新工科背景下省級實驗教學示范中心的重點建設實踐

程鳳梅， 李海東， 易洪雷

（嘉興學院材料與紡織工程學院，浙江嘉興314001）

0 引 言

高校實驗室是科學技術創新的重要場所，也是創新型人才培養的重要陣地。省級實驗教學示范中心是高校開展實驗教學的重要場所，也是實驗室開放、實驗教學共享的平臺。建設省級實驗教學示范中心是深化實驗教學改革，培養創新性人才的有利舉措［1］。教育部早在2005 年就正式發布《關于開展高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知》（教高［2005］8號文件）［2］，此后圍繞實驗教學體系、內容、手段、隊伍以及運行管理機制等方面，一大批高校實驗教學示范中心努力改革創新，并取得了明顯成效［3-8］。而未來新興產業和新經濟的人才需求必然是高素質復合型新工科人才，他們應當具備較強的實踐能力、創新能力和國際競爭力等素質［9］。所以教育部在2016 年又提出了“新工科”建設構想，隨后的“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”等綱領性文件先后出臺，新工科建設的雛形初現［10］?！靶鹿た啤钡奶岢鲇譃楦叩裙こ探逃母母锾剿魈峁┝艘粋€全新視角和“中國方案”［11-12］。毫無疑問高校是新工科建設的責任主體。嘉興學院是一所綜合性大學，材料與輕紡工程實驗中心為浙江省實驗教學示范中心，是嘉興學院12 個校級實驗中心之一，主要服務于材料與紡織工程學院及南湖學院的紡織工程、高分子材料與工程、非織造材料與工程和輕化工程4 個專業的師生。共開出實驗實訓課程61 門，開設實驗項目185 個，其中設計性、驗證性、綜合性實驗115 項，占比約為65%，每年約完成10 萬人時數的實驗教學任務。中心實驗室不僅承擔多門課程的實驗教學任務和課程設計，還承擔大學生科技創新項目、學科競賽、畢業設計等。實驗中心2011 年入選浙江省實驗教學示范中心建設，2014 年通過了驗收。2016 年又被列為浙江省“十二五”實驗教學示范中心重點建設。在省級實驗教學示范中心重點建設中融入新工科思想，實驗中心在實驗室開放和管理體系上展開了積極改革和探索，夯實中心育人理念：能力為本，知行合一；因材施教，務實創新；健全制度，資源共享；分級管理，全面開放；協同育人，走向卓越。

1 開放運行與管理體系改革

實驗室的運行機制、管理模式對于提升實驗室的整體水平有著極其重要的作用［13］。實驗中心前身是嘉興高等?？茖W校紡織服裝系專業實驗室，始建于1985 年，2009 年被評為浙江省本科院校合格教學實驗室。2010 年學校按照學科與功能需要，將原來分散在多個二級學院的儀器設備進行集中、優化，組建成立了材料與輕紡工程實驗中心，如今已經發展成集教學與學科實驗室為一體的綜合性實驗中心。在新工科人才培養中實驗室的建設和應用起到關鍵作用，也是工科專業發展的支柱。因此，應用型院校工科專業都希望通過實驗室進行重新規劃、更新和升級打造全新的新工科模式實驗室，以達到促進新工科人才培養［9］。實驗中心為促進實驗室的資源整合與共享［14］從2016 年9 月開始實施了改革措施，首先對二級實驗室進行了調整，如圖1 所示。依據設備功能，打破專業壁壘，提倡資源共享，最大化地提高設備的利用率。如“工程實踐實驗室”集各專業的大型生產、制造設備服務于各個專業；測試平臺集中心各專業實驗室的結構表征與性能測試貴重儀器服務于各個專業；促進專業的交叉融合，提高創新意識。在后續的實驗室建設中又對實驗室進行了設備更新和升級，工程實踐實驗室的先進制造設備，測試平臺的大型精密測試儀器，CAD 機房及虛擬實驗室，新增資產1 468 萬元。通過新工科模式的實驗室為學生營造一個良好的創新環境、提高學生的自主創新意識、為學生參加各種科技大賽提供保障［9］。

圖1 實驗中心實驗實踐教學平臺圖

中心實驗室從事教學實驗、畢業論文（設計）、科研訓練（國家級、省級及校級大學生創新項目）、學科競賽、碩士論文（聯合培養碩士生）等實踐活動，大型設備（單價20 萬元及以上）還要對外開放，整個中心實驗室處于高負荷運轉狀態，如何合理地利用現有實驗室，實現實驗中心的教學和開放順利運行呢？實驗中心通過設立省級實驗教學示范中心建設和運行管理委員會、鼓勵專任教師做實驗室管理員的臨時替補、聘用系主要負責人兼任二級實驗室主任主管校外實習基地及產學研合作實驗室、設立大學生勤工助學崗輔助管理實驗室等措施，完善了“省級實驗教學示范中心建設和運行管理委員會-實驗中心主任-二級實驗室主任-實驗管理員-學生助管”的管理體系，如圖2 所示。明確了各自的權、責、利，進一步理順了實驗中心與相關教學系之間的關系。使實驗中心的教學工作開展及開放運行得以順暢。

