高等教育担负着为国家培养各级各类高级专门人才的重任,深化高等学校创新创业教育改革是国家实施创新驱动发展战略的迫切需要。2012年教育部发布的《全面提高高等教育质量的若干意见》(高教三十条)指出,要促进科研与教学互动,要即时把科研成果转化为教学内容,重点实验室、研究基地等向学生开放;支持本科学生参与科研活动,本科学生要早进课题、早进实验室、早进团队。目前国内不少高校在此方面进行了不同教学模式的探索,如金华职业技术学院的“开放式实验室-创新项目”模式[1]、甘肃农业大学的“实验室实行开放式管理”模式[2],郑州大学的“教师科研-课堂教学-科技竞赛”三位一体互动模式[3],这些模式的运行对提高学生自主学习、主动探索和科技创新的热情有积极作用。然而,将科研平台、课题项目与课程教学联动改革,打造交互促进学生创新能力提升的路径探索未见报道。宜宾学院作为以“创新性和应用型”为办学定位的地方本科院校,如何使培养的学生具备应用能力的同时兼具一定的创新思维能力是高校教学改革的重点内容之一。近年来本研究依托宜宾学院生命科学与食品工程学院的“固态发酵资源利用四川省重点实验室”(以下简称“固态实验室”)和“香料植物资源开发与利用四川省高校重点实验室”(以下简称“香料实验室”)两个科研平台,探索了一套以本科教学为主的地方高校其平台服务于大量本科学生科学实验的运行管理模式,构建了激励本科学生进行科学研究的激励机制,创设了两门以教师、学生科研成果为主要案例的创新思维训练课程,实现了科研平台、创新创业项目和课程建设的联动,形成了“平台-项目-课程”交互促进学生创新能力提升的路径,该路径正是“三全育人”和“做四有好老师”教育理念的践行,对学生的科学素养、合作精神、创新意识培养有积极的促进作用。
在传统的实验室管理模式下,学生基本只能在教学实验室按照课程体系的要求完成验证性的课程实验,创新训练不能充分实现[4],而科研平台主要为研究生服务,本科学生在科研平台开展创新训练机会很少,这与本科学生人数多、专业素养较差、以及科研平台资源有限有关。如何推动科研平台在本科学生培养中的作用是实验室新形势下的新课题。由于科研实验室不同于教学实验室的最大特点是需要法定工作日内、外均开放才能有效运行。在有硕、博士点的高等院校科研平台多数情况以服务于研究生居多,实验室的管理多以导师团队为单位实施模块化管理,在此过程中研究生发挥着重要的作用。然而,在没有硕、博士点或硕、博士资源有限的以教学为主的地方高校,没有或少有研究生参与管理情况下,本科学生参与实验室的管理显然无法起到主导作用。而如果管理教师也很有限的话,大量本科学生进入科研平台做实验要保障有效安全运行其管理难度相当大。固态实验室和香料实验室是拥有1 600 m2场地和2 200万元设备的共享科研平台,为更好地服务于本科学生,我们探索了一套适合本科学生的“教师主导、助岗学生协助管理的实验室管理无缝对接模式”及若干管理制度,实现了一年365天、每天24小时全方位为学生开放。
1.1.1 教师主导管理
(1)法定工作日内的实验室管理。采取“专职管理+模块式兼职管理”相结合的管理模式,其中专职管理教师两人,一人负责实验室的常规运行管理,另一位负责资产管理,实行坐班工作制;兼职管理教师五人,分别对五大不同类型的大精设备进行模块化兼职管理,每个模块安排一位兼职管理教师管理,实行不坐班的预约工作制。该模式也称为“2+5”模式。
(2)法定工作日外的实验室管理。准备两套全套钥匙情况下,采取“指导教师借钥匙+指导教师值班管理”相结合的管理模式。无论是星期一至星期五还是节假日,指导教师和学生只要晚上要做实验均采取借钥匙的方式进行管理,所有责任由指导教师负责,次日8:30即上班第一时间归还钥匙给专职管理教师;周末和节假日9:00~18:00由指导教师按序排班的形式进行值班,所有责任由值班的指导教师负责,值班结束后移交下一位值班教师或次日8:30即上班第一时间归还钥匙给专职管理教师。
