大學生自主創新能力培養模式的構建

朱卓慧，徐燕飛，孫小康

(1．湖南科技大學能源與安全工程學院，湖南湘潭411201;2．湖南科技大學煤礦安全開采技術湖南省重點實驗室，湖南湘潭411201;3．中南大學資源與安全工程學院，湖南長沙410083)

大學生自主創新能力培養模式的構建

朱卓慧1，2，3，徐燕飛1，孫小康1

(1．湖南科技大學能源與安全工程學院，湖南湘潭411201;2．湖南科技大學煤礦安全開采技術湖南省重點實驗室，湖南湘潭411201;3．中南大學資源與安全工程學院，湖南長沙410083)

以大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目為平臺，構建提高大學生自主學習和創新能力的教學模式，為培養采礦工程專業學生的自主學習和創新能力提供新的途徑;同時對采礦工程實踐性教學的改進有一定的借鑒作用。

采礦工程;創新性學習;培養模式

一 培養采礦工程專業學生自主學習和創新能力的意義

湖南科技大學采礦工程學科是湖南省“十一五”重點學科，創建于1978年，是我校創建最早的學科之一，也是原煤炭工業部所屬高校在江南地區設立的唯一以煤礦開采為工程背景的采礦工程學科。三十余年來，采礦工程學科以湖南、江西、貴州、廣西、四川等南方省區煤礦開采為工程背景，圍繞南方礦區開采過程中的科學和技術問題進行了長期的研究，形成了南方復雜煤層開采、巖石力學與巷道圍巖控制、煤礦災害預防與控制、地表沉陷控制與礦山環境保護等四個穩定的研究方向，為祖國的現代化建設輸出了大量的采礦工程技術人才。

采礦工程專業的本科學生是我國能源工業發展的后備軍，學生的培養質量對能源工業的發展，對構建資源節約型、環境友好型社會有著重要的意義，因此采礦工程專業學生質量的提高就顯得尤為重要［1，2］。

經過三十多年的發展我校采礦工程學科取得了長足的發展，但也暴露了一些問題，比如學生的自主學習能力、創新能力不強，獨立發現問題和解決問題的能力不足，學生的綜合能力方面有待提高，在工作崗位上主要表現在不能很快的適應現場工作，理論和現場結合不足等。這也是企業用人單位所反映的顯著問題。綜合分析所出現的這些問題，歸根到底是學生的自主意識不夠、創新能力不足。學生長期處于老師講授，學生聽講的教學模式之中，教學方式上停留傳授書本知識為主，以教師為中心，以課堂為中心，教學方法缺乏靈活性，這直接導致學生思維的惰性，不愿意主動思考，不能很好地發現問題和解決問題。

采礦工程的教學環節分理論教學和實踐教學兩大部分，理論教學環節主要是課堂講授，實踐教學環節有實驗室實驗，現場實習，課程設計三個主要部分，這幾方面存在的問題，主要表現在理論教學環節學生學習興趣不高，實踐教學環節學生參與度不夠。

