非凡十年· 武大成就

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以高水平教学科研条件保障,支撑学校“双一流”建设

来源:实验室与设备管理处     发布日期:2022-09-01

供稿:实验室与设备管理处

近年来,实验室与设备管理处认真贯彻党的教育方针,以建设一流的教学科研条件平台为目标,持续推进教学实验室高质量内涵式发展和大型仪器设备高效能全方位开放共享,为一流人才培养、一流师资聚集和一流学科建设提供强有力的支撑。

优化体系构造创新人才培养合力

学校持续推动学院实验教学示范中心建设,积极推进实验教学改革和实验教学队伍建设,为创新人才培养提能增效。

高清演播室

电磁学实验室

一是优化实验教学平台体系。学校按照总体规划、分步实施、重点投入、特色发展的思路,建成了10个国家级实验教学示范中心,3个国家级虚拟仿真实验教学中心(总数位居全国高校第3);23个省级实验教学示范中心,2个省级虚拟仿真实验教学中心(总数位居湖北省高校第一);34个校级实验教学示范中心,形成了涵盖国家级、省级、校级三个层面的金字塔形实验教学平台。

二是优化实验教学内容体系。通过实验中心综合效益考核,引导学院推进实验教学改革,鼓励实验技术人员研发高质量实验教学资源,推动先进科研成果转化为创新性实验教学项目,更新实验教学体系,有效服务创新人才培养。生物学实验教学中心持续建设“基础性-综合型-研究创新型”三层次、多模块、虚实结合的实验教学体系,培养学生创新性思维,2020年本科生获得各级实践创新类竞赛奖项共37项,其中国际奖项3项、国家级奖项9项。

我校实验技术人员获全国高等学校教师自制实验教学仪器设备创新大赛唯一金奖

三是优化实验技术队伍体系。以建设高水平人才引领、结构合理、勇于创新的实验技术队伍为目标,近年来,实验室与设备管理处公开招聘博士80人、硕士20人,充实、优化实验技术队伍,通过积极组织实验技术人员参加各类学历教育、培训等方式,不断提升实验技术队伍的专业化能力和水平。

科学投入,创新人才培养环境

近年来,学校投入本科实验室建设经费近4亿元,不断升级改造实验教学设备,通过建立教学实验室建设项目库,“突出重点、统筹兼顾”,推进实验室硬件设施建设,为创新人才培养创造良好的实验教学条件。

地理环境检测实验室

一是聚焦拔尖创新人才培养,改善基础学科实验条件。重点建设文、史、哲、理、化、生等基础学科实验室,分批更新老旧实验设备,为基础学科拔尖人才培养提供良好实验教学条件。经过持续建设,资源与环境科学学院初步构建了基础实验平台、专业实验平台、应用扩展平台共三个平台的实验课程系统,强化学生基本实验技能训练,进一步提升实验室开放程度,为培养具有国际竞争力的拔尖创新人才打下基础。

二是聚焦国家急需人才需求,建设专业特色实验室。学校以服务国家需求为导向,结合学科特色优势,为国家急需专业人才培养提供实验条件支撑。筹资建设“定量遥感立体监测教学实验场”,搭建遥感定量、三维立体监测、实时传感网和智能在线分析为一体的遥感立体动态监测实训环境,建成国际一流的空天地一体、几何与定量结合的遥感综合实验教学基地,补齐了遥感专业人才培养的短板。

智能交互与信息可视化专业实验室

虚拟现实实验室

腔镜手术机器人实验室

语言学习与认知科学实训实验室

三是聚焦国家“四新”培养目标,建设交叉学科实验室。学校对标“四新”人才培养目标,新建一批交叉学科实验室。支持文学院、信息管理学院、法学院等学院通过数字赋能,建设新型文科实验室。文学院重点建设了汉语语音教学实验系统、语言学习及认知科学实训系统、普通话模拟测试与训练系统,建设成果现已应用于多门课程实验实践教学,将本科生实践课程学分占总学分比例提升至16%;信息管理学院建设虚拟仿真实验平台、智能交互实验系统和实验中台,整合实验室资源,2021年申报“文化遗产智能计算实验室”并获批教育部首批文科重点实验室;法学院建设虚实结合的多维度智慧法学实验室,实现“线上线下、校内校外、课前课中课后”全覆盖,“跨时空、全天候、多终端”实时互动,满足学生自主学习需求。响应多学科交叉创新型医学人才培养需求,购置心脏病课程、宫腔镜模拟器及软件、纤支镜模拟器、肺呼吸治疗模拟系统、心肺听诊与腹部触诊仿真电子标准化病人学生机等先进实验教学系统,目前第二临床学院的腔镜手术机器人实验室处于国内领先水平,为学院跻身国内机器人培训和交叉研究第一梯队、培养临床医学复合型人才创造了一流的实验教学条件。

