新科研成果及時轉化為教育教學內容，以高水平科學研究支撐高質量本科人才培養(yǎng)”[2]。因此，如何建立科教融合、相互促進的協(xié)同培養(yǎng)機制，推進實驗教學改革與創(chuàng)新，提升學生創(chuàng)新精神、實踐能力和科研能力是高校構建高水平人才培養(yǎng)體系，全面提高人才培養(yǎng)質量的重要內容。

1 科學研究支持本科實驗教學現(xiàn)狀

1.1 科學研究支持實驗教學的重要意義

教學與科研作為高校的兩大系統(tǒng)工作，雖然各有其自身的任務和發(fā)展規(guī)律，但它們并不是互不關聯(lián)的孤立的系統(tǒng)，在這兩個系統(tǒng)之間有著相互依存、相互滲透和相互促進的作用。德國教育家、思想家洪堡明確了高?？茖W研究的功能，并認為科研是為獲得科學知識，為教學打好基礎并為教學的不斷發(fā)展服務的[3]。在教學過程中，教師結合自己的研究體會和獨特見解，為學生提供前沿性知識，并將學術研究的方法系統(tǒng)性地傳授給學生，從而激發(fā)學生參與科學研究的熱情，培養(yǎng)科學研究的興趣和能力，為學生今后獨立研究奠定良好的基礎[4-5]。對于實驗和實踐教學來說，與學科前沿和生產實際聯(lián)系更加緊密，高校的科研優(yōu)勢能夠有效轉化為實驗教學改革與創(chuàng)新的推動力[6]。

高校的科研資源,從硬件的角度來看，主要是用于科研的場所、設施、儀器設備以及相關的運行條件保障。從軟件的角度來看，主要包括科研項目、科研成果以及掌握科研方法的教師智力資源等。這些科研資源集中體現(xiàn)在聚集了大量先進設備和高水平教師的各類科研實驗室和研究基地。要將高校的科研優(yōu)勢向實驗教學轉化，不僅是對資源的再分配和再利用，更重要的是發(fā)揮其對人才培養(yǎng)的無可取代的作用，尤其是對學生動手能力和創(chuàng)新意識、科研能力和科學精神的培養(yǎng)[7]。

1.2 科研優(yōu)勢轉化為實驗教學質量的主要瓶頸

在培養(yǎng)創(chuàng)新人才這一核心要務指引下，高校積極探索，發(fā)揮科研優(yōu)勢反哺實驗教學，努力推動優(yōu)質科研資源向實驗教學轉化。但在轉化過程中還存在著一些瓶頸問題，主要表現(xiàn)在科研教師實驗教學觀念、科研資源配置與利用、實驗教學改革創(chuàng)新等方面。

(1) 科研教師投入實驗教學積極性不高。高校中“重科研、輕教學；重理論，輕實踐”的情況普遍存在，一些學術造詣高、創(chuàng)新能力強、科研經驗豐富的教師更愿意將較多的時間和精力放在科研工作上，投入實驗教學積極性不高。從當前多數(shù)高校對于教師的評價考核指標體系來看，科研成果在可量化指標中仍占據(jù)著主要權重，而教學成效尤其是實驗教學相對弱化，投入實驗教學更多的依賴教師對于人才培養(yǎng)的責任感,缺乏科學完善的教學質量監(jiān)控體系和工作量認定方式，缺乏政策激勵和制度保障[8]。

(2) 科研資源支撐實驗教學不足。近年來，國家對于高等教育經費投入有了較大幅度的增加，高校實驗室及儀器設備條件明顯改善。但從全國高校實驗室統(tǒng)計數(shù)據(jù)的生均實驗室面積和生均儀器設備值來看，教學為主的實驗室場地和儀器設備資源仍然較為緊張，而且代表著高精尖先進儀器設備的大型儀器設備多為科研儀器設備。許多高校由于實驗室管理體制的局限、政策機制的缺失，對于科研實驗室和儀器設備更強調支撐學科建設、產出科研成果，并未充分挖掘其在人才培養(yǎng)中的潛力。

(3) 科研成果轉化實驗教學內容不夠。隨著社會經濟的飛速發(fā)展和科學技術的日新月異，知識更新周期大大縮短，許多應用型學科的實驗教學內容很容易與產業(yè)發(fā)展脫節(jié)。然而由于科研教師參與實驗教學不足，科研實驗室資源對教學開放不夠等因素的影響，大量前沿科技成果無法及時轉化為實驗項目而融入實驗教學，學生缺少接觸本專業(yè)最前沿科技成果、新型儀器設備和學術思想的渠道，實驗教學改革無法取得突破性創(chuàng)新[9]。