面對以上這些問題，培養學生自主創新的意識，拓寬實踐性教學的途徑，增強學生理論與實踐相結合的能力，對采礦工程專業教學的改進和學生綜合專業素質的提高是十分有意義的。

二 自主學習和創新能力培養模式的構建

大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目是為大學生設置的專項創新性實驗研究項目，學生可以按照自己的愛好自主申報，指導老師在整個項目實施過程中參與實驗進度安排和實驗指導，學校為學生提供一定的專項資金，學生通過查閱資料自主設計實驗，實施實驗，撰寫論文，最后結題，在這一過程中學生充分調動自己的積極性和想象力，通過自主學習極大增加了學生的求知欲望，培養了學生的探索精神和創新精神，它是培養學生學習能力、實現其自身可持續發展的重要保證。因此，可以利用大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目這個平臺，構建提高大學生自主創新能力的實踐性教學模式，用以提高采礦工程學生自主創新能力，拓寬實踐性教學途徑。在該模式上，大學生的自主學習，體現為:學生根據自己的學習基礎，結合對自己當前學習水平和愛好，在實驗計劃項目活動開展前，自覺地設置具體的實驗項目的目標和實驗內容，制定實驗的規劃、進度，選擇為達到實驗目標相適應的方式方法。在整個實驗項目研究過程中，學生能夠對實驗過程中所使用的方式方法導致的結果進行觀察、監控和調節。針對實驗的結果，學生能夠對照原先制定的實驗目標，進行自我總結和評價，發現存在的問題，積極改進。當學生的這種學習狀態從“被動”轉變為“主動”，從“要我學”轉變為“我要學”，即學生把學習看作是自己的使命時，學生學習的主觀能動性就會被充分調動。他們可以利用大學相對較多的自由支配時間和較好學習條件，設置適合自己的學習目標，在學習過程中適時調整自己的知識和能力結構，從而把學習與自己的理想、成長和發展有效地結合起來，并且意識到學習并不是為家長或老師而學，是在為自己今后的持續發展而學。因此，推廣該自主創新學習能力培養模式，對學生自主創新學習能力提高，學生個人學習過程中優缺點的認識以及學習方法的優化，甚至學生個人發展都是有意義的，對開展實踐性教學也是一個很好的啟發。

以大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目為平臺，提高大學生自主創新能力的教學模式流程圖見圖1。

該模式的整個流程包括三部分，實驗準備階段、實驗開展階段、成果展示階段。實驗準備階段:學生就自己感興趣的一個方面討論，商討解決的方法和途徑，最后把問題集中，和指導老師商討，結合學校的實驗設備把這些問題凝結，用一個題目概括出來，作為項目申報的題目。根據這個題目學生去查閱資料，撰寫項目申報書，項目審批通過以后，實驗小組就要把問題分解成幾個部分，針對每一部分的問題，制定解決該問題的實驗途徑，制定出實驗方案。實驗開展階段:根據實驗方案要求購買所需的器材，制作試樣為實驗做好準備，然后學習實驗儀器的操作方法，因為采礦專業實驗儀器都是精密貴重儀器，該環節一定要有老師的指導，之后分步開展相應的實驗。成果展示階段:實驗結束后，要對實驗所得的數據進行數據處理，得出結論，最后用所得的數據撰寫論文、制作PPT等，進行成果展示，最后結題。

整個過程就是一個發現問題、分析問題、解決問題的過程，一個問題的解決方法是很多的，整個過程中學生充分調動自己的積極性，探求他們自己認為最優的解決途徑，在這樣一個探索的過程中學生自主和創新意識得到鍛煉，達到培養學生自主創新能力的目的。

學生在自主創新的過程中，根據需要重新認知、加工，自主調控學習材料和信息，使學習的過程在時間和容量上由有限的短時間記憶，轉變為長時間記憶，從而增強學習效能。學生運用已有知識和能力自主獲取新知識新技能的學習過程就是自主性學習［3－5］。美國著名心理學家布魯納說:“學習者不應是信息的被動接受者，而應該是知識獲取過程中的主動參與者。”著名教育家杜威說:“教育的目的在于使人能夠自己教育自己。”他們都強調了學生是自主學習的主體，旨在培養學生濃厚的學習興趣和強烈的學習動力。

圖1 提高大學生自主創新能力的教學模式

同時學生在教師引導和強烈的學習動機支配下已有知識經驗，自主參與學習，并通過運用各種有效的學習方法，對所學知識展開獨立的思考，進行多向思維，探索新問題，從而在學習過程中有所創新，達到培養創新能力的目的。創新學習作為與維持性學習相對應的一種學習方式，是創新型人才的必備素質。目前我國大學生明顯缺乏創新學習能力，表現在學習方式上缺乏主動性和創新性的被動式學習方式［6，7］。

構建創新學習方式來培養高素質人才以迎接知識經濟和信息時代社會的高速發展，已成為當前教育改革中亟待解決的問題［8］。

自主創新學習是一種全新的學習模式，是一種致力于提高學生內在素養和優化學生的外在條件，使學生在學習上發揮主觀能動性掌握客觀規律，從而為學生的發展打好基礎的學習方式，體現了終身學習的觀念。突出強調了學生在學習過程中的主體地位和作用，并強調學生的實踐能力和創新精神。通過學習提高學生的發現、吸收新信息解決新問題的能力。高等教育必須注重培養學生的自主創新學習能力，并將自主創新教育作為教學改革的切入點。