圖2 實驗中心管理體系

2 深化教學改革，協同育人

建有較完備地從理論到實踐、從基礎到復雜、從校內到校外的螺旋上升式實踐育人平臺和體系，協同育人。實驗中心與時俱進，深化實驗教學改革，精簡演示、驗證性實驗內容，增加綜合、設計性實驗項目，把綜合訓練和創新精神培養放到更加突出的位置，鼓勵學生積極參與各種競賽和創新教育活動。本著“突出學科優勢，合理調整布局，優化資源配置，提高投資效益”的原則，通過四個層次實現對學生“專業素養教育→專業技能培養→職業素能訓練→創造潛能開發”的全過程訓練，如圖3 所示。并且運用現代的教學手段，虛實結合，激發學生的想象力與創新能力，中心實驗室全部對本科生開放，每年實施實驗室開放性項目6 ～9項左右，使大三學生完成實踐環節獲隱形學分；另外各級（國家級、省級、校級）大學生創新項目、學科競賽都為高素質、創新人才的培育提供了有利條件。在重視校內實踐基地（工程實踐實驗室）建設的同時還與周邊多家企業、事業單位建設了校外實習基地、服務和研究開發中心（產學研合作實驗室掛牌20 余個），提升學生的工程實踐能力和創新創業能力。在2019 年產學合作協同育人項目“材料類專業應用型人才培養校外實踐教學基地建設”和“零適應用人才培養校外實踐教學基地”通過了驗收。2020 年嘉興學院·嘉欣絲綢產教融合基地通過了學校組織的認定。同時又新增產學合作協同育人項目“嘉興學院功能高分子材料校外實踐教育基地”與“浙江萬凱新材料有限公司”簽合作協議并掛牌。高分子材料與工程專業被列為嘉興學院2020 年度專業實踐教學綜合改革研究（非一流專業）建設專業，建設周期3 年。

圖3 實驗、實踐教學的四個層次

3 充分發揮學科實驗室作用，反哺于教學

新工科人才培養的特點就是學科交叉與綜合［15］，實驗中心的學科實驗室近5 年來通過爭取中央財政、省財政和嘉興市財政支持進行了實驗室建設項目，新增資產2 000 多萬元，充分地利用這些先進的設備及時地更新了一些實驗項目，使實驗中心的實驗項目更新率達到65%以上。材料與紡織工程學院學生的畢業論文、各級（國創、省級新苗、校級）大學生創新項目、學科競賽、開放性實驗等都可以在學科實驗室進行，學科實驗室24 h 對師生開放，創造條件使學生能充分、合理地利用先進的儀器設備實施創新實踐。如“工程實踐實驗室”的大型生產、制造設備，可以實現產品的制作培養學生工程實踐能力，測試平臺的材料性能綜合測試實驗室和結構表征實驗室可以實現材料性能的測試與表征，培養學生科研創新能力，總之我們充分利用學科實驗室的優勢反哺于教學，提升學生工程實踐能力及科學研究素質，有利于專業交叉融合，在學生考研和就業方面都發揮了很好的作用。

4 制度保障，規范管理

實驗室是培養學生實踐、創新能力的重要地方，因此要有健全、完善的制度做保障。在示范中心重點建設期間修訂、完善實驗室各項管理規章制度，做到實驗室工作有章可循、有章必循。根據學校和二級學院的要求，結合實驗中心的實際情況，修訂和完善了各種實驗室管理制度：中心實驗室開放管理辦法、實驗教學管理辦法、學生實驗守則，實驗室安全規范，實驗室使用守則，實驗室開放準入、管理制度，儀器設備的管理、使用規范，儀器設備損壞丟失賠償制度，實驗室固定資產丟失、損壞和事故處理規定、實驗室低值耐用品、易耗品使用管理辦法、精密貴重儀器和大型設備管理辦法、化學藥品及?；返氖褂霉芾磙k法、實驗室技術人員職責、指導教師職責、實驗中心主任及二級實驗室主任職責等，實驗室管理更加科學化、規范化。

