“双一流”建设背景下高校实验室改革与创新

辛 良， 朱宜斌， 孙志强， 赵 楠

（中国矿业大学实验室与设备管理处，江苏徐州221116）

0 引 言

为进一步提高我国教育发展水平、增强国家核心竞争力，奠定长远发展基础，国务院印发了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，为高等教育改革发展指明了目标方向。在“双一流”动态调整机制下，普通高校完全可以立足学校实际，发挥传统优势和研究特长，优化充实学科内涵，着力提升办学质量和效益，走特色和转型发展之路，探索和创建一流的学科。那么，实验室在一流学科创建中究竟扮演什么角色？实验室和创新型人才培养究竟存在什么内在联系？实验室如何改革才能有效应对“双一流”建设的内涵要求？这些都是高校实验室改革探索中需要深入思考和亟待破解的难题。南开大学校长龚克认为：一流大学要有一流的实验室，要发挥实验室的技术支撑作用［1］。大连理工大学副校长贾振元认为：一流的成果、培养一流的人才，必须要有一流的实验室［2］。建设一流的实验室是推进“双一流”建设的客观要求［3］。伴随着“双一流”战略的实施，高校实验室得到国家新一轮资源投入，硬件条件越来越好，基础设施日趋完善，一大批先进仪器设备购置，但是距离一流实验室要求还是具有一定差距。新形势下，有必要认真梳理高校实验室服务推动“双一流”建设的内涵定位，找出突出问题和厘清下一步的改革举措。

1 实验室在“双一流”建设中的内涵和定位

“双一流”建设应包括一流的学科方向，一流的科研水平，一流的人才培养。实验室承载了教育英才和从事研究的功能，在创建世界一流大学、培养一流学生、建设一流师资队伍方面发挥着特殊的作用［4］。实验室服务“双一流”建设内涵，包括了实验室的顶层设计和建设规划，资源合理配置，科研成果创新，创新型人才培养，对外服务交流等一系列内容。良好的“双一流”建设布局必须有一流实验室作为基础支撑。一流实验室是高水平人才、先进仪器设备、优质科技成果和项目的汇聚之地［5］，兼具现代化管理和高效开放。因此，高校应立足学校工作全局，统筹学科、科研、人才、服务等多个维度，科学合理审视实验室的建设定位，才能构建一流的高水平现代化开放型实验室。

1.1 实验室是支撑学科建设的重要基础

建设一流大学，首要的是建设一流学科［6］。一流大学也是靠若干个一流学科来支撑。实验室和一流学科的关系相互依存，密不可分。一流实验室要依托于高校特色、优势学科建设，才能保证实验室的持续投入，保持设备功能先进性和科学研究前沿性；实验室是探索和传播知识的基地，一流学科建设也离不开实验室产出成果和人才培养的支撑。建设一流高水平现代化开放实验室契合了学科创新的内在要求，也符合高校综合教育体制改革和开放办学理念。

1.2 实验室是开展教学科研活动的基地

高校实验室在科研创新的基础上，承担了人才培养的核心职能。在一流实验室开展教学活动，对于学生创新思维培养和优秀科研素养形成等具有重要作用。但是，大部分高校实验室只限于大纲范围内的实验课程教学［7］。目前，许多高校和学者都已经意识到实验室服务创新型人才的培养，积极探索以学科为依托，充分利用科研实验室优质仪器设备资源，培养具有创新精神的本科生［8］。探索将在工程应用实践中积累的科研成果引入实验教学中，推动科研实验室面向本科生开放，为优秀本科生参与科研实践、开展创新实验提供资源和智力支持。

1.3 实验室是培养学生实践能力的摇篮

2018年，陈宝生部长在“双一流”建设现场推进会上指出，培养高素质人才，深化改革人才培养模式，着重培养经济社会发展急需的创新型、应用型、复合型人才。以人工智能、大数据、云计算、5G等为标志的新科技取得了一系列关键性突破，正在改变着人们的生活，孕育着以智能产业为代表新一轮科技革命和产业变革。传统的课堂“灌输式”或“课堂为主，实验为辅”的教学模式，导致学生“强理论、弱实践”，接受知识老旧，缺乏创新创造能力，与经济社会发展需要的人才脱节等问题十分普遍，无法更好地服务建设创新型国家和产业转型升级。创新人才培养、建设一流学科是高校实现一流大学建设的根本，也是衡量一流大学办学水平的重要指标［9］。因此，高校要牢记人才培养的核心使命，把实验室建设成为学生创新实践能力培养、创新思维训练和开发创意实现的摇篮。

