產教融合視角下高校實驗室建設與管理探究

朱 丁，陳 暉

（1.南京信息工程大學濱江學院，江蘇無錫 214000；2.無錫中科光電技術有限公司，江蘇無錫 214000）

0 引言

隨著我國經濟結構調整和轉型升級不斷深入、高等教育結構性矛盾、高校培養同質化現象日趨凸顯。①畢業生就業困難、就業質量低、人才過剩問題已成為全社會關注的焦點；②適合企業生產服務的高素質應用技術型人才尤為緊缺［1］。積極探索高校與企業如何良性互動，實施“產教融合”有效解決供給側人才培養與需求側產業發展“兩張皮”的錯位現象表現出較強的生命力。黨的“十八屆三中全會”和“十九大”報告中相繼明確提出：深化產教融合，培養高素質勞動者和技能型人才。特別是隨著信息技術、新材料、物聯網、人工智能等技術的廣泛滲透，將逐步形成面向數字化、網絡化和智能化的工業互聯網平臺，對深化產教融合，進一步優化人才培養模式、推動新技術成果轉化成為具有重要意義的現實問題。

高校實驗室在學科建設、教學和科學研究上承擔著重要的角色［2］，也是提升學生實踐能力、探索能力、創新意識等綜合素質能力的重要實踐課堂，是衡量一所大學科技創新能力的最基本標志［3］。近年來，隨著高校教育、教學體制改革的實施，“雙一流”建設的不斷深入，對高校實驗室的投入顯著提升。特別是在“產教融合”背景下，本科院校人才培養定位由學術型轉向應用型的本質性轉變。實驗室建設與管理應該何去何從？本文基于我國國情，系統性分析高校實驗室管理的現狀與困惑，厘清產教融合視角下實驗室與高校、企業、政府之間的關系，并結合實際情況提出建議，最后結合物聯網專業實驗室建設與管理為例印證優化思路。以期對產教融合和實驗室建設管理工作的完善與推廣提供依據。

1 高校實驗室建設與管理存在的問題分析

目前高校實驗室建設，主要面臨問題：對實驗室的認知、管理機制、開放程度、設備設施的應用狀況、人才隊伍的建設、技術安全、信息化水平等。

1.1 對實驗室認知不足

在高校的發展過程中，實驗室建設、管理的經費主要來源于國家財政撥款、校企合作項目經費、社會捐助、科研項目經費、科研項目技術轉化等，往往將努力爭取到有限資源放在重點學科的實驗室建設，而其他學科因為人、財、物等因素制約其在滿足正常的教學功能上再難進一步拓展，也使得實驗室建設處于較為被動的發展狀態［4］?！爸乜蒲休p教學，重理論輕實驗”的認知廣泛存在，課堂教學與實驗室教學關系尚未明確，課程教師與實驗室技術人員兩者地位存在差異，進而導致實驗室人員流失嚴重，素質普遍降低的現狀。與近年來推進的教育改革，加大實驗室資金扶持力度，完善制度建設，產教融合共建實驗室等一系列策略難以契合。

1.2 管理機制不健全

我國大多數高校仍然沿襲“校-院-系”三級管理模式，學校設備處進行宏觀管理，具體實驗室管理則在學院端。對實驗室的建設按學院、專業進行劃分，隨著對學生綜合素質要求的提高，專業設置逐步涵蓋多學科，容易出現實驗室重復建設等現象，導致很多設備利用率低，甚至閑置，不僅造成資源浪費而且增加了管理的難度。

隨著社會的不斷進步，一些新興的學科、研究方向應運而生，傳統的管理機制已不能適應高校的發展。推動實驗室建設、教學模式的不斷優化，也進一步推動實驗室多樣化教學模式和管理機制的變革。例如：通過薪酬、職稱等方式激勵高水平的教師參與實驗室的建設與管理。

實驗室安全是保障實驗、教學的首要條件，與師生的身心健康息息相關。對于工科院校，實驗設備多涉及?；?、劇毒等物品。實驗環境也不盡相同，高溫、高速、高壓等特殊環境下進行［5］，對實驗室安全管理顯得尤為重要。

