古生物学与地层学实验室建设是研究生创新能力培养的源泉

摘要：古生物学与地层学是地质学研究领域的一门既古老又极富活力的基础学科，也是实践性很强的学科，如何提高该学科研究生的培养质量与创新能力关系到学科的长远发展和学生的前途。加强学生的实验动手能力是提高创新能力的有效途径，因此古生物学与地层学实验室建设是创新能力培養的源泉，实验室建设不仅要加强实验场地及仪器设备等硬件设施的投入，还要加强软件建设，包括高水平指导教师、高水平科学研究的支撑以及先进的管理理念。

关键词：创新；研究生培养；实验室建设；古生物学与地层学

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0269-03

习近平在G20峰会开幕式上的讲话中多次提到“创新”二字。创新型的国家建设需要各行各业创新型人才来支撑。高校是人才的摇篮，创新是现代大学实现大学功能的核心要素，唯有创新，才能不断创造新鲜思想，引领时代潮流；唯有创新，才能有效地传授先进知识，培养高层次的创新型人才。建设一流大学和特色大学的前提是提高创新意识和创新能力[1]。

一、古生物学与地层学创新型人才培养模式及关键要素

人才培养是教与学的有机结合，二者是辩证统一的关系，原苏联教育家巴班斯基指出：只有在师生积极的相互作用下，才能产生作为一个完整现象的教学教程。割裂教与学的联系就会破坏这一过程的完整性，使其丧失存在的基本特征和条件。龚一鸣等（2009）从理论与实践、宏观与微观相结合进行了探索与实践[2]，并提出了高等学校创新人才培育的要素和途径，创新人才培养和输出的四大要素分别为高素质教师队伍（核心要素）、高层次科学研究（必备要素）、高水平系列课程教材（基础要素）和高档次系列支撑平台基地（关键要素）。四要素之间要有机联系，紧密结合。这四个要素是创新型人才培养的外部因素，从教学方面很好地对创新人才的培养过程进行了总结与概括，具有普遍适用性。

古生物学与地层学是地质学研究领域的一门重要的基础学科，生物学方面，通过对保存于地层中的各类化石的形态、结构、生态、分类等研究，完善生物进化论，为生物的演化提供验证；地质学方面，能够为基础地质研究提供最重要的时间和空间的尺度；结合多学科研究手段，查明地层成因、时空分布，进行地层的划分和对比，建立区域地层系统格架，恢复古地理、古气候、古环境。因此古生物学是一门古老而充满生机的学科[3]。随着分析测试技术的提高，其在生物学、地质学领域的应用非常广泛，如何提高该学科研究生的培养质量与创新能力关系到学科的长远发展和学生的前途，也体现了学校的办学水平。

研究生是高层次的培养对象，与本科生培养最大的区别在于要充分发挥学生的主观能动性，采用批判式与问题导向式教学方法，提高学生的创新意识，提高主动探索与动手实验的能力，这是创新能力培养的源泉，其关键要素是高档次系列支撑平台，其中高水平的古生物学与地层学实验室是必备条件，因此实验室是输出创新型人才和创新型成果的孵化器。

二、古生物学与地层学实验室的作用

山东科技大学的地质学一级学科硕士点获批于2011年，“古生物学与地层学”是下设的二级学科，与地质、资源、技术、环境等研究方向相互交叉与融合。为了培养应用型及复合型高级技术人才，学科要注重基础教育、技术技能和素质教育。该学科实践性很强，古生物地层学实验室在教学和科研方面起着重要作用。

首先教学方面，通过实验巩固基础知识，提高动手能力，掌握实验技能。创新型人才首先要有扎实的古生物学基础知识，熟悉各门类古生物属种特征，具备化石鉴定能力。古生物学与地层学研究生教学计划中所开课程如学位课《微体古生物学》、选修课《古植物学》等，除了课堂理论教学外，还需要开设一定数量的实验课，实验教学在研究生课程教学中应该占据重要地位。要对重要的门类，如有孔虫、介形虫、牙形石、硅藻、孢子和花粉、沟鞭藻和疑源类、植物叶和表皮等的形态、结构进行观察，才能巩固基础知识；另外要求学生自己动手制作一部分实习标本，如孢子和花粉的薄片，通过自己观察去归纳不同属种的区别，既培养了学生的独立动手能力和思考能力，又激发了学习兴趣。