2 高校实验室建设存在的问题与分析

目前，高校实验室种类繁多，资金投入和管理主体多元，从层级上，可以分为国家级重点实验室（工程中心），省部级重点实验室，校、院级实验室等4个层次；从功能上，可以分为教学型实验室、科研型实验室和服务型实验室；根据学科性质又可以分为基础实验室、专业实验室和专业基础实验室。在“双一流”背景下，如何以更加宏观科学视角，从人才培养中心地位出发，剖析实验室在资源分配、资金使用、人才队伍、后勤保障等多层次、多维度的需求及其对学科建设的影响，是高校实验室管理部门应该深刻考虑的问题。

2.1 实验室建设缺少顶层设计规划

校内和院内的经费投入缺少科学规划，资源投入贫富不均，学院间和学科间不均衡的现象在高校都不同程度地存在。在校级层面，由于建设单位、依托主体、经费渠道、资源投入的差异，造成设备同质化、低水平，重复购置的现象突出。在院级层面，虽有部分学院设立了院级实验中心，但实际运行过程中，实验中心主任的话语权缺失，学院层面统筹力度不够，往往只是根据所谓的贡献系数大小，简单地分配给院内各学科（甚至教授科研团队），造成了资金分配的碎片化。因资金额度的限制，部分学科无法购置更加先进高端的仪器设备，将经费进一步分解购买普通的仪器设备，重复购置率居高不下。顶层设计规划的不足和资源投入不均衡，使具有广泛通用性、跨学院、跨学科的“高精尖”设备无法购置，造成了资金资源的浪费。

2.2 实验室资源闲置问题突出

一直以来，实验室设备管理存在“重买不重修”“重购置轻管理”思维惯性，面临维修经费缺乏的现实困境，“怕用坏”“担责任”等情绪弥漫，形成设备“惜用，怕共享”的困局。特别是部分科研项目经费购置的仪器设备，往往仅限在课题组内使用，甚至学院内都无法共享使用，资源闲置的现状突出。长此以往，学院内部形成了恶性循环，课题组之间形成了资源割裂，同类的设备重复购置，利用率难以提高。从学校政策上看，资源共享的激励机制不足，工作评价和绩效考核体系尚未完善，机组负责人参与共享的积极性不高，不能保证设备利用率。

2.3 实验室人才队伍数量不足

建设一流实验室不仅需要优良的硬件设施，更需要一流的实验技术队伍［10］。在我国高校，“重教学、轻实验”的问题长期存在，实验技术队伍往往定位为教学工作附助。实验技术队伍与教师队伍之间的职务晋升、职称评定、工资待遇存在差距较大。学校人事政策灵活性不足，实验室人才队伍职业发展前景和上升渠道有限，难以激发出工作热情和动力。人员队伍老化，年轻人才断层，实验技术人员承担繁重教学任务的现象十分普遍。新引进的博士生，心理预期落差较大，难以获得自我身份认同，无法集中精力在实验室工作。实验队伍的考核工作流于形式，难以量化，部分高校甚至连校内开设实验室的课表都无法进行有效统计。

2.4 服务培养学生创新能力不足

学生创新能力培养是高等教育改革中的一项重要内容，实验室能够锻炼学生的动手能力和实践能力。实验教学在高校创新人才培养中起着非常重要的关键作用［11］。当前，国家正在推进产业转型升级，着力建设创新型国家，培养学生的创新创造能力显得尤为重要。传统的实验教学模式，课程内容陈旧，实验项目条块分割、不成体系，流程性、验证性实验居多，实验过程枯燥无味，难以激发学生的兴趣。真正培养学生能力的综合性、设计性和创新性的实验内容较少。虽然有些高校在这方面进行了积极探索，但是传统的教学模式还是占据主流位置，与培养创新创业应用型人才的目标相去甚远［12］。