隨著教研活動的增加、高校實驗室開放程度不斷提高，參與人員也大量流動，涉及范圍越來越廣。然而，對參與實驗的人員安全知識缺乏系統性、科學性的培訓和評價體系，也就為實驗室安全帶來較大隱患，安全事故時有發生，給高校和社會較大的負面影響［6］。

1.3 實驗室開放共享不到位

高校實驗室開放涉及人員、安全、管理等多方面因素制約，且許多高校采用封閉式教學管理模式，實驗內容局限于對理論性知識的重復驗證，較難培養學生的獨立思考和創新能力，實驗自身的價值也難以得到認可。為此，有些高校嘗試開放式管理，對交叉學科的實驗室進行集中規劃，擴大開放程度［7］。由于各個學科課程要求、學生的素質存在多樣性，對不同專業學生同一實踐課程的要求不盡相同，進而運用系統性思維建立進行資源合理配置需格外注意，否則可能會產生無效率、甚至負面的實施效果［8］。

1.4 基礎設備設施利用率較低

實驗室的基礎設施數量與資產總值是衡量一所高校辦學規模和辦學條件的重要標志［9］，也是實現實驗室功能的必備條件。許多高校對實驗室的認知上存在一定的誤區，加上實驗室基礎建設、購買專業設備、試驗材料、日常運營維護等需要大量資金的投入，也就造成了一定的局限性，實驗室設備相對落后。

近年來，隨著本科院校向應用型進行轉型。交叉型學科越來越多，各高校主要精力在原有專業調整優化，不斷豐富理論教學，但對實驗設備的引進改造上略顯乏力。由于“校-院-系”三級管理模式的制約，對于成本投入較低的實驗室會進行重復采購。加之實驗室的開放不到位，造成了設備利用率低的現狀。

1.5 人才隊伍薄弱

長期以來，實驗室管理和教學人員主要負責實驗室教學平臺建設，設備設施的基礎維護保養、對外開放共享、保障實驗教學效果等工作，對其角色定位為“教輔”［3］，進而造成了實驗室人員在高校的地位、薪酬、職稱、技能和業務培訓長期得不到重視，這也就降低了實驗室人員工作的積極性，導致人員穩定性較差。

此外，實驗室人員整體素質不高。高素質人員比例較少，難以形成完善的人才管理梯隊。實驗室人員較專職教師待遇存在差距，使高水平的大學生、教師不愿意參與實驗室的建設管理，實驗室又將陷入人才匱乏、隊伍薄弱的惡性循環。

1.6 實驗室信息化水平不高

對實驗室的信息化管理同樣涉及人、設備、費用等諸多問題。通過信息系統平臺來提高管理效率已成為大家的共識。由于涉及實驗室的分布性，以及三層管理模式的制約，各學院、專業結合自身特點進行信息化系統的選型應用，由于建設廠家不同，各業務模塊相互孤立，數據不互通，信息難以共享。而且，許多實驗室資源的使用狀態實時檢測能力不足，或者人工滯后性錄入平臺使得廣大師生員工無法準確獲取實時信息等制約信息化系統在實驗室管理中的深化應用［10］。

基于對實驗室建設與管理存在的問題進行多角度剖析。不難發現，高校的實驗室建設是一項復雜的系統性工程，既要考慮實驗室建設、使用、人員、信息、安全等諸多因素，又要兼顧有限的資源能夠得到合理利用，保障高校實驗室作為提高學生實踐能力、培養創新思維的重要課堂。

2 產教融合視角下實驗室建設與管理探索

隨著產教融合深入推進，對人才的定位也發生了變化，越來越多的本科院校向應用型本科院校轉型。在此背景下，實驗室建設與管理中，高校、企業、政府將充當何種角色，采取哪些有效措施來推進高校實驗室建設與管理是個值得思考的問題。

2.1 產教融合視角下學校、企業和政府的角色定位

以Etzkowitz和Leydesdorff等人為代表的“高校-企業-政府”三螺旋結構理論一經提出便引起政界、學術界的廣泛關注［11］。其強調在市場供求、價格、供求三大機制的激勵下，三大主體在合作和創新模式的滲透，各自結合自身優勢最大化發揮職能。逐步形成以政府為主體進行頂層設計、制度保障。學校主導知識生產對接企業、社會需求。企業主動將生產運營中實際需求反饋到高校人才培養意見中的生態系統［12］。

