王啟立 何京敏 胡亞非 劉 頎
中國礦業大學 江蘇徐州 221008
本科教育是高等教育的基礎,高水平院校的本科教育改革正沿著“教學型—教學研究型—研究型”方向迅速發展,研究型本科教育與傳統本科教育最大的不同之處在于更加注重知識的創新性和實踐性,要求學生將所學知識應用于實踐,解決一些實際問題。構建“研究型大學”的本科教育體系,其關鍵措施之一就是大力培養學生的實踐創新能力。另一方面,隨著教學改革的逐步深入,學生綜合素質的培養越來越受到重視,對專業課程的教學內容、教學方法、教學手段都提出了更高的要求,一個顯著的特點就是專業課程教學學時被大幅削減,而教學內容并未縮減,反而增加了一些新的前沿知識。因此,要兼顧學時、內容以及創新能力培養等多個方面,切實讓學生在掌握理論知識的同時具備一定的實踐創新能力,就必須把創新實踐教育貫穿于本科教學活動中,將教學與科研密切結合,將課堂教學與課外實踐密切結合。
教學和科研是高校發展的兩條生命線,教學是科研的基石,科研是教學的保障,科研成果的積累促進了專業特色的形成,豐富了專業內涵。以我校過程裝備與控制工程專業為例,形成了3~4個以教授為核心,中青年教師為骨干的科研團隊,分別在過程工藝控制、化工機械設備、過程裝備的監控與故障診斷等方面開展了深入研究,既有973,863及自然科學基金等縱向研究項目,也有為企業進行產品開發的橫向項目,形成了煤化工特色的過控研究群體,促進了專業本科教學的發展。科研群體的研究范圍覆蓋壓縮機、風機、泵、分離機等典型流體機械設備,而這正是過程流體機械這門課程的主要教學內容。因此,教師在進行本科教學活動中,在理論教學的同時,結合教學內容的工業實際和相關科研工作情況,從理論、實踐、創新幾個方面進行多角度剖析,使學生一邊學習理論知識,一邊了解工業實際應用情況,還能感受到教師(尤其是德高望重的院士、老教師)如何將理論知識和專業實際相結合開展科研工作,發掘創新,以解決生產過程中的實際問題。
實踐證明,將科研項目相關內容引入課堂教學中效果很好。首先,學生順利接受理論知識,教學過程輕松愉快,不再枯燥無味;其次,學生了解理論知識在工農業中的應用情況,尤其是在我校特色行業中的實踐應用;第三,學生感受到了教師將理論知識應用于實踐,培養科研和創新能力的精神,大部分學生將這些刻苦鉆研、勇于創新的教師視為自己的偶像和標桿,激勵自己學好知識,培養自己的創新能力。
要培養學生的實踐創新能力,除了對學生興趣的培養和理論知識的教授以外,還必須提供開展創新實踐研究的平臺,建設課外創新實踐基地則是一條很好的途徑。課外創新實踐基地可以單獨創建,也可以和企業聯合創建。以我校過控專業為例,考慮到專業特色、就業、科研等多方面因素,在校企合作的企業中,選定兩家企業作為試點,聯合建立實踐創新基地。兩家企業均為高新技術企業,分別從事壓力容器制造和煙草工藝設備控制,與我校過控專業合作多年,在與教師科研合作的基礎上,2012年增加了針對本科生的實踐創新平臺,配置設備、測試儀器、工作電腦,可提供壓力容器優化設計、性能測試、過程控制系統設計等方面的創新實驗和測試。教師可以根據教學的實際情況,指導學生完成畢業設計、課外創新實踐、科研訓練計劃等,培養學生的動手能力和科研能力。
合作建設課外實踐創新平臺,校企雙方各取所需,獲得了很大的實惠。一方面,為本科教學提供了更豐富的教學案例,為畢業設計、大學生科研訓練計劃、創新實踐活動提供了載體,培養了學生的實踐動手能力和創新精神;另一方面,企業在合作中提升了自己的形象,發現了有潛力的學生,為發掘優秀人才資源提供了便利。
實踐教學環節是對課堂理論教學環節的補充,起到聯系理論與實際的橋梁作用。本科教育中很多課程都配套開設了實踐教學,以課程設計或實驗的方式鍛煉學生將理論知識應用到工程實際的能力。以過程流體機械課程為例,傳統的教學大綱一般規定兩個必做的驗證性實驗為離心泵的性能曲線測試和壓縮機的排氣量測定。新大綱提出培養學生的創新能力要求,我們增加開設了鍛煉學生動手能力和創新能力的研究性實驗:壓縮機和離心泵性能測試系統設計實驗,提供必要的測量傳感器、數據采集模塊和組態軟件,讓學生根據監測系統的實際要求,搭建監測系統的硬件框架,并根據系統需要組態上位監測軟件界面,最后構建一個小型性能測試系統。學生5~8人為1個小組,分為硬件、軟件兩部分,小組成員相互討論,對預案進行優化,最終提交出設計方案,并進行實際操作,對設計方案進行檢驗。通過研究性實驗,培養了學生的動手能力、創新能力以及團隊協作精神。在實踐教學環節開設研究性實驗,彌補了校企實踐創新平臺由于規模、時間等因素對學生的限制,所有學生均可參加,實驗設備均在專業實驗室,在時間和空間上提供了較大的方便,和課堂教學相輔相成,相互促進。
隨著教學大綱的不斷改進和提升,學生成績考核環節也應作出相應改變,不能再沿襲傳統以考試成績定優劣的思路進行考核。過程流體機械課程考核中,提高了對學生實踐創新能力的考查,研究性實驗成績占總成績的15%。同時要求學生完成一篇不少于3000字的科技論文,要求跟蹤學科前沿技術,結合專業特色,利用所學知識就某一種流體機械展開論述,論文成績占總成績的比例也為15%。通過上述手段,促使學生從主觀上更加重視對實踐創新能力的鍛煉,同時也避免學生為了應付考試死記硬背理論知識的弊端。
培養具有動手能力和創新精神的本科學生,對研究型本科教學提出了更高的要求。研究型實踐教學平臺融合教學、科研、實踐為一體,在做好本科教學的基礎上,培養了學生開展科研創新的興趣,鍛煉了動手能力和創新精神,為深化研究型大學本科教學改革做出了有益的嘗試和探索。
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