3 “双一流”背景下实验室改革的方向和措施

在“双一流”的建设背景下，高校应整合资源，发挥优势，凸显特色，以创新型人才培养为核心，建设服务学校学科发展的一流实验室。我校是一所具有矿业特色的一流学科建设高校，组建了矿业、安全学科群，并以优势学科为龙头，基础学科、新兴交叉学科为支撑，人文学科为补充，制定了“强工、厚理、兴文、拓医、育新”的学科发展战略。学校认真审视了实验室在“双一流”建设中的基础支撑作用，突出创新型人才培养为核心地位，加强各级平台功能和资源分配统筹，做好实验队伍和实验教学建设，提高实验室文化软实力，积极探索平台优化整合、教学科研互动、开放共享高效、成果产出丰硕的实验室建设路径。

3.1 加强实验室建设的科学规划和顶层设计

学校从完善实验室组织体系着手，科学规划，盘活资源，把实验室逐步打造成布局合理、定位清晰、管理科学、安全高效、协同发展的科技创新支撑平台和人才培养重要基地。

（1）合理设置实验室组织体系。为更好地适应“双一流”建设，加强实验室建设，成立了学校实验室建设委员会，统筹管理学校实验室方面的事务。重新组建成立实验室与设备管理处，具体负责学校实验室规划建设与管理、大仪开放共享、实验技术队伍建设与管理、实验室安全与环境管理、设备及实验物资管理等工作。

（2）科学规划实验室建设。学校将根据一流学科群，进一步整合学科群内资源，建立服务跨平台的学科群支撑实验室。根据学科结构，重新设置校内实验室机构，合理区分跨平台的特色型和全校性公共基础平台，做大做强公共基础实验室，做好做优专业实验室，做精做专科研实验室，把实验室打造成服务学校人才培养和科学研究高地。

（3）做好基础安全保障。安全和空间管理是实验室管理最基础工作，要做好供气、通风、水电暖等基础安全设施。建立完善实验室安全责任制和严肃问责追责机制，加大检查监督力度，推动安全检查常态化。建设“水污染治理与控制实训中心”，通过实训的方法，对实验室废液进行减量化、无害化处理，解决废液处置难题。建设新型物理空间开放型的实验室，邀请专业实验室设计团队，合理布局内部空间。

3.2 加强实验人员队伍建设

为提高实验教学质量和实验室建设与管理水平，推进实验教学改革，调动实验人员积极性和创造性，学校研究制订了“加强本科教学实验室队伍建设的实施意见”。《意见》对实验人员队伍组成与队伍建设目标做了明确的划分和规划。强化了二级学院实验中心主任管理，实施学校和学院分级管理考核，中心主任对学院实验室的实验教学、开放共享、安全管理、试剂管理等工作负责。联系人事部门做好“三定”（定编、定岗、定责）工作，完善岗位聘任办法，实行分类考核机制，制定以实验室建设水平、实验教学效果、实验技术工作业绩与理论研究成果相结合的考核评价指标体系，评优评先。坚持“走出去”和“请进来”，设立实验室队伍人员培训专项经费，开展多层次、多渠道和多形式的培训活动。设立实验技术研究专项经费，鼓励实验技术开发和自制设备研究。

3.3 构建完善的实验教学体系

近年来，学校坚持实践教学与理论教学并重，提出了“以人为本、以学生为主体、教师为主导”的教学理念［13］，把学生创新能力培养作为实验教学体系改革的出发点。改革创新实验教学内容，强化实验教学过程管理，规范实验教学秩序；建设开放实验室，充实实践教学体系；构建校院两级实验室综合管理体系，提高信息化服务能力。

（1）改革实验教学内容，加强实验教学管理。面向本科生的基础性实验，让实验技术人员从专业培养角度，加强学科和专业间的融合，整合优化实验教学课堂内容，调整验证性和综合创新型实验比例。学校加强了实验教学的过程管理，规范实验教学秩序，完善教学质量监控体系。引入了领导随堂听课、实验教学质量评价制度，建立实验教学PDCA（Plan、Do、Check、Action）循环系统，形成实验教学管理的有效闭环。

（2）加大实验室开放力度。学校十分注重发挥实验室在强化实践育人的重要作用，制定“中国矿业大学教学实验室开放管理办法”“中国矿业大学实验室开放基金管理办法”，实现实验室资源面向学生共享。为本科生提供实验教学计划外开放实验项目，学校制定本科生“非同凡想”创新基金项目实施办法（试行），鼓励学生敢于提出颠覆性、原创性和自主性思想，建立容错性创新实践体系。该体系主要包含了技能拓展、科研训练、自主创新3个等级，分别对应实验技能培养延伸、科学思维和科研能力培养、创新型个性化发展3项培养内容，对传统实验形成有效补充，构建了多层次的实验教学体系。

