以科创竞赛为导向的实验室面向本科生开放模式探索与实践

摘  要：实验室是高校人才培养的重要平台，是培养高校学生科技创新意识、提高学生科研能力的实践基地。实验室面向本科生开放，有助于师生开展高水平科技创新项目研究，为高水平实验室的深化发展提供契机。同时，实验室对本科生开放也有助于高水平科创竞赛项目的孵化，为学校参与高水平科创竞赛提供助力。该文探究构建以科创竞赛为导向的实验室开放模式，并以北京航空航天大学实验室开放工作为例，拓展实验室开放内涵，提出从管理模式、开放形式、激励机制三个方面构建实验室向本科生开放的实践路径，以进一步提升高校科技创新人才培养实效。

关键词：实验室开放模式；实验室建设；本科生科技创新；实验教学；科创竞赛

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）20-0075-06

Abstract： The laboratory is an important platform for the training of talents in colleges and universities， as well as a practice base for cultivating students' awareness of scientific and technological innovation and improving their scientific research and practical ability. The opening of the laboratory to undergraduates can not only help teachers and students to effectively carry out high-level scientific and technological innovation projects， but also can provide opportunities for the deepening development of high-level laboratories. In order to realize the incubation function of opening laboratories for high-level science and technology innovation competition projects， this paper taking the laboratory opening work of Beihang University as an example， exploring the practical path of the opening mode of laboratory to undergraduates from three aspects： management mode， opening form and incentive mechanism， and finally expands the connotation of laboratory opening.

Keywords： laboratory opening mode; construction of laboratory; undergraduate science and technology Innovation; experiment teaching; science and innovation competition

实验室是高校人才培养的重要平台，是培养高校青年科技创新意识、掌握科学研究方法、提高科研实践能力的实践基地；依托实验室的实验教学则是高等教育中不可或缺的环节，承担着提高学生科技创新能力的重要使命，在高校科技创新人才培育体系中有十分重要的地位[1]。近年来，国家对于科技创新人才培育愈发重视，高校教学内容与教学体系迎来了重大的体制机制改革。与此同时，在学生科技竞赛方面，不同于以前学生不借助专业仪器制作出的半成品，目前现有科技创新竞赛平台的参赛作品大多依赖高水平实验室产出，竞赛中重点突出师生共创的特点。高水平科技创新竞赛的参赛作品更多是以科研实验室作为项目背景、师生共创作为项目支撑的整体作品。

在此背景下，传统的实验教学模式限制了学生学习科研的主动性，同时也阻碍了学生科研创造性的发挥[2]，进一步影响学生科研实践能力以及科技创新能力的发展。因此，在建设新时代高水平开放实验室时，要跳出传统实验教学模式的窠臼，抛弃在固定时间、固定班级、固定实验室开设固定实验项目的做法[3]，发展实施科研实验室向本科生开放的相关举措，打造学生科技创新实践平台，为本科生开展科技创新项目研究提供良好的实践机会。最终在提升学生自主创新能力、促进高校科技创新竞赛成绩更进一步、助力高水平实验室的深化发展三个方面形成合力，实现学生、高校、实验室三个层面的“共赢”。

北京航空航天大学（以下简称“我校”）坚持以立德树人为科技创新教育改革的根本任务，坚持以人为本，充分挖掘实验教学平台在科技创新人才培养中的潜力，探索构建实验室向本科生开放的实验教学模式。

一  实验室面向本科生开放的必要性

实验是培养实践能力的基础，是理解理论知识、提高科技创新能力的重要手段。实验室是实施素质教育、培养创新人才必不可缺的重要基地，也是开展教学、科研、生产实践相结合的重要场所[4]。高校作为科技创新人才培养的主阵地则更应该重视实验室建设在人才培养中的地位。

