本科生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的實(shí)踐與探索

摘要：為全面提升本科生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，我們采取了自主創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行探索。實(shí)踐中積極發(fā)揮自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)越性，大膽改革，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)課題自主選擇范圍，增加最新科技動(dòng)態(tài)課題，充分利用學(xué)校前沿科研平臺(tái)和優(yōu)勢師資力量，發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。在新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索中，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，有效提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自主創(chuàng)新；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）04-0056-02

一、引言

創(chuàng)新是人類文明進(jìn)步的原動(dòng)力，是大學(xué)教育的靈魂。高等教育要培養(yǎng)出高水平拔尖創(chuàng)新型人才，必須充分發(fā)揮創(chuàng)新性教育模式在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極作用[1，2]。天津大學(xué)是國家“211工程”、“985工程”首批重點(diǎn)建設(shè)的大學(xué)，學(xué)校以培養(yǎng)高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才為目標(biāo)，堅(jiān)持“辦特色、出精品、上水平”的精英教育思路，堅(jiān)持“育人為本”、“教學(xué)優(yōu)先”、“質(zhì)量第一”的教育教學(xué)理念，對(duì)學(xué)生實(shí)施創(chuàng)新性綜合培養(yǎng)，不斷加強(qiáng)本科生教育[3]。2010年天津大學(xué)在貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革思路下，積極啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[4]，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)，對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用[5]。為積極實(shí)施學(xué)校卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，推進(jìn)學(xué)校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，提高本科生教育教學(xué)質(zhì)量，材料科學(xué)與工程學(xué)院深入開展“結(jié)構(gòu)—功能一體化陶瓷材料”系列實(shí)驗(yàn)課程的教育模式改革，大力發(fā)揮本科生的自主創(chuàng)新能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和主動(dòng)性，鼓勵(lì)自發(fā)探索科研課題，取得了良好的教學(xué)效果。

二、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的弊端

高校傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已經(jīng)實(shí)行多年，一貫是學(xué)生按照老師給出的既定實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行按部就班的實(shí)驗(yàn)過程，得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果，大都為宣講式或驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)[6]。學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中缺乏創(chuàng)新性思考，只是簡單機(jī)械地重復(fù)，雖然鍛煉了動(dòng)手能力，但卻忽視了動(dòng)腦能力，無法充分發(fā)揮學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和參與性。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法也忽視了學(xué)生科研興趣的調(diào)動(dòng)，所有人都做一樣的實(shí)驗(yàn)，千人一面，實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同，不利于學(xué)生科研好奇心的引導(dǎo)和科研靈感的激發(fā)，也很難對(duì)學(xué)生的科研能力給出差別性的評(píng)價(jià)。同時(shí)，不同實(shí)驗(yàn)之間缺乏相關(guān)性和系統(tǒng)性，往往各自獨(dú)立，互不關(guān)聯(lián)，難以提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q問題的能力。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程也存在知識(shí)陳舊、知識(shí)點(diǎn)少、儀器落后、實(shí)驗(yàn)常規(guī)等問題，與課堂教學(xué)更接近科技前沿相比，無法滿足學(xué)生對(duì)先進(jìn)知識(shí)的渴求和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求。

三、自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

我們?cè)趯?shí)行本科生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過程中，大膽嘗試，積極進(jìn)取，針對(duì)以上傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，進(jìn)行了多項(xiàng)探索，以期更好的為本科生創(chuàng)新能力的提高提供良好的平臺(tái)。具體自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)如下：

1.設(shè)計(jì)涉及范圍更廣、數(shù)量更多的科研課題，為學(xué)生選擇更感興趣的課題提供可能。我們既緊密結(jié)合“結(jié)構(gòu)—功能一體化陶瓷材料”的課程要求，又充分發(fā)揮學(xué)院各個(gè)任課教師所從事的前沿科研課題，設(shè)計(jì)涉及范圍更廣、數(shù)量更多、選擇余地更大的科研課題供學(xué)生選擇，從而更容易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大增，學(xué)習(xí)效果則明顯提高。

2.實(shí)驗(yàn)題目更具有開放性和可參與性，積極發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性和思考力。我們一改過去嚴(yán)格要求學(xué)生按照既定實(shí)驗(yàn)方案做實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，設(shè)計(jì)更開放、更具有挑戰(zhàn)性和可參與性的實(shí)驗(yàn)課題，鼓勵(lì)學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，自學(xué)相關(guān)知識(shí)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)課題自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路、方案和實(shí)施步驟，并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果或解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的好奇心和參與感，又大大鍛煉了學(xué)生提出問題和解決問題的能力，改革效果明顯。學(xué)生們提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告更能體現(xiàn)其學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的能力，同時(shí)，由于學(xué)生必須自行解決實(shí)驗(yàn)中遇到的很多問題，因此他們學(xué)到了更多的知識(shí)，鍛煉了更全面的動(dòng)手能力，特別是提高了其自主創(chuàng)新的能力。