其次科研方面，高水平科研项目代表了学校的研究水平，也是培养学生创新能力的必备要素。科学研究离不开实验，科学研究的结果来不得半点虚伪和捏造，要有真实科学的实验数据，更需要在高水平实验室完成。古生物学发展至今已经与多学科相互交叉渗透，如有机地球化学、生物成岩成矿、数理统计学等。先进的技术手段和测试仪器必不可少，如对宏观生物或微观生物的观察，需要使用透射光、偏光、荧光和反光等光学显微镜相互结合；对有孔虫壳壁化学成分的研究历史，已经超过半个世纪，先后采用了X光衍射、发射光谱、原子吸收光谱、电子探针以及中子活化等技术，在有孔虫的分类与古生态研究上起了重要作用，但此项研究在我国几乎是空白的。新式扫描电镜可以从各个角度观察物体，可放大倍数达万倍以上。第四纪孢粉研究采用概率统计、多元与聚类分析、回归分析等数学方法来分析处理各种数据，以得到更多有关植被发展的信息。大量的数据及计算只有用电子计算机及软件处理才有可能实现[4]。

近年来在指导学生实验的过程中发现学生实践能力比较欠缺，如配制酸碱溶液时，不会使用浓度计算公式；使用电器设备不注意安全；在孢粉样品分析过程中，不会根据样品的不同岩性决定实验步骤。实验过程中一些细节问题对于没有经验的学生来说容易被忽略，这会直接影响分析结果。学生通过做实验不仅加强了专业知识的学习，也培养了做事的细致性、条理性、责任感，养成了良好的科学实验习惯；学生在教师指导下对实验方法进行改进，自制实验小设备，大大提高了学生的创新能力。教学与科研相辅相成，科研可以为教学输入新鲜血液以及最新研究成果，因此培养创新型研究生离不开先进的古生物学与地层学实验室。

三、我校古生物学与地层学实验室改进与建设

古生物学与地层学实验室建设需要硬件和软件的支撑，硬件包括实验室和先进的实验设备仪器等，软件主要包括高水平的指导教师、高水平科研项目的支撑和先进的管理理念等。近年来地科学院古生物学与地层学专业难有高水平成果输出，主要原因在于我校实验室在硬件和软件上都存在一些问题和不足。通过不断改进和建设，使教学与科研逐渐步入发展与提高的阶段。

1.硬件建设。我校地科学院自2004年由泰安迁往青岛后微体古生物实验室处于废弃状态，设备陈旧落后，缺少教学标本，致使不能进行教学和科研活动。近年来学院日益重视实验室建设，加大了投入，在学院重点实验室建设工程的资助下购买了体式显微镜、通风橱等设备。课题组成员也积极与山东省地质调查院等外部单位合作项目，利用项目经费购买了显微镜成像系统、超声波清洗机、电加热台等仪器和化学药品，分析了莱州湾沿岸第四纪地层中的有孔虫、介形虫及孢粉样品，获得了化石标本，为研究生发表论文提供了材料。目前实验室拥有酸碱处理室和显微镜鉴定室，可以完成微体古生物基础分析，但扫描电镜和元素分析等还不具备条件，需要与其他科研单位合作完成，另外还需要标本陈列室、大化石修复及照相的场地，显微镜数量还较少，不能满足学科发展的需要，所以硬件方面还需要进一步加强建设。