（一）  实验室面向本科生开放的必要性

长期以来，高校实验室多为培养硕士与博士等高水平高学历的人才服务，除极少数成绩极为优异的本科学生外，大部分本科学生实际上并未享受到学校实验资源的优势。本科生实验能力培养大多来自于教学实验室，重点实验室几乎与本科教育脱节。这样的现象实际上是对高校实验室资源的极大浪费，偏离了高校培养高水平科技创新人才的培养目标[3]。本科学生没有接触高水平创新研究的机会，这实际上严重影响了高校科技创新人才培养的效果，制约了科技创新人才能力的培养，因此，导致高校科技创新成果难以突破原有桎梏，高校科技创新竞赛成绩难以提高，高校科技创新人才培养停滞不前。通过调查显示，高校在科技创新人才培养与高水平科技竞赛项目酝酿过程中，本科学生无法接触高水平研究是一个极其普遍的问题[3]。但近年来，面向高校本科生的各类学科竞赛在种类与规模上呈现出日益增长的趋势，这势必出现竞赛实验基地短缺、训练场地不足及本科生无法接触高精仪器设备等状况。而实验室向本科生开放的模式，因其可以为备赛的高校本科生提供丰富的仪器配备、广泛的实验基地、充足的训练场地，而成为创新型人才培养的主要基地，在科技竞赛中发挥着重要的作用[4]。

同时，实验室向本科生开放的模式有助于打破重点实验室与本科科技创新实践教育之间的“壁垒”，突破高校培养科技创新人才发展的屏障，有利于充分提高实验教学资源的利用效率，开展能够满足高水平科技竞赛要求的同时兼具综合性、设计性和创新性的实验项目。高校实验室向本科生开放的模式能将实验室建设成为真正代表高校科技创新研究水平与高校管理水平的科学研究基地、人才培养基地与学术交流中心，让本科学生也能够共享高校实验资源，培养科学研究与创新能力[3]。

1  开放实验室是打造学生科技创新实践平台重要举措

随着我国科技的不断进步，高水平科技创新人才的发掘已成为当代中国的重要课题。以高等学校为主阵地，培养挖掘学生高水平科技创新人才，则能够为我国科技创新事业注入一支“强心剂”。以高等学校为科技创新人才的培养基地是深化我国高等教育改革、加快建设创新型社会主义现代化强国的重大战略举措[1]。我国高度重视高校科技创新人才培养的全过程，而实验教学则是科技创新人才培养中最为重要的环节。

为了改善重点实验室与本科实验教育教学脱节的现状，同时也为了提高高校科技创新竞赛成绩，应该采用重点实验室向本科生开放的模式，为深化高等教育改革，全面促进科技创新人才培养，提供高水平的实践教育平台。实验室作为高校建设的重点项目，拥有极为丰富的教学资源，具有良好的开放基础。实验室良好的实验场地、精密的仪器设备、高水平的指导教师和丰富的实验材料与实验经验[1]，不仅能够补充本科生匮乏的科研实践能力，同时，其丰富且全面的资源也能够帮助师生有效开展高水平科技创新项目，助力学校高水平科技竞赛[5]。

实施重点实验室向本科生开放能够为本科生开展科技创新项目提供良好的实践机会，同时也有利于高校科技创新竞赛成绩更进一步提高，是满足学生开展创新实践内在需求的重要举措，也能够满足高校取得科创竞赛优异成绩的需求，在高校、实验室与学生自身发展三个层面实现了“共赢”。

2  实验室面向本科生开放是提升学生自主创新能力的重要路径

实验室向本科生的开放标志着本科生实验教学从原来教师主导的传统讲授方式向学生自主动手实践的教学模式转变。教师之于学生从原来在实验教学中的主导地位转变成为了指导地位，实验室之于本科生从原来的教学场所真正地转变成为了学生自主创新的实践基地[2]。高等教育改革不仅仅意味着将教育成果从以成绩排名为标准转变为以学生科技创新成果为依据，还意味着在教育成果层面要更加关注学生的自主创新能力。因此，实验室向本科生开放是在认真领会高等教育改革内涵的基础上，以提升本科生自主创新能力为目标的必然选择。

