綜合利用高校大型精密測試儀器提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力

汪靜 曾榮昌

山東科技大學(xué)材料學(xué)院 山東青島 266590

在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）年》中，我國提出了要“充分發(fā)揮高校在國家創(chuàng)新體系中的重要作用，鼓勵(lì)高校在知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、國防科技創(chuàng)新和區(qū)域創(chuàng)新中作出貢獻(xiàn)”。在高校中，教師無疑是知識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新的主體，但學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力也不容忽視。近年來，各地高校紛紛購入了多種大型精密測試儀器，這不僅提高了學(xué)校的整體實(shí)力及教師的教學(xué)、科研水平，同時(shí)也為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高提供了很好平臺(tái)。

為了讓這些器設(shè)備更好地為學(xué)生服務(wù)，提高儀器設(shè)備的利用率，學(xué)校開設(shè)了與這些儀器設(shè)備相關(guān)的理論課程和實(shí)驗(yàn)課程。但由于大型精密儀器價(jià)格較高，儀器原理和操作過程復(fù)雜，需要工作人員有較高的理論水平，經(jīng)過培訓(xùn)后才能上機(jī)操作[1]。而本科生由于其自身學(xué)識(shí)不足及操作能力的差別，沒有更多機(jī)會(huì)深入了解、使用這些儀器，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺少主動(dòng)性和積極性，實(shí)驗(yàn)課走馬觀花，使這些大型的精密儀器在培養(yǎng)和提高學(xué)生科研創(chuàng)新能力方面起到的作用微乎其微，造成了資源的浪費(fèi)。

為了改善目前大型精密儀器教學(xué)及使用的實(shí)際狀況，更好地為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力服務(wù)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的和諧統(tǒng)一，經(jīng)過幾年的探索，總結(jié)出以下幾個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)。

1 提高教師專業(yè)素養(yǎng)，改革課堂理論教學(xué)方法

培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力的前提是掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，因此，高素質(zhì)的專業(yè)教師隊(duì)伍是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的前提。不同的儀器設(shè)備具有不同的特征，代表不同階段的學(xué)科特色，在學(xué)生教具中有不同的實(shí)踐意義。因此，必須設(shè)計(jì)合理的方案，綜合利用多元化儀器設(shè)備，讓學(xué)生不僅掌握教學(xué)大綱的基本知識(shí)，并接收學(xué)科前沿的知識(shí)和研究方法。這需要教師根據(jù)自身學(xué)校的特點(diǎn)和時(shí)代特征，靈活選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)側(cè)重點(diǎn)。只有具備熟練的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)和豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的教師，才能在教授大型精密儀器時(shí)有的放矢，指導(dǎo)學(xué)生獲得正確的分析數(shù)據(jù)，并對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的分析處理，從而獲得準(zhǔn)確可靠的有效信息。

目前知識(shí)的更新速度不斷加快，新儀器新設(shè)備層出不窮，教師的教學(xué)內(nèi)容也要不斷更新。結(jié)合各種儀器的進(jìn)展，通過聘請(qǐng)有實(shí)際操作大型儀器經(jīng)驗(yàn)、在各個(gè)領(lǐng)域有專長的教授和學(xué)者為教師和學(xué)生舉辦學(xué)術(shù)講座，將最新的分析儀器、分析方法以及在科研最前沿領(lǐng)域的應(yīng)用介紹給學(xué)生，不斷拓寬學(xué)生的視野，了解最前沿的科技動(dòng)向，激發(fā)他們的求知欲望。同時(shí)與學(xué)校的辦學(xué)方針及學(xué)生的培養(yǎng)方向相結(jié)合，緊跟時(shí)代的需求，貼近就業(yè)環(huán)境，既解決了實(shí)際問題，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 建立立體式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生建立對(duì)科研的興趣

學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開實(shí)踐教育，離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好與壞，直接關(guān)系到學(xué)生創(chuàng)新能力的高與低，因此，解決好當(dāng)前大型精密儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵[2]。

目前，大型精密儀器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一般屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生分大組進(jìn)行，內(nèi)容主要是學(xué)生觀摩實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教師演示儀器的操作過程，介紹儀器操作過程中的注意事項(xiàng)，并對(duì)簡單樣品的結(jié)果進(jìn)行分析。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程學(xué)生沒有實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，走馬觀花，實(shí)驗(yàn)的價(jià)值很小。另一方面，大型精密儀器開機(jī)成本很高，保證每位學(xué)生都操作不現(xiàn)實(shí)。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的這些缺陷，提出打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，建立立體式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，功夫下在平時(shí)，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下盡早接觸科研，在進(jìn)行科研訓(xùn)練的同時(shí)不斷深入了解應(yīng)用這些儀器設(shè)備。