加强开放实验室建设，是学生实践能力和创新能力的培养有效途径，也是实验教学改革的重要课题［14］。学生自主实验离不开实验室开放，包括时间开放、空间开放、项目内容开放、设备资源开放等内容。为让学生有机会接触和操作大型仪器设备，学校推动科研实验室面向本科生开放。如矿物加工工程专业2016版本科培养方案中，利用现代分析与计算中心平台探索矿物加工工程本科学生“思维意识—基础理论—实践训练—专业应用”有机联系，形成创新能力培养的知识链条，取得了很好的效果［15］。

（3）推进实验室信息化建设。充分考虑教学实验室管理需求和实际情况，联合上海万欣开发了校院两级实验室综合管理系统，完善了教学过程的综合管理、教学安排、专家督导、项目开放、安全准入、信息统计、开放共享、考核评估等功能模块，推动教学实验室建设与管理的深度融合。2018年，全校16个学院300余门实验课程的1 000余个实验项目均通过系统排课、预约或选课，共计为全校57个本科专业2万余名学生1.2万个教学班编排实验课程3.6万学时，课表调度严格规范，保证实验教学秩序稳定有序，实验教学质量稳步提升。

3.4 推动大型仪器开放共享

大型仪器设备是实验室管理的重点，也是设备管理的一个难点。学校以实验建设规划为依托，凝练出清晰的目标和服务定位，从学校层面做好项目审核和设备配置论证，降低设备的重复购置率。科学管理大型仪器设备，把握设备存量和增量。① 做好政策引导，修订完善“大型仪器设备开放共享办法”和“仪器设备管理办法”推动仪器设备有偿使用和有偿占用，制定“大型仪器设备开放共享基金管理（暂行）办法”，挖掘现有设备的服务潜力；② 加大对设备购置的管控，可行性论证前移，把好入口关，严控购置利用率低和重复率高的设备。建立仪器设备预配置库管理平台，编制3年滚动计划，1年实施计划，梳理大型仪器设备购置清单，提高设备预算的合理性和准确性。采用“虚＋实”结合打造校级服务中心、院级共享服务中心和课题组三级服务体系，明确校、院（室）、课题组的三级权责划分。通过视频监控、终端物联、环境监测等手段实现仪器运行状态监控的实时化和智能化，打造实验室开放集成监控和展示中心。结合“国发70号文”，江苏省“科技改革30条”和徐州市政策要求，进一步做好大型仪器设备面向社会开放共享工作，服务地方特色产业发展和行业发展，2018年对外服务收入123.95 万元。

3.5 提高实验室文化软实力

一流实验室必须是开放型的现代化实验室，也必然拥有一流的文化内涵。实验室文化是高校的一种软实力。良好的实验室文化氛围，能够增强实验室内生动力，激发研究人员创新潜能。实验室文化不仅涵盖完善的实验室制度文化、操作规范、安全文化等管理体系，更具有开放创新、宽松包容和共享高效的精神内涵。学校十分重视实验室文化内涵的培育，督促实验室根据自身定位和长远发展凝练出文化特质。如煤炭资源与安全开采国家重点实验室秉承“开放、流动、联合、竞争”宗旨，积淀了“包容、民主、规范”理念，有效支撑国家能源重大战略需求和煤炭工业“保障资源、安全开采、洁净利用”的目标。另外，学校矿业、安全学科群依托煤炭艰苦和危险行业，更加注重安全文化建设和教育培训，制定完善实验室准入机制，促使实验师生牢固树立安全意识。

4 结 语

“双一流”建设要求高校主动聚焦国家发展战略转型和培养经济社会发展急需的创新型、应用型、复合型人才的新要求，找准学科定位，厘清基础学科、新兴交叉学科，凝练发展方向和战略规划，合理布局支撑体系，探寻改革和创新的着力点。“双一流”建设离不开一流实验室作为基础支撑。一流实验室包括了资源合理配置、创新人才培养、科研成果产出和面向社会服务等一系列内容，是高校改革创新很好切入点。高校应加强实验室的顶层统筹规划，充分协调“人、财、物”等要素，丰富实验教学内容和形式，着力建立新型多层次的实践人才培养体系，充实实验室文化内涵，把实验室建成布局合理、定位清晰、内涵丰富、开放共享、管理科学、协同发展的一流的高水平现代化开放型实验室。