2 科教協(xié)同提升實驗教學水平的具體路徑及成效

“雙一流”背景下，發(fā)揮高?？蒲袃?yōu)勢，強化本科實驗教學的關鍵在于加強政策的引導和支持，深化實驗教學改革與創(chuàng)新，使科研資源充分面向本科生開放，使教師積極參與實驗教學，樂于將科學研究的理念、思路和成果轉化為實驗教學的方法、手段和內容[10]。我校結合自身實際，有效利用科研資源，進一步優(yōu)化實驗教學條件，豐富實驗教學環(huán)節(jié)，提升實驗教學效果，使學校的學科優(yōu)勢和科研優(yōu)勢成為實驗教學改革創(chuàng)新的突破口。

2.1 激勵高水平教師投身實驗教學

為引導高水平教師投身實驗教學，學校出臺政策，從考核評價和工作量認定等方面入手，規(guī)定教授必須上講臺、深入教學實驗室，直接面對本科生開展教學活動。學校在實驗技術系列職稱中設置了正高職高級實驗師，在評聘條件中強調須具備較強的科研能力和將科研成果轉化為實驗教學的能力。同時，打通了教師系列向實驗技術系列流動的渠道，鼓勵熱愛和擅長實驗教學的人員轉換身份，投身于實驗教學和實驗室建設。

學校將實驗教學中心作為落實科教融合，開展實驗教學改革與創(chuàng)新的主陣地，要求中心主任必須由學術水平高、實驗教學經驗豐富、科研能力突出的學術帶頭人或高水平教授擔任，并著力建設一支教學與科研并重、理論與實驗互通的高水平實驗隊伍。所有省級和國家級實驗教學示范中心都組建了教學指導委員會，聘請校內外、行業(yè)、企業(yè)的知名專家擔任委員，借助專家智慧把產業(yè)發(fā)展和科研創(chuàng)新融入實驗教學。學校還設立實驗教學中心運行專項經費，支持各中心自主開展實驗教學改革研究，鼓勵和支持教師將高級別、高水平科研項目和優(yōu)質科研成果轉化為實驗教學項目。

2.2 推動科研基地為本科實驗教學服務

為推動重點科研基地向本科生開放，讓學生“早進課題、早進實驗室、早進團隊”。學校制訂了“華中師范大學實驗室開放管理辦法”，引導科研實驗室在本身科研活動之外，支持以創(chuàng)新性實驗、自主科研和各類大學生競賽準備等內容為主的實驗活動的開展。辦法對指導教師的開放實驗工作量予以認定，并在年度工作量津貼中給予補貼，在實驗室運行經費中專門列支用于開放實驗所需的耗材及維護維修費用。學校還通過本科生開放實驗項目和大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目，配套專項經費支持和學分獎勵制度，吸引學生主動進入科研基地，從事科學研究、尋找創(chuàng)新樂趣、提升綜合能力。

學校積極建立和推廣“分段式-全程開放式”的課題組導師制培養(yǎng)體系，導師將科學研究的成果轉化為本科實驗教學內容，采用分段式靈活的教學方法，開設開放性實驗和相關選修課程，或者直接吸納學有余力的本科生進入課題組參與科研項目，對學生進行引導和幫助，使學生能有效掌握科研方法，甚至是獨立開展研究與探索。如生命科學學院依托省重點實驗室，將教師科研項目中適合本科教學的部分轉化為創(chuàng)新研究性實驗，讓實驗課程內容和體系與時俱進，開展了“從碎片化向綜合設計性轉變的微生物學實驗教學改革”“項目導向型的分子生物學實驗教學改革”“科教融合的生物技術大實驗教學改革”“關注社會熱點問題的生物化學實驗教學改革”等多項實驗教學改革[11]。讓學生了解科學研究前沿熱點和動態(tài)，掌握學習和研究方法，增強了學生開展科研的興趣，學生自主學習、實驗和研究能力得到有效提升。

2.3 大型儀器設備向本科實驗教學充分開放

為提升學生對高精尖儀器設備操作技能和研究創(chuàng)新能力，學校在大型儀器設備購置論證、績效評估等管理環(huán)節(jié)明確要求將大型儀器設備充分應用于本科實驗教學。在大型儀器設備購置可行性論證工作中除對購置大型儀器設備的必要性、先進性、適用性、合理性等進行綜合評價外，還特別強調共享性，申購單位必須提供明確的開放共享方案，其中包含科教融合，對本科生開放共享的可行性。學校每年常規(guī)性地開展大型儀器設備使用效益考核，將大型儀器設備培訓學生情況、新開和改進實驗教學項目情況、實驗教學機時數(shù)情況和實驗教學成果情況等作為考核評價的重要指標[12]。