5 示范效應

實驗中心注重社會服務。近幾年中心購置了一些先進的儀器設備，對外開展了檢測、分析、實驗技能培訓等社會服務，不僅增加了中心的創收，還共享了先進的儀器設備和技術，使效益最大化。圖4 為第一屆材料類企業骨干培訓班合影。對外開放中吸收一部分學生參加，使他們在學習掌握實驗技術的過程中，接觸社會生產實踐，將理論與實踐很好地結合起來，為應用型人才培養打下堅實基礎。近幾年來實驗中心對嘉興市周邊企業工程技術人員進行了每年一次的檢測、分析、實驗技能培訓，受到嘉興市人力資源局好評。另外“嘉興學院-TRUMPLER皮革實驗班”是材料與紡織工程學院與德國TRUMPLER公司聯合辦學的重要實踐，旨在為全球皮革行業培養技術及管理人才，開啟了我校國際化聯合辦學的新模式。吸引一些企業與我們共建產學研基地，如圖5 所示。實驗中心平均年培訓企業學員超過600 人次。

圖4 材料類企業骨干培訓班合影

圖5 嘉興學院-TRUMPLER皮革實驗班

實驗中心緊密依托“浙江省紗線材料成形與復合加工技術研究重點實驗室”“浙江省紡織工程一流學科”等學科平臺，不斷將紡織最新科研成果轉化為虛擬仿真實驗項目。近年來，先后完成了開放式虛擬仿真實驗教學管理平臺與網站建設，紡織專件虛擬現實示教模塊、紡織設備保全保養虛擬現實示教模塊、紡織工藝與產品創新設計虛擬現實示教模塊、紡織設備虛擬運行實驗教學系統與沉浸式互動體驗模塊等。上述虛擬仿真實驗教學資源，都是從近年來國內外紡織科研成果轉化過來的，實驗項目配置和實驗教學方法上都表現出虛實結合的特點。通過把科研成果轉化為實驗教學內容，把科研方法融入實驗教學活動，向學生傳授科研理念、科研文化、科研價值，使學生了解現代紡織科技最新發展和學術前沿動態，激發科研興趣，啟發科研思維，培養科研道德，提升學生科學研究、工程實踐和科技創新能力。

6 實踐效果

通過以上措施，促進了大學生知識性、應用性、探索性、創新性、自主性、協同性學習的全面深入開展。無論是學生的工程實踐能力還是科研創新能力都得到明顯提升，2019 年我院學生獲全國第十六屆“挑戰杯”大學生課外學術作品競賽獲三等獎1 項、首屆全國大學生高分子材料實驗實踐大賽獲三等獎3 項、浙江省第十六屆“挑戰杯”大學生課外學術作品競賽獲一等獎1 項、二等獎1 項、三等獎1 項；獲全國“互聯網＋”大學生創新創業大賽銅獎1 項，省級銀獎2 項；第六屆浙江省海洋知識創新競賽三名同學獲現場賽三等獎，13 名同學獲網絡賽二等獎，44 名同學獲網絡賽三等獎，學校獲“優秀組織獎”，老師獲“優秀指導老師”稱號。在浙江省大學生職業生涯規劃與創業大賽中獲優勝獎1 項，校級一等獎2 項，三等獎1 項。競賽積分排全校第二名。2018 屆畢業生高分子專業考研率創下50%的佳績，全院考研率也創下33%的新高，另有3 人考取國外研究生，遙居全校第一名?？佳泄ぷ鹘? 年都被評為“考研工作先進集體”。學生就業率100%，連年獲校級“就業工作先進集體”“畢業生職業發展狀況和人才培養質量調查工作先進集體”榮譽稱號。中心實驗室績效顯著提高，無論是實驗室開放人時數，大型設備利用率，還是學生科研、競賽獲獎數都顯著提高，在學校組織的實驗室績效考核中脫穎而出，實驗中心在2017 年和2019 年度都被評為校級先進實驗中心。

7 結 語

實驗室在高等教育中占據非常重要的地位，要培養大量合格、具有創新精神和實踐能力的高素質人才，必須有高水平的實驗室做保障。它直接影響到就業、專業生存、學校發展［16］。材料與輕紡工程實驗中心在浙江省“十二五”實驗教學示范中心重點建設期間努力推進新工科思想，從打通專業之間的隔斷、促進各學科的交叉融合，以實踐和應用為目標，注重全過程培養。深化教學改革，通過四個層次培養工程實踐能力及創新能力，協同育人。通過共享資源設備的開放管理模式，提高實驗設備利用率，最大限度地利用實驗室資源，為學生提供自主發展和實踐鍛煉的空間。梳理修訂實驗室各項管理體制，用先進的管理和手段作指導，不斷改進和完善，定能把材料與輕紡工程實驗教學示范中心建設成為質量更高、管理更規范、績效更顯著的實驗教學、科研示范中心，培養更多為國家繁榮富強做貢獻的綜合性人才，更好地服務于地方經濟。