多措并举打造创新人才培养路径

学校大力推进信息技术与实验教学深度融合,探索互联网+实验教学新路径。

一是创立孵化机制,建设一流实验课程。为拓展实验教学内容广度和深度,延伸实验教学时间和空间,学校积极落实教育部关于启动示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作的文件精神,建立“实验技术项目-虚拟仿真实验培育项目-虚拟仿真实验课程库”三层次虚拟仿真实验课程孵化培育机制,选择课程进行预培养,建立补助机制,根据项目建设进度,持续投入资金,支持课程开发,择优推荐项目申报国家级和省级虚拟仿真实验教学一流课程。目前参与虚拟仿真实验教学课程建设的学院超过了75%,推动了全校虚拟仿真实验教学课程的建设。学校已建成虚拟仿真实验教学课程32门,其中9门获批国家级一流课程、19门获批省级一流课程,数量和质量均居湖北省高校第一,其中国家级虚拟仿真一流课程数量居全国高校第七。

机器人实验室

学科竞赛平台寒假集训训练场

二是推进资源开放,探索开放实验育人模式。鼓励实验中心探索以培养创新精神和能力为导向的开放实验教学模式,取得了较好成效。大学生工程训练与创新实践中心近年来新增1800余台套仪器设备,建成iOS区域教育培训中心、金山自主办公软件系统培训中心,完善先进制造、机器人等实验室建设。项目完成后,实验室及设备向学生团队全天候开放,中心每年培训学生5000人,以主办、合办、协办形式承接各类学科竞赛8项。2021年首次负责中国大学生工程实践与创新能力大赛,获得全国金奖、银奖、铜奖各1项,实现了武汉大学历年来最好成绩,全年各类学科竞赛获国家级奖21项,其中一等奖9项,成绩稳步提升。

虚拟仿真实验室

网络靶场实验室

三是搭建平台,构建泛在化实验环境。建设云计算和云存储平台,推进实验室智能化建设和信息化管理,创设“时时、处处皆可学”的智慧实验教学环境。网络安全学院实验中心建设以国家级网络安全虚拟仿真实验教学中心为主体、网络安全虚拟仿真实验室与网络靶场实验室为两翼的开放共享实验平台,构建云实验环境,实现实验资源按需分配、实验时间全天候覆盖、实验地点无区域限制的动态灵活实验模式,着力培养学生创新实践能力。学校开发校级虚拟仿真实验教学共享平台,积极与国家虚拟仿真实验教学课程共享平台对接,有22门虚拟仿真实验教学课程被中山大学等多所高校采用,生命科学学院、化学与分子科学学院等与西藏大学等西部高校共建共享虚拟仿真实验教学课程,取得良好成效,为广大学生提供“人人皆能学”的优质实验教学资源。

开放共享提升大型仪器设备建设实效

十八大以来,学校仪器设备建设与管理工作取得了长足发展。截至2021年,学校拥有教学仪器设备20.57万台套,总值45.42亿元,相较于2013年,仪器设备总值增长了117%,其中10万以上教学、科研仪器设备5493台套,共计27.2亿元,增长了136%。大批大型仪器设备的投入建设,为学校高水平教学科研成果产出和高层次人才培养提供了重要支撑。

一是创造开放共享的良好环境。2019年学校将通用性强、服务面广的大型仪器设备集中管理,在分析测试中心的基础上,建设以科研公共服务条件平台为中心,物理、化学、生命、医学等为分中心的校级共享服务平台,指导、督促各学院、独立科研机构建立院级共享实体平台;构建“武汉大学大型仪器设备开放共享网络平台”,打通信息发布、预约申请、上机使用、计费一体化管理流程,形成了“分级共享、虚实结合”的开放共享服务体系,有效提升了大型仪器设备资源的使用效益。满负荷运行的大型仪器设备超过1/4,学校大型仪器设备的年平均使用机时达到1200小时。

激光共聚焦显微镜

二是保障高层次人才引进和培养。2014至2021年,学校通过“大型仪器设备提升计划”,平均每年投入4500万元,建设了一批先进大型仪器设备,起到了“筑巢引凤”的作用,助力人才培养。例如,医学研究院通过购置分析型流式细胞仪、分选型流式细胞仪、激光共聚焦显微镜等大型仪器设备,搭建共享平台,引进了高层次青年人才。

三是支撑高水平成果产出。通过大型仪器设备建设与共享,解决了高端大型设备资源紧张的问题,改善了学校科研条件,有力支撑高水平成果不断取得新突破。邓鹤翔教授基于化学与分子学院共享平台大型仪器设备的技术支持,从材料合成及结构表征的角度,创造性的探索了介孔MOF定制填充无机半导体量子点模拟人工光合作用以及原位气体吸附晶体学,近年来,发明专利10余项,在NatureNature ChemistryChemJ. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.等顶级刊物发表高水平论文近20篇,被同行引用数百次。

全国道路货运车辆公共监管与服务平台

基于北斗的中国海上搜救信息系统

四是服务社会和国家重大项目。学校“大型仪器设备开放共享网络平台”与科技部、湖北省科技厅网络平台实现了互联互通,使我校1243台套、总值6.8亿元的大型仪器设备得以在更大范围开放共享,服务国家重大项目,产生了突出的社会效益。例如,GPS中心施闯教授研究团队基于高精度BDS/GNSS广域差分定位接收机、北斗双频GNSS接收机、GNSS工作站等仪器,研制了高性能、低成本的北斗核心芯片和系列装备,瞄准北斗系统规模化应用的国家战略需求,建立了精准、快速的北斗定位服务技术体系。该项成果获得2018年国家科技进步一等奖。