3.為每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)匹配科研精英教師，做到一對(duì)一教學(xué)。改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)只有很少固定指導(dǎo)教師的狀況，充分發(fā)揮在科技前沿從事科研工作的精英教師的能力和水平，提高每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的專業(yè)性和針對(duì)性，才能使選擇某實(shí)驗(yàn)課題的學(xué)生可以針對(duì)某項(xiàng)感興趣的實(shí)驗(yàn)開展一系列深入和專業(yè)的研究。這大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生們的積極性，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生們更能充分發(fā)揮自己的科研積極性和主動(dòng)性，在系統(tǒng)的培養(yǎng)下鍛煉其創(chuàng)新能力。同時(shí)，這樣的設(shè)計(jì)也更能充分利用學(xué)院最新的科研儀器和科研手段，讓學(xué)生們能接觸科技前沿課題，開拓眼界，領(lǐng)略最新科技發(fā)展動(dòng)態(tài)。

4.鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的科研問題做后續(xù)深入的研究。我們自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)施不僅僅體現(xiàn)在每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)課題的完成上，也大力鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)在實(shí)驗(yàn)課中發(fā)現(xiàn)的問題做進(jìn)一步深入的研究。學(xué)院為學(xué)生創(chuàng)造性科研想法的提出提供后續(xù)研究的平臺(tái)，并選擇優(yōu)秀的教師進(jìn)行專門指導(dǎo)，將他們的科研積極性和創(chuàng)造性發(fā)揮到最佳。這大大提高了學(xué)生對(duì)科研和科學(xué)知識(shí)的探索的興趣，從而提高了本科生的整體自主創(chuàng)新能力。

5.全新的綜合評(píng)分制度的實(shí)施。一門好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開客觀且有激勵(lì)機(jī)制的評(píng)分制度[7-9]。我們?cè)趯?shí)施以上相關(guān)自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)改革的基礎(chǔ)上，改變過去面對(duì)千篇一律的實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出課程分?jǐn)?shù)的簡單評(píng)分制度，實(shí)施全新的綜合考評(píng)辦法。既要考慮學(xué)生們選擇實(shí)驗(yàn)課題的難易程度，又要結(jié)合其實(shí)驗(yàn)過程中所學(xué)到的知識(shí)和所體現(xiàn)出的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)考察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證情況或?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋情況，最后考慮其實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作。在整個(gè)評(píng)分制度中要請(qǐng)全體任課教師參與，保證評(píng)分制度的客觀性和不同課題的可比性，同時(shí)對(duì)取得優(yōu)秀成績的同學(xué)給予適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，進(jìn)一步提高同學(xué)們上實(shí)驗(yàn)課的積極性。

四、自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

通過基于“結(jié)構(gòu)—功能一體化陶瓷材料”系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，我們?nèi)〉昧肆己玫母母镄Ч嵘吮究粕木C合素質(zhì)和創(chuàng)新能力：

1.由于自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題與課堂教學(xué)結(jié)合更加緊密，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中鞏固了課堂學(xué)到的最新知識(shí)，開闊了眼界，更提高了其動(dòng)手和動(dòng)腦的能力。

2.自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)更多前沿課題的設(shè)計(jì)及更有激勵(lì)性評(píng)分制度的引入都最大程度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生們參與實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)了其參與科研的興趣和潛力。

3.由于自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)更加鼓勵(lì)學(xué)生自行選擇課題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而大大提高了學(xué)生們綜合實(shí)驗(yàn)的能力。在自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生的文獻(xiàn)調(diào)研能力、知識(shí)運(yùn)用能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力、分析數(shù)據(jù)能力、表征測試能力及實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)能力都得到了很大程度的提高[10]。

4.自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中專業(yè)教師隊(duì)伍的參與指導(dǎo)，也為學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣咛峁┝烁佑嗅槍?duì)性、更加綜合的平臺(tái)，好的科研問題的發(fā)現(xiàn)及后續(xù)實(shí)驗(yàn)的深入都為同學(xué)們科研能力和創(chuàng)造性的發(fā)揮提供了保障。

自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對(duì)整個(gè)高等教育人才培養(yǎng)模式的改革起著舉足輕重的作用，是“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”中的重要實(shí)施內(nèi)容，是高水平拔尖創(chuàng)新型人才教育的關(guān)鍵[11，12]。開展本科生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索和實(shí)踐非常有意義，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不足，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，發(fā)揮了其實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造潛力。同時(shí)自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式充分利用了學(xué)校最新的科研條件，跟進(jìn)了最前沿的科技動(dòng)態(tài)，鞏固了課堂教學(xué)成果，使創(chuàng)新型人才得到激勵(lì)和發(fā)現(xiàn)，從而更加有利于培養(yǎng)創(chuàng)造型高素質(zhì)人才。

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基金項(xiàng)目：天津大學(xué)本科教學(xué)綜合改革立項(xiàng)項(xiàng)目（201109-201209）

作者簡介：孫曉紅（1981-），女，山東煙臺(tái)人，天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士，講師，研究方向?yàn)闊o機(jī)功能納米及孔材料。