在此視角下，高校實驗室的建設同樣也需要依賴高校、政府、企業的三重參與來實現政府宏觀調控引導干涉、高校知識輸出、企業介入高校人才培養機制，進而達到人才培養與社會需求相契合。

2.2 實驗室建設與管理理念的轉變

實驗室建設與管理涉及實驗室基礎建設、實驗課程、實驗室人員、基礎設備設施管理等方面。管理方式也僅限于為基礎實驗教學服務工作，也就間接造成了社會對高校畢業生“高知低能”的評價。

因此，在實驗室的建設與管理中首先要轉變認知，將實驗室的改革提升到戰略的高度；將實驗課程與理論視為同等權重，摘掉實驗人員定位為“教輔”的帽子，與教學人員分工協作，并且作為培養創新人才的重要崗位。逐步模糊教學實驗室與科研實驗室的界限，讓更多有想法，會思考的學生參與科研項目，既實現了知識的輸出，也提升了學生的綜合素質。這也是推進“產教融合”的基礎工作［13］。

2.3 探索校企合作共建實驗室

傳統的實驗室建設主要依托國家財政資金、科研項目資金、社會捐助等，形成“校-院-系”三級管理模式，一些新型學科衍生的基礎設備設施需要較大的投入，而且迭代較快，這也就給高校帶來較大的經濟負擔。為此，許多高校也嘗試引入企業等外部資源，共建資源共享、機制靈活、合作多樣、校企雙贏的校企共建實驗室［14］。

政府通過專項資金扶持、減稅降費、行業認證、投資融資等政策引導，確保企業與高校之間充分交流、主動合作。校企共建實驗室所帶來的效益具有外部性，短時間內仍然依靠政府的引導。隨著合作的深入，通過產教融合平臺利用高校的知識輸出，來幫助解決企業研發瓶頸，減少了企業在研發上人力、設備投入。高校需要根據行業發展特點與未來演變趨勢來制定適合的人才培養方案，并以共建實驗室為契機，引入先進的行業設備，從經費、師資、平臺等方面提高參與產教融合程度，提高學生的實踐創新能力，通過這個平臺將先進技術轉移、應用和創新。

身處太湖之濱的無錫作為中國物聯網產業的發生地，經過10 余年的政策引導和市場驅動，已逐步形成引領發展、輻射全國的物聯網產業格局。濱江學院自遷址無錫以來，借助政府利好的政策優勢，先后與江蘇省氣象科學研究所、江蘇省無線電科學研究所有限公司、江蘇駿安信息測評認證有限公司合作共同建設“江蘇省物聯網設備超融合應用與安全工程研究中心”，成為學校產學研合作的重要成果之一，將學校的知識輸出與企業的實際需求有機結合。①建立校企合作人才培養機制，聯合培養學生，更好培養符合企業需要的學生。②促進了一系列優秀科研成果轉化和技術輻射。

2.4 師生深度融合到實驗室的管理

通過建立以學生為主體，讓同年級或高年級有較強理論、實踐能力的學生參與實驗室培訓計劃制定。①減輕實驗室人員的工作量，使其有更多的精力去思考提升實踐教學質量。②定期組織以小組的形式交流和匯報實驗室管理經驗，通過學生之間頭腦風暴容易形成更為大家接受的管理辦法、教學形式，學生本人的專業技能、協調能力、組織能力、管理能力、溝通能力也會有較大幅度提升［15］。而且，學生主動參與校企實驗室管理，更清楚企業的實際需求，為將來就業擇業提供基礎。

如果患者的記性變差，那么診治的時候就要考慮是不是血管性的癡呆。如果不采取措施的話，后期病人很有可能還會出現的就是認知的削弱了。越到后面，病人出現更多的其他不良反應，比如會出現幻覺，或者是精神方面出現不正常的現象。治療頗為疑難。

教師在該環節中要積極參與，幫助學生解決其不能解決的問題。同時，了解學生對實踐課堂的有效反饋，便于提高后期的教學實踐質量。

2.5 優化人才隊伍建設

高校實驗室人員隊伍的建設直接影響實驗和科研水平。由于高校實驗室人才管理薄弱，難以形成人才管理梯隊。首先完善實驗室人員薪酬激勵機制、將實驗人員與教學人員提升到同等地位，將實驗室人員的教學工作量、工作態度、科研能力、現場管理等指標納入績效考核，設立優秀實驗室人員獎，評比優秀，提高實驗室人員的積極性與認同感［16］。