學校建設并系統(tǒng)整合了“大型儀器設備開放共享管理信息系統(tǒng)”“實驗室開放管理信息系統(tǒng)”，將所有實驗室和大型儀器設備入網統(tǒng)一管理，使科研實驗室和大型儀器設備在滿足科研需求的同時，能夠充分面向本科實驗教學開放。為解決大型儀器設備成本高、臺套數(shù)有限、部分存在安全風險，難以大規(guī)模面向本科生開設實驗的問題，學校組織建設了一批虛擬仿真實驗教學項目，構建虛擬仿真的大型儀器設備實驗教學環(huán)境，學生通過人機交互完成實驗的各個環(huán)節(jié)，包括樣品前處理、儀器參數(shù)的設置、測試過程的操作、數(shù)據(jù)處理等，從而對大型儀器設備的工作原理、操作規(guī)范有了基本了解，再進行實體設備上機操作[13]。本科生通過大型科研儀器設備使用訓練，有效提高了動手實踐和創(chuàng)新研究能力。

2.4 引導科研成果轉化為實驗教學內容

為推動科研成果轉化為實驗教學，學校采取項目牽引制，持續(xù)在中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金中設立科研成果轉化實驗教學內容類項目，引導學院和教師對接“雙一流”建設要求，以本科人才培養(yǎng)為根本，推進實驗教學體系的重構，徹底打破教學和科研兩張皮、理論和實驗兩張皮的狀況，取得顯著成效，初步形成了品牌。項目將重點科研基地與實驗教學中心對接，項目擬轉化的科研成果必須是國家級、省部級重點實驗室(工程中心)主要研究方向產生的科研成果。

項目從轉化模式來看可分為3種類型，① 對接前沿，依托學校優(yōu)勢學科，將最前沿科技成果、新型儀器設備和學術思想融入實驗教學，拓寬學生視野，增強創(chuàng)新意識和科研素養(yǎng)；② 項目驅動，采取學生參與應用項目的形式，將傳統(tǒng)分布于不同實驗階段和不同實驗課程的內容加以有機整合，以項目制形式重構綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗；③ 技術創(chuàng)新，使用最新的技術手段改造和更新實驗項目，產生傳統(tǒng)實驗項目難以達到的教學效果。項目的實施將教師的科研成果有效轉化為了創(chuàng)新、可用的實驗教學項目和實驗教學資源，充實和更新了相關學科專業(yè)實驗教學體系。如化學學院依托農藥與化學生物學教育部重點實驗室豐富的科研成果，從學院實驗課程體系改革創(chuàng)新的角度進行整體布局，將關于金屬催化偶聯(lián)反應的科研成果轉化為本科生基礎有機化學實驗，促進學生對金屬催化的偶聯(lián)反應，綠色有機合成方法的理解和應用，幫助學生掌握在水相中進行有機化學反應的方法和技術，提升了學生對于綠色有機合成化學對醫(yī)藥、農藥以及材料科學的重要性的認知。

2.5 校企聯(lián)合培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

科學研究與產業(yè)深度融合在推動社會生產力和生產方式迅速革新的同時，也對教育改革和發(fā)展產生了深刻影響。學校以能力培養(yǎng)為主線，對接行業(yè)、產業(yè)鏈，與企業(yè)在環(huán)境、資源、技術、需求和人員等方面全面協(xié)同，在實驗教學體系建設上，依托橫向科研項目和校企聯(lián)合培養(yǎng)項目，從產業(yè)發(fā)展和企業(yè)生產實踐中篩選、轉化研究創(chuàng)新型實驗項目，開展實驗教學、項目實訓、科技創(chuàng)新，打造分層次、多模塊的核心實驗課程群，豐富了實驗類型和內容，提升了實驗實戰(zhàn)性和挑戰(zhàn)性[14]。

如文科綜合實驗教學中心依托國家數(shù)字化學習工程研究中心和文化部國家文化產業(yè)研究中心等學科支撐，與鳳凰衛(wèi)視集團、長江日報集團、武漢云工場電商孵化器有限公司、神州數(shù)碼智慧城市華中事業(yè)部等20余家企業(yè)簽訂創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，做真項目、出真產品、練真能力，使實驗室成為創(chuàng)新型、復合型、應用型人才的培訓中心和企業(yè)新產品、新技術的展示基地。

3 結 語

以人才培養(yǎng)為本，促進科研和實驗教學良性互動，協(xié)同推進教育教學改革，在高校建設高水平本科教育進程中占有重要地位，也是實驗教學中心建立創(chuàng)新人才成長環(huán)境，支撐拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作，拓展未來發(fā)展空間的必然趨勢[15]。我校深化科教融合，推進機制創(chuàng)新，豐富和提升了實驗教學內容與層次，建立了獨立探索、解決問題為核心的研究型實驗教學模式，取得了階段性成效。學校將以深化綜合改革和“雙一流”大學建設為契機，進一步開展探索與實踐，建立科研支撐實驗教學長效機制，提升實驗教學水平。