對(duì)一、二年級(jí)專業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生，提出并實(shí)施“科研立項(xiàng)”計(jì)劃。學(xué)生根據(jù)自己的愛好，跟隨專業(yè)教師進(jìn)行初步科研訓(xùn)練，鼓勵(lì)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)題目、應(yīng)用背景、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、所用儀器等；指導(dǎo)教師與學(xué)生討論后，根據(jù)其實(shí)驗(yàn)過程列出所需使用的儀器設(shè)備及次數(shù)并監(jiān)督實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，在實(shí)驗(yàn)完成后幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。在這個(gè)過程中，很多教師和學(xué)生都可以參與其中，使學(xué)生了解科研的流程，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知度，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，為理論課程打下良好的基礎(chǔ)。

對(duì)高年級(jí)的學(xué)生，在專業(yè)知識(shí)已經(jīng)鞏固的基礎(chǔ)上，通過設(shè)立涉及多個(gè)專業(yè)多個(gè)研究方向的開放性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生大膽提出實(shí)驗(yàn)思路，實(shí)驗(yàn)室提供必要的條件和經(jīng)費(fèi)支持，學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在這個(gè)過程中，教師也可以把在科研過程中遇到的一些問題與學(xué)生討論，幫助學(xué)生形成自己的想法和科研思維方式，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，使學(xué)生形成自己的興趣點(diǎn)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的進(jìn)行提供很好的基礎(chǔ)。

3 加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)支撐，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力

畢業(yè)設(shè)計(jì)階段是對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)、技能和創(chuàng)新能力的檢驗(yàn)和再提高的時(shí)期。經(jīng)過前期的科研訓(xùn)練，在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生能夠獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究，是學(xué)生科研創(chuàng)新能力集中體現(xiàn)的時(shí)期[3]。通過查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等過程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的科研訓(xùn)練。學(xué)院要盡量多地給學(xué)生使用這些大型儀器的機(jī)會(huì)，并且對(duì)一些專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生培訓(xùn)后，獨(dú)立對(duì)大型儀器進(jìn)行操作。這樣在減輕實(shí)驗(yàn)教師壓力的同時(shí)，對(duì)學(xué)生個(gè)人能力的提高也起到很重要的作用。

另外，學(xué)生科研創(chuàng)新能力的體現(xiàn)建立在大量的實(shí)驗(yàn)工作基礎(chǔ)上。現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)一般安排在第四學(xué)年，這時(shí)專業(yè)課的學(xué)習(xí)基本結(jié)束，學(xué)生為考研、找工作等事情困擾，在畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行過程中容易出現(xiàn)自我管理能力不足，情緒易受影響等問題的困擾。指導(dǎo)教師要注意對(duì)學(xué)生的管理和督促，跟蹤實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，經(jīng)常關(guān)心學(xué)生，及時(shí)解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的困難，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

4 優(yōu)化大型精密儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度，為學(xué)生科研創(chuàng)新能力的提高創(chuàng)造良好的環(huán)境

目前高校對(duì)大型精密儀器的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)存在重理論、輕實(shí)踐的弊端，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間比理論課程的課時(shí)要少得多[4]。要提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須盡量多地讓學(xué)生親自動(dòng)手，在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出問題，這就需要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的投入。另一方面，由于大型精密儀器的特點(diǎn)以及儀器管理的需求，這些設(shè)備通常實(shí)行封閉式管理，即除了在規(guī)定的時(shí)間之外，其他時(shí)間允許學(xué)生使用儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和測試。使得學(xué)生更加缺少將某些創(chuàng)新觀念進(jìn)行實(shí)踐、驗(yàn)證的機(jī)會(huì)，創(chuàng)新能力的發(fā)展自然受到限制。

因此，在提高教學(xué)人員教學(xué)水平的同時(shí)，還要改進(jìn)教學(xué)人員的配備，增加教學(xué)人員的數(shù)量，增加開機(jī)時(shí)間，讓這些設(shè)備盡量多地為學(xué)生服務(wù)。這樣，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)模式才能夠得到保障，學(xué)生的創(chuàng)新能力才能夠得到提高。

5 結(jié)語

利用大型精密儀器提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力不是一蹴而就的，而是循序漸進(jìn)、耐心引導(dǎo)的過程。這需要學(xué)校、教師、學(xué)生三者緊密配合才能實(shí)現(xiàn)：學(xué)校提供良好的大型精密儀器的管理制度和科研環(huán)境；教師根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科研創(chuàng)新的興趣，幫助學(xué)生形成良好的科研習(xí)慣；學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，利用學(xué)校提供的平臺(tái)不斷提升自己，創(chuàng)新能力才能不斷提高。

[1]陶文宏,王英姿,楊中喜,等.關(guān)于大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考:以《現(xiàn)代材料測試方法》實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2008(8):182.

[2]梁惠儀,林來興,張艷玲,等.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2011(23):25-26.

[3]黃己立.在畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)教研室、實(shí)驗(yàn)室組織功能的研究與實(shí)踐[J].中國建設(shè)教育,2009,10(10):43-45.

[4]馮烜.對(duì)高校儀器設(shè)備管理與使用的若干思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2011(22):231.