而如何使本科生能够在实验室开放这一突破性举措中真正提升自主创新能力，还需要具体结合高校实验室的管理现状，不断创新实验室管理模式，改进实验教学模式，探索实验室开放路径，更多地为本科生提供科技创新实践资源，提供自主创新实践机会，为学生提供良好的自主创新环境[5]。

3  实验室面向本科生开放也有助于高水平实验室的深化发展

在大类招生的教育背景下，高校各学院如何在专业分化中吸引高水平学生成为决定高校各学院发展潜力的重要环节。而实验室作为与本科教育脱轨的高等教育手段看似与此毫无关联，但实际上实施实验室向本科生开放的模式后，利用实验室的顶尖教育资源在专业宣讲时吸引高水平本科学生加入，不仅成为促进各学院发展的秘密武器还有利于提高实验室学生的整体科研能力及实验室的人才黏性，有利于提高实验室整体核心竞争力，从而促进实验室的长远发展。

首先，实验室的长远发展更多依赖于实验室学生的科技创新研究实力。实验室向本科生开放不仅仅意味着酝酿高水平科技创新项目，还意味着提高高等实验室的吸引力。即使刚步入大学生活的本科生，拥有科技创新项目，也有机会深入高等实验室开展项目研究，这一点对于一名本科新生来说具有极强的吸引力。这一点脱胎于传统的招生宣讲、集体参观等专业分流宣传手段，具有无与伦比的优势，在专业分流中则会更加倾向于选择该专业。通过实验室的吸引，大量具有科技创新研究潜力的学生进入了其所在学院学习，这不仅无形中提高了学院专业的整体实力，还有助于提高学院各个实验室学生的整体人才质量与人才黏性。

其次，从另一个角度来讲，实验室向本科生开放不仅提升了实验室的科学研究质量与学生的人才黏性，还增加了实验室学生科学研究的年限，保证了实验室科研项目的延续性。传统实验室教学模式下，本科生无法接触到高等实验室的教学资源，研究生初期难免出现研究水平较低、产出成果质量低下的现象，而实验室向本科生开放后，本科生带着科研项目进入实验室，既保证了其科学研究水平，实际上也延长了在实验室进行科技创新研究的时间。这样的实验教学模式既能够保证实验室精品项目的产出与延续，还能够提高实验室整体素质，从而促进实验室长远发展。

综上所述，从结果的角度上来看，实验室像本科生开放使得学校、高等实验室、学生这三个层面都各有收益。

（三）  实验室面向本科生开放能够助力科技竞赛

随着我国科技创新不断深化发展，本科生科技创新竞赛越来越呈现种类繁多、体系复杂的特征。其中，高水平科技竞赛的参赛项目评审更加追求项目完整性及学科交叉的特征，要实现这样的目标单靠学生自身能力远远不够，需要师生共创及高校扶持才能够实现深化学生自主科技创新项目的目标，满足本科生科技创新竞赛需求。目前，现有科技创新竞赛的参赛作品大多依赖高水平实验室产出，竞赛中重点突出师生共创的特点。不同于以前学生不借助专业仪器制作出的半成品，高水平科技创新竞赛更多倾向拥有高等实验室作为项目背景，师生共创作为项目支撑的整体作品。因此，高校学生科技创新工作的重点不仅在于如何挖掘有发展潜力的学生科技创新项目，同时还要注重对重点研究项目的扶持。满足高水平科技竞赛对参赛项目的评审倾向以及学生对于深化重点科研项目的需求，最核心的方式便是加强高校高等实验室建设，促进实验室向本科生开放、向本科生开放重点科研项目。通过实验室孵化平台与实验室教师、指导老师的双重指导，对超过本科生知识范围的部分及时补充，促进项目向高水平方向发展。实验室向本科生开放不仅仅能够为本科生提供接触高等科研资源的机会，为本科生项目提供实验实践平台，还能够为项目高质量发展提供契机，从而实现科技竞赛成绩的提升。