2.软件建设。高水平实验室需要高素质的指导教师，由于历史和编制的原因，目前研究型实验室缺少高素质的专业技术人员。研究生导师要亲自做实验，并指导研究生进行科研工作。一名高素质的研究生导师要教学与科研两手抓，两手都要硬，为此要加强学术交流，了解国内与国际前沿科研动态，掌握先进的实验技术与方法。教师队伍建设是高等学校创新人才培养的核心要素，教师队伍的素质直接影响、决定人才培养的质量（龚一鸣等，2009）。为此学院积极引进人才，组成强有力的教学团队，派骨干教师到中国科学院地质与地球物理研究所等科研单位访学，学习孢粉分析与数据处理等先进研究方法。开阔了视野，提高了教学与科研水平。近年来全国高校實验室不断出现安全事故，暴露了实验室管理的漏洞，目前我院实验室管理还停留在粗放化管理阶段，缺少专职实验员，研究生导师兼职管理，出现了一些问题，如管理不规范、考核办法不合理、责任不明确等，存在一些安全隐患，严重阻碍了实验室的可持续发展。随着古生物学与地层学专业的发展，实验室要对教师及研究生、甚至本科生开放，实验室使用人数增加，同时实验室仪器设备的投入增加，使实验室管理工作更为重要。因此，实验室要引进精细化管理的理念，还要日趋完善实验室建设、管理、使用等各环节。本人提出以下几方面的建议：①安全是实验室管理的重中之重。要制定规范化的安全培训制度。为了培养研究生的管理和独立工作能力，弥补实验员不足的问题，实验室设置助研岗，研究生参与实验室管理和科学实验。但是，学生助研岗位往往存在人员不固定、缺乏专业引导等问题，有很多安全隐患，实验室要落实安全责任人，学生进实验室之前，要由实验室安全责任人或研究生导师进行安全培训，包括仪器设备的维护、保养，化学药品的安全使用，水电使用安全常识，实验操作流程等，确保人身安全，防止触电、中毒、爆炸等危险事故发生。②职责定位明确，管理制度规范。参与管理实验室的兼职教师，承担着教学与科研的重任，有时无法进行系统、有效的管理，职责定位模糊，出现问题时相互推诿，所以学院应在待遇、考核等方面给予一定的科研工作量补偿，重视管理人员付出的劳动，提高管理人员工作的积极性，制定规范细致的管理制度。实验室需要完善的规章制度，包括：学生实验管理制度、实验室开放日志制度等；仪器设备管理制度，仪器设备操作流程；实验室安全卫生管理制度等，通过细致的制度约束实验者的行为，做到实验完毕，物归原样，保持实验室整洁有序。③合理收取使用费，保持可持续发展。实验室运行管理过程中需要经费支撑，包括大型设备购置、维修和折旧费，低值易耗实验器材的消耗，研究生劳务费等。可以由以下渠道解决：由学校或学院实验室建设资金投资购买的贵重仪器设备，如扫描电镜需由专人管理和操作，要收取合理的使用费用，用来支付维修保养费和管理人员的劳务费；不使用贵重仪器的实验，如孢粉分析实验，分析流程较为复杂，耗时耗力，在没有专职实验员的情况下，由项目组成员分析，所有实验耗材及化学药品自行购买，小型设备损坏由使用者负责维修或者购买。总之，为了减轻学院在管理和经费上的负担，谁使用谁管理谁承担费用。④丰富实验室文化建设。良好的环境令人心情舒畅，实验室要保持干净整洁，仪器分类摆放，台面宽敞有序。实验室内外要建设丰富多彩的文化墙，张贴古生物化石鉴定图片、常用仪器的用途及注意事项、实验流程图、成果介绍等，如此能够激发研究生对古生物的兴趣与爱好，对科学的崇拜之情。

四、结束语

古生物学与地层学实验室是研究生创新能力培养的关键要素，是高水平研究成果输出的保障。为了使古生物地层学学科持续发展，今后还需高度重视实验室建设，从硬件和软件上继续加大投入，针对具体问题加强管理，学习先进的管理理念，最大限度地对研究人员开放，使其发挥更大的作用，更加高效有序地运行。

参考文献：

[1]林志成.创新-现代大学精神的本质[J].厦门理工学院学报，2007，15（4）：89-91.

[2]龚一鸣，童金南，杜远生，谢树成，冯庆来，殷鸿福.地史学与古生物学创新人才培养模式研究与实践[J].中国地质教育，2009，（2）：49-56.

[3]沙金庚.国家基础科学人才培养基金对古生物学人才培养的促进作用[J].中国科学基金，2006，（6）：342-344.

[4]穆西南.古生物学研究的新技术新方法[M].北京：科学出版社，1987.

Abstract：Palaeontology and stratigraphy is a basic subject in the field of geology，which is both an old and a dynamic one，also is a very practical subject.How to improve the training quality and innovation abilities of the graduate students is related to the long-term development of the subject and the future of the students. The effective way is to strengthening students" experimental ability.So paleontology and stratigraphy laboratory construction is the source of training creative abilities，we should not only strengthen the hardware facilities construction，such as experimental site，instruments and equipments，but also to strengthen the construction of software，including the high level of research teachers，high level scientific research support and advanced management concept.

Key words：innovation abilities；graduate students；laboratory construction；palaeontology and stratigraphy

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