此外，隨著產教融合的不斷深入，實驗室人員應與時俱進，不斷提升其技能水平。與企業或兄弟高校合作，讓實驗室人員去其他高?；蚱髽I現場學習鍛煉。同時，鼓勵其參加各種職業技術考試，提高其綜合水平。

2.6 優化實驗室教學內容

實驗教學并非是理論教學的附屬品，傳統的教學方法為教師主導，給學生示范。而后，學生再重復老師的動作，重復驗證理論教學的結論，而且實驗時間也僅局限于課堂時間，存在諸多弊端。通過將實驗教學納入人才培養方案，豐富教學內容。

增加實驗課時，增加實驗教學的比重，并對實驗教學效果進行合理評價。利用產教融合平臺，及時收集需求側人員的素質要求，適當變更培養計劃?？梢試L試與企業合作建立校外實訓基地，將學生校外實訓技能作為評價指標。同時，根據學生的實際學習能力，將實驗教學劃分基礎教學、強化學習、綜合訓練階段，進一步提升學生的動手實踐能力。

2.7 創新實驗室管理制度

通過將流程制度化，操作規范化來實現實驗室的標準化管理，形成新的管理制度體系。包括完善實驗室人員的崗位職責，建立實驗室管理考核制度，實驗室現場管理標準，設備使用，設備設施對外開放制度等，保障實驗室的有序運行。

在產教融合視角下，學校、企業和政府遵循“三螺旋理論”，形成以政府為主體，高校主導，企業主動的生態系統。對實驗室建設和管理試圖從觀念轉變，校企合作實驗室探索，以學生為主，師生深度融合的實驗室管理機制；并且優化實驗室人員隊伍，豐富教學內容，創新管理制度逐步完善實驗室建設等來解決高校實驗室建設方面存在的諸多困境。

3 產教融合視角下物聯網專業實驗室設計

3.1 物聯網專業實驗室建設現狀

目前全國有近400 所高校中設立了物聯網專業，為適應該專業培養需要，許多高校開始部署物聯網、大數據實驗室或校企實訓基地。但這些實驗室也未擺脫原有實驗室建設“重理論、輕實踐；重驗證、輕創新；重結果、輕過程；重基礎、輕系統”的局限性。雖然在學生的動手操作能力賦予更大的權重，但也只達到“知其然”的效果。如何將學生的學習效果從“知其然”提升至“知其所以然”，實現學生綜合素質的提升是當前物聯網專業實驗室建設的主要建設方向。

3.2 產教融合視角下物聯網專業實驗室建設

物聯網技術是個龐大的學科，物聯網專業是以物聯網技術為基礎，研究從傳感器、射頻識別和核心控制技術等感知層到計算機網絡、通信技術等網絡層技術，再到技術成果轉化為企業實際產出應用的理論、實踐問題。需要許多課程教學的積累和應用實踐來支撐，幫助學生充分理解物聯網專業。

濱江學院針對物聯網專業實驗室通過基礎專業教學、課程實驗探索、專業知識競賽、畢業設計以及校企合作實訓等模式為學生、科研人員提供一個開放的環境平臺（見圖1）。加強師生與企業技術專家雙向流動，促進產教深度融合，培養真正能服務于物聯網產業發展的高素質創新應用型人才。

圖1 濱江學院物聯網實驗室建設目標與具備功能

針對物聯網專業實驗室以校外企業實習基地和學校物聯網創新實踐為依托。按專業培養需求，構建感知層、網絡層、應用層的實驗室建設［19］（見圖2）。

圖2 物聯網專業實驗室建設網絡架構

實驗設備采用ARM處理器+ARM微控制器多核心方式設計，并準備多種傳感器模塊和常用接口，讓學生全面了解嵌入式系統，并提供豐富的實驗例程和文檔資料供師生日常操作，實驗室構造（見圖3）。并逐步延伸至網絡模塊機理與配置，再到運用通信技術、云端開發技術，數據采集應用技術，移動端開發管理技術、機器人開發創新和數字制造等工具對數據的提取、清洗、存儲、分析形成物聯網技術成果輸出。