1.1.2 助岗学生协助管理
(1)协管纪律。学校分配6位助岗学生给实验室,分别分配1人给专职管理教师和五人给模块管理教师,协助老师们的纪律管理,如对实验室进行定期和不定期的巡查,发现违规操作的学生进行登记、教育、纠正和上报。
(2)协管安全。对中午管理薄弱的时间段加强管理,对晚上借钥匙的指导老师和同学关门后的实验室进行复查水电门窗关闭情况。
(3)协管卫生。每天实验室的卫生执行“自扫门前雪”,每周安排一次大扫除,凡是本周登记入室做了实验的同学均参与每周一次的本周大扫除。有请假的同学参与下一周的大扫除或管理老师指定的卫生任务以弥补工作量。助岗学生协助常规管理专职老师进行任务分配监管和检查验收。对于不假不到的同学,暂停进入实验室做实验的资格,学习一个月后需重新考试入室。管理人员无缝对接流程图(图1)如下:
图1 管理人员无缝对接流程图
Fig.1 Seamless flowchart of administrative staff
1.2.1 学生准入退出制度设计
(1)入室考试制度。实验室每月组织两次入室考试,考试合格成绩是90分。实验室规定从大二学生开始,通过入室考试后方可进室做实验。目前实验室编写了《宜宾学院生命科学与食品工程学院重点科研平台实验室安全指导及管理办法手册》,建立了含50余套试题的试题库,实现了手机网上考试,为学生进室后的规范化操作提供了有效保障。
(2)退出制度设计。建立了学生退出实验室的机制,对于屡次操作不规范的学生,进行通报批评,严重者暂停进入实验室,需重新进行入室考试并达到90分以上方可再进实验室做实验。
1.2.2 学生档案管理制度设计
(1)每学期学生都需进行入室登记,建立学生档案,发放与之前不一样颜色的卡牌,凡是持有新学期卡牌的同学才能入室做实验。
(2)凡是实验结束后本期不再进实验室的同学需在常规管理老师处办理签退手续,否则下学期不准入室,要入室还得重新考试。
(3)实验室设有学生每天出入登记本,每位学生每天进出实验室均需签字登记。
1.2.3 学生培训制度设计
(1)培训内容。实验室按照常规要求进行消防演练、安全意识、急救措施、危险化学品安全使用等培训。每学期进行2~3次集中培训。
(2)要求指导老师一并参加培训。凡是指导老师无故不参加培训的,不允许其指导有新的学生进室做实验,直到下一次参加了培训为止。
1.2.4 指导教师定期或不定期来室指导制度设计
本科学生由于知识储备和经验的不足,导师的指导作用非常重要。因此我们将学生在实验室的操作行为采取指导老师负责制。具体措施如下:
(1)实验室建立指导老师QQ群和微信群,随时通报某指导老师指导的学生的有关情况,互相借鉴一些管理经验。
(2)建立指导老师到室指导记录本;鼓励老师经常到实验室指导学生,也要求指导老师在实验室对学生进行指导后进行登记,建立指导老师指导档案。凡是一学期到实验室指导次数低于5次的指导老师,实验室将对其指导的学生人数进行限额进实验室。
该平台管理机制探索了8年,正常运行了6年,做到了实验室全时间、全空间、全仪器设备等对学生的充分开放,让学生在课余时间能充分利用实验室进行创新活动。
大学生通过项目开展科学研究是培养创新思维和创新能力的有效方式[5]。参与教师科研项目或在教师指导下申报并完成大学生创新创业项目,是开展科学研究实现创新能力提升的有效途径。基于受一些社会观点的影响和自身对大学生活的错误认识,学生们往往进大学后主动学习和对创新训练活动积极性不够强,本研究设计了必修性、引导性、激励性相结合的方式引导学生积极参与教师科研和大学生创新创业训练项目。