三 自主學習和創新能力培養模式的實施效果

在本人指導下，2008級采礦工程專業學生孫小康等五位同學成功申請了2010年大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目，項目題目為:三軸應力狀態下分級加卸載巖石的彈塑性流變特性實驗研究(KDSC1001)，該項目是利用RMT－150C和RYL－600三維巖石剪切流變儀，采用分級加卸載的方式對巖石在三軸應力狀態下的彈塑性流變特性進行研究，從而得出在不同圍壓條件下的巖石在分級加卸載狀態下的流變特性及其變形、破壞的形式，并解決以下問題:

1)研究不同圍壓下的巖石在分級加卸載狀態下的彈塑性流變特性。

2)探索巖石全蠕變階段的非線性彈黏塑性變形特征，并進行蠕變穩定性分析。

3)推導不同圍壓下巖石的本構模型。

按照以上所闡述的自主學習和創新能力培養模式，該創新性實驗計劃項目。自立項來，在一年時間內，項目組開展了一系列的工作，主要包括:國內外文獻資料收集;實驗方案設計和調整;巖石材料的購買和加工;試驗機操作軟件的學習和改進;實驗的開展和總結。取得了以下成果:完成了試驗機操作系統的改進;進行了大量實驗;已發表論文三篇。說明該模式的實施是可行的，效果是明顯的。

四 需要注意的幾點問題

1)題目的選取不能過大，不能太寬泛，研究內容要有針對性，這將直接決定了整個實驗的工作量，考慮到本科學生的專業知識的深度和認知能力有限，所選題目一定要精要專，整個實驗過程的時間不能太長，實驗實施起來不能太難。

2)實驗方案的制定一定要結合學校實驗設備的情況，這就要求實驗方案的制定一定是在充分了解了試驗機的性能的基礎上，要求實驗機能滿足實驗要求，實驗儀器要能達到所要求的精度，這是確保實驗順利完成的基本條件。

3)任務的分配要合理，因為大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目是一組人參與的項目，作為指導老師要把任務合理地分配，每個人做哪些內容，每個人的定期任務都要明確。另外預期實驗進度要明確，時間要把握好，因為該創新性實驗項目是有期限要求，一定要確保項目在規定的時間內結題。

4)經費支出要有預算，確保利用有限的經費完成實驗。

［1］何廷峻，汪佑武．高校礦業類專業人才培養模式探討［J］．淮南職業技術學院學報，2005，5(1):103 －105．

［2］過 江，古德生，吳 超．采礦學科的創新機制與創新教育探索［J］．中國冶金教育，2007(3):3－5．

［3］王煥梅．大學生創新學習方式的構建策略［J］．石家莊法商職業學院教學與研究，2008，4(4):17－20．

［4］羅 亞，許小明．高職教育教學中培養自主創新學習能力的探討［J］．湖北三峽職業技術學院學報，2006，3(1):13－15．

［5］馬仲嶺．本科教育應注重大學生自主學習能力的培養［J］．教育探索，2011(4):90 －91．

［6］熊 莊．自主學習探略［J］．德陽教育學院學報，2003，17(2):68－69．

［7］李 星，何文學．在開放式的實驗教學中培養學生創新和實踐能力［J］．當代教育理論與實踐，2010，2(3):61－63．

［8］林 健，符寒光，吳中偉，等．高校實踐創新課程的教學與體會［J］．當代教育理論與實踐，2010，2(6):72－74．

G641

A

1674－5884(2011)10－0027－03

2011－07－12

湖南省優秀教學團隊項目資助;2010年湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目(KDSC1001)

朱卓慧(1982－)，男，湖南岳陽人，博士生，講師，主要從事巖石力學，瓦斯防治等研究。

(責任編校 楊鳳娥)