圖3 濱江學院物聯網專業實驗室3D圖

目前，以濱江學院為主體的江蘇省物聯網超融合應用于安全工程研究中心面向戰略性新興產業，重點突破農業、交通、自然災害監測等領域的物聯網關鍵技術，分別建立農業物聯網、交通氣象物聯網、自然災害監測物料網、物聯網安全研究所，創建物聯網超融合應用于安全服務云平臺，形成人才集聚、國際合作的物聯網技術創新的高端載體。

3.3 學生主動參與物聯網實驗室建設與管理

讓學生主動參與實驗室研究，提高個人的動手能力，需營造一種實驗室探究的氛圍，教師在平時的授課過程中需讓學生有獨立思考的空間。為此，學校探索性地開放多元化實驗室模式，對實驗室的功能進行分類，如基礎性實驗室、拓展性實驗室、創新性實驗室和能力培養性實驗室［20］，將實驗室多維度地開放給學生，并在專業教師的輔導下培養學生的興趣，提高學生的實踐能力，讓學生成為實驗室的主人。

（1）在教師傳授理論知識的同時設置基礎性實驗室，打破先理論后實驗的傳統模式，讓學生感知基礎性實驗的必要性和重要性，培養和鍛煉學生的動手能力，進而提高其對該學科的興趣［21］。

（2）由于現有的物聯網實驗平臺大部分集成度較高，學生難以系統了解現有系統的設計，通過開放一些拓展性實驗室，提前做好實驗任務，讓學生利用開放時間設計實驗并動手實踐，教師加以輔導，這樣有利于提高學生的綜合實踐能力。

（3）在學生學有余力的基礎上開放創新性實驗室，讓低年級的學生與高年級學生或研究生形成互動，讓學生參與科研型或企業應用型項目，促進教師的科研進展和企業的發展。

（4）利用學工處義工平臺或者定向選拔高年級或同年級優秀學生參與實驗室建設與日常管理，通過教師的引導、交流、互動，形成實驗室教學“教師主導，學生主體”的局面［22］。讓學生之間建立的幫帶關系使實驗效果達到最佳，更有利于實驗教學意見的收集。

4 結語

結合當前高校實驗室建設的現狀，運用多學科研究方法，重新剖析了當前高校實驗室管理存在的瓶頸問題。研究表明，對實驗室的認知不足是制約高校實驗室發展的根源，進而也有形成管理機制不健全、實驗室開放共享程度不高、基礎設備實施的利用率低、人才隊伍薄弱、實驗室安全管理機制不健全、實驗室信息化管理水平不高等一系列問題。特別是隨著“產教融合”應用型高校的轉型，對高校學生的理論知識儲備，實踐創新技能提出了更高的要求。因此，在此視角下，首先要把握好高校-企業-政府的三方角色定位，進而實現人才培養與社會需求相匹配。然后解決實驗室管理的缺失，需要從思想觀念轉變，將實驗室定位與教研室同等地位；校企共建實驗室，充分發揮“高校-企業-政府”三級；聯動效應；以及讓學生主動參與到實驗室管理中，通過群策群力，來提高實驗室管理效率，并且有助于提升教學質量。優化人才隊伍，在薪酬、職稱、人員定位方面給予實驗人員更多的關注；豐富教學內容，加大實驗課程側重點讓更多有能力的人參與到創新實踐中來；創新管理制度，一個良好的實驗室管理模式必然需要有一套完備可行的實驗室管理制度支撐，并通過信息化建設改善實驗室的管理，提高實驗室管理效率。最后通過對“產教融合”視角下物聯網專業的實驗室建設與管理的實例來印證，也從側面反映出實驗室作為高校知識輸出、服務社會中充當著不可或缺的角色，其發展須與時俱進，既要有頂尖的科研成果，也要兼顧對輸出人才的綜合能力的培養，其中首要任務是思想觀念的轉變。進一步探討“高校-企業-政府”三重關系下的實驗室運行機制設計、師生參與實驗室管理的機制設計、高校實驗室實踐課堂如何與理論課堂有機結合、針對學生興趣愛好與知識儲備形成差異化實驗室培養模式等。