必修性措施的重要手段是创新学分纳入专业人才培养方案。根据不同专业特点,要求大学期间修满2~6分创新学分,创新学分没有完成就不予毕业。创新学分认定的标准为各级各类大学生创新创业项目、参与教师科研项目、学科竞赛、公开发表学术论文或著作、学生为发明人的专利、获各级政府主管部门组织的科技成果奖励、参加各类专业技能考核、培训,获得职业资格证书、聆听学术报告一定数量并提交2篇学术报告心得(每篇不低于3 000字),经导师或其他副高以上职称的教师评阅,二级学院认可方可获得创新学分。这为学生积极主动开展创新活动施加了压力。
引导性措施的重要手段是建立导师制。教师以抽签方式确定4年期间所指导的学生名单,作为导师制的教师,很重要的职责之一就是引导学生创新活动,引导内容主要有:引导学生申报大学生创新创业项目、参与导师的科研;引导学生参加各级各类的学科竞赛,如“大学生生命科学”竞赛、“创客中国”竞赛、“生物与环境”竞赛;引导学生参与教师自己的课题;引导学生走进工厂、走进基地,参与合作单位的研发,了解企业、行业的需求,了解社会的热点和老百姓的关注。具体作法为:通过抽签确定某老师是某些学生的导师后,导师召集相应的学生开会,互相自我介绍、了解彼此,导师介绍团队今后要做的事,也邀请高年级的同学分享考研的经验、做创新活动的体会、参加学科竞赛的经验教训,分享通过创新活动带给自己的收获和提升。然后分成小团队,给每个小团队学生一个课题,让他们查资料、做调研,定期汇报进展、收获,也分配高年级的师兄师姐传帮带。做一些预实验后,开始组织大学生创新创业项目的申报,项目完成到有较好成果的情况下,指导学生申报项目、撰写论文、参加学科竞赛等。学生在此过程中训练自己的科研能力、团队合作能力、语言表达能力、对外交流能力及了解学科、专业、企业、行业等多层次的信息,其创新意识和创新能力在这些过程中悄然形成。
激励性措施的重要手段是以精神鼓励为主、辅以物质鼓励。精神鼓励主要是对有突出创新成果的同学,评选科技创新先进个人和团队;对于申请了专利、发表了论文的同学给予参加学术会议、考察调研的机会;对于有好的科技创新成果的学生考研时积极向录取学校的研究生导师推荐;对于有好的科技创新成果的学生积极推荐科技创新类夏令营等。物质鼓励主要是用导师的科研经费中的劳务费科目经费进行奖励,由于本科学生中参与科研活动的积极性和时间分配差异较大,可能会存在偷懒而难以监控的现象,所以就以奖励形式发放助研费,有成果的同学才有机会得到。
学生创新精神需要培养、需要激发。教学为科研提供基础和源泉,科研为教学提供内容的拓展和更新,科研成果在教学中的引入对学生的高质量和高层次培养大有裨益[6]。科教融合,用科研反哺教学、用科研项目引导学生学习,有助于培养学生创新能力[7]。在我校的培养方案中设置了创新思维能力课程模块,其课程设置为学生创新精神和创新意识培养起着积极作用。
该成果将教师科研成果和学生的创新实践成果催生成生命科学与食品工程学院院级创新思维能力培养课程两门,两门课在生物科学、生物工程、食品科学与工程、食品质量与安全4个专业授课。课程名称分别是《生物产品创新与开发》和《香料产品开发与应用》,该两门课程在培养方案中得以固化。《生物产品创新与开发》课程是以11个专题形式开设,每个专题3个学时,专题名称分别是《生物产业现状及新产品开发思路》《植物源香料开发策略》《特色农产品加工技术及其产业化》《新型功能食品开发》《肉类产品加工技术与产品开发》《基于创意农业思想的生物产品开发》《白酒产业介绍》《现代微生物制品开发》《食品保藏技术革新与新型食品》《生物肥料发展历程与新产品开发》《生物农药发展沿革与开发》,其主讲教师11人均来自科研一线;《香料产品开发与应用》课程的课程体系全是根据产业需求自主构建的。第一部分,即基础知识,着重介绍香料概述、香料化学及香料性质及其检验分析;第二部分,即香原料及其制备,着重介绍天然香原料及其制备和人工香原料及其制备;第三部分,即香产品及其应用,着重介绍香精及其制备和香料制品的应用,其主讲教师是(国家知识产权局备案在册的)宜宾市香料植物利用产业知识产权联盟的理事长(该成果第一完成人),课程组成员教师均长期从事香料植物资源研究。
两门课程的教学内容与科研成果紧密结合,与地方产业紧密结合,教学案例大部分来自教师和学生的科研成果。当学生听到师姐师兄甚至于自己的创新成果在课堂上展示,呈现无比的兴趣和自豪感,可诱发更大的创新激情。课程的开设对地方产业人才培养有促进作用。教师和学生的重要科研成果补充到下一届学生的教学内容中,促进下一届课程教学质量的提高。
模式探索的指导思想是以培养与提升学生创新能力为中心,以平台、项目和课程三要素为着力点,以实现三者闭环式相互促进为手段,以教学与科研成果为体现。具体实施路径如下:
通过在学生的大一、大二阶段开设《生物类产品创新和开发》和《香料产品开发与应用》创新思维课程,引导学生对专业的兴趣和创新创业的兴趣;通过指导、培训学生积极申请参与各种教师科研项目和大学生创新创业项目,以项目为载体实现学生的创新创业能力训练;在学生进入固态实验室和香料实验室实施项目前,接受实验操作技能培训、安全知识学习教育、运行机制学习及大精设备使用学习,并通过平台的入室考试,对于考试过关的学生准许进入实验室开展实验,未考试过关的同学继续学习直到考试过关;在项目实施过程中继续培养学生的实验操作能力、逻辑思维能力、论文专利的撰写能力等,部分好的成果形成学生论文、专利或参加学科竞赛;教师和学生的重要科研成果补充进下一届两门课程的教学内容中,并写进下一届学生的讲义,促进下一届课程教学质量的提高。如此形成了“平台-项目-课程”交互促进学生创新能力提升的路径(图2)。
图2 “平台-项目-课程”交互促进学生创新能力提升的路径示意图
Fig.2 Schematic diagram for improving innovative ability based on “Platform-Project-Course” model
借助固态实验室和香料实验室两个科研平台,通过建立“平台-项目-课程”交互促进人才培养模式,将平台、项目和课程进行了有机衔接,对学生的创新思维和能力培养取得了良好的成效。主要体现如下:据不完全统计,近5年在2个平台完成的学生的省级及以上大学生创新创业训练计划项目142项,其中国家级项目66项、省级项目18项,校级项目58项;在各类学科竞赛中获奖49项,其中国家级获奖2项,省级以上获奖47项,具体奖项有获得第三届全国大学生生命科学竞赛三等奖2项,获得四川省大学生生物与环境科技创新大赛一等奖2项、二等奖8项、三等奖12项,获得四川省大学生“生命之星”科技邀请赛二等奖4项、三等奖11项,获得 “创客中国”四川省创新创业大赛二等奖2项、三等奖1项,获得四川省“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖1项;获创青春四川省银奖1项、铜奖2项,获得四川省食品产业青年人才产学研创新设计大赛一等奖1项、优秀奖2项,涉及学生人数近200名以上;学生参与发表论文60篇,形成发明专利6项。总之,大学生创新能力的培养和提升是时代的需求。科学合理设定人才培养目标,创新人才培养机制,建立知识结构完备、方式方法先进的教学体系,是加快推进高等教育现代化的要求[8]。“平台-项目-课程”创新能力培养模式的实践可以将科研平台、科研项目和课程教学有机整合到教学循环中以实现三者闭环的三维联动培养学生。在此过程中,除了教学质量和学生创新能力得到提升外,教师与学生之间相互的尊重和友谊得到提升,师生团队的合作同事意识均明显增强。
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