大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

高紅+張喜田+張偉光+王景聚

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是當(dāng)前高等教育的主要任務(wù)之一，課堂教學(xué)是人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑，其他非課堂教學(xué)形式的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)同樣起著至關(guān)重要的作用。本文對哈爾濱師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院長期開展大學(xué)生課外科技實(shí)踐活動進(jìn)行了總結(jié)。學(xué)院在強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)教育的同時，也在培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力方面，做了大量的改革與創(chuàng)新工作。學(xué)院在營造良好的科技創(chuàng)新氛圍的同時，構(gòu)建了“一個目標(biāo)、二個梯隊(duì)、三大活動平臺、四個有利于”的可持續(xù)發(fā)展的大學(xué)生課外科技活動模式，符合高素質(zhì)的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的綜合型教學(xué)新體系。使更多的學(xué)生從中受益，在實(shí)踐動手能力與創(chuàng)新能力方面得到提升。

一構(gòu)建符合高素質(zhì)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的綜合型教學(xué)新體系

大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，必須具備先進(jìn)的教育理念。我院教學(xué)改革的指導(dǎo)思想是：堅(jiān)持解放思想、實(shí)事求是、與時俱進(jìn)的精神，大力推進(jìn)教育創(chuàng)新；適應(yīng)國際化、現(xiàn)代化建設(shè)和人才市場的需求；體現(xiàn)先進(jìn)教育理念，保持“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重個性、強(qiáng)能力、求創(chuàng)新”的教學(xué)傳統(tǒng)和特色；發(fā)揮省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、省級示范性實(shí)驗(yàn)中心的輻射作用，提高我國師范基礎(chǔ)課程的教學(xué)水平。中心的改革思路是：樹立以學(xué)生為本，知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念和以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，建立有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，建設(shè)滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要的高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，建設(shè)儀器設(shè)備先進(jìn)、資源共享、開放服務(wù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，建立現(xiàn)代化的高效運(yùn)行的管理機(jī)制，全面提高大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。值得一提的是，實(shí)踐教學(xué)體系中的課外科技實(shí)踐活動部分是大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對提高學(xué)生實(shí)踐能力，綜合素質(zhì)培養(yǎng)以及營造校園學(xué)術(shù)創(chuàng)新氛圍方面，均起到了良好的推動作用。

二課外科技實(shí)踐創(chuàng)新活動的開展

1教學(xué)改革頂層設(shè)計(jì)

我院對實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)，確定了大學(xué)生課外科技實(shí)踐體系，即實(shí)施“一個目標(biāo)、二個梯隊(duì)、三大活動平臺”的可持續(xù)發(fā)展的大學(xué)生課外科技活動模式，科技創(chuàng)新活動在三個層面上展開，每個層面都蘊(yùn)含了創(chuàng)新的元素，實(shí)踐教學(xué)改革頂層設(shè)計(jì)關(guān)系圖（如圖1所示）。

（1）目標(biāo)層面———以提高大學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)依托省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、物理實(shí)驗(yàn)中心和學(xué)院四個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地（物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、家用電器維修小組、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與維護(hù)活動小組和物理教育興趣小組），開展學(xué)生課外科技活動，提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。做到“四個有利于”：有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力；有利于學(xué)生消化專業(yè)知識和接觸科學(xué)研究前沿；有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力和組織能力；有利于促進(jìn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究和優(yōu)化研究生生源。

（2）團(tuán)隊(duì)建設(shè)層面———建設(shè)相對穩(wěn)定的大學(xué)生課外科技活動指導(dǎo)教師梯隊(duì)。依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)儀器設(shè)備和前沿性的科研方向，鼓勵指導(dǎo)教師將課外科技活動的指導(dǎo)與日常科學(xué)研究結(jié)合起來，即將學(xué)生課外科技活動與學(xué)年論文、畢業(yè)論文、研究生培養(yǎng)及大學(xué)生實(shí)踐資助項(xiàng)目的申報(bào)與管理結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)課外科技活動有基地、有指導(dǎo)、有經(jīng)費(fèi)的有序開展。大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐團(tuán)隊(duì)由四個大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐團(tuán)隊(duì)協(xié)作組成的創(chuàng)新平臺（如圖2所示）：

四個團(tuán)隊(duì)，各具特色，優(yōu)勢互補(bǔ)。半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)和熱電團(tuán)隊(duì)，科技創(chuàng)新性較強(qiáng)，依托省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)費(fèi)充足，集中進(jìn)行材料制備和性能表征等工作；電修團(tuán)隊(duì)和多媒體團(tuán)隊(duì)，科技實(shí)踐性較強(qiáng)，電修團(tuán)隊(duì)集中于器件性能測試和產(chǎn)品設(shè)計(jì)與儀器維護(hù)，多媒體團(tuán)隊(duì)針對先進(jìn)材料與器件中的前沿科學(xué)問題，制作論文圖表、晶體生長動態(tài)過程、微觀機(jī)制等多媒體課件、科技講座視頻，并為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站提供服務(wù)。

（3）活動平臺建設(shè)層面———構(gòu)建大學(xué)生課外科技活動的“三大平臺”。科技普及活動平臺：以學(xué)術(shù)報(bào)告（重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器的原理與使用、半導(dǎo)體納米復(fù)合材料研究方向與進(jìn)展、中學(xué)物理教學(xué)研究熱點(diǎn)問題等）、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室參觀、科技知識普及培訓(xùn)、國家中學(xué)物理教師培訓(xùn)為主要形式。

科技實(shí)驗(yàn)活動平臺：結(jié)合省級重點(diǎn)物理學(xué)學(xué)科優(yōu)勢和特點(diǎn)，打造實(shí)驗(yàn)教具與維修、多媒體課件制作、家用電器維修等課外科技活動，主要任務(wù)是維修與維護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，參與大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”活動，申請專利，宣傳科普知識，培養(yǎng)中學(xué)物理科技活動輔導(dǎo)員。

科技競賽活動平臺：以學(xué)科競賽為主要載體，充分發(fā)揮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的師資、設(shè)備、項(xiàng)目等資源優(yōu)勢，擇優(yōu)指導(dǎo)學(xué)生深入重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐基地，參與教師的科研工作，公開發(fā)表論文，學(xué)生自主組隊(duì)、自主選題、大多以項(xiàng)目或各類學(xué)科競賽的形式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)基地，很多學(xué)生受到了很好的鍛煉和教育，為日后取得優(yōu)異的成績打下了良好的基礎(chǔ)。

2學(xué)科競賽活動的開展

各類學(xué)科競賽活動是高校開展創(chuàng)新教育、素質(zhì)教育的重要的動力來源，也是評價教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)。在參與競賽的過程中，學(xué)生認(rèn)真、規(guī)范地完成所有環(huán)節(jié)，即使沒有獲得任何獎項(xiàng)，對學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)必將起到極大地促進(jìn)作用。學(xué)院以各類科技創(chuàng)新競賽為基礎(chǔ)，大力開展大學(xué)生的日常科技實(shí)踐與科技創(chuàng)新活動，引導(dǎo)廣大學(xué)生積極參加各類層次的科技創(chuàng)新以及技能競賽。在實(shí)踐過程中，提倡不同專業(yè)、不同年級組隊(duì)協(xié)助完成，特別是突出學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握和實(shí)踐能力的提高。學(xué)院鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，特別是注重培養(yǎng)學(xué)生自立、協(xié)作等綜合素質(zhì)。學(xué)生發(fā)表論文、獲獎等取得成績的可以折合成學(xué)分。經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，學(xué)院逐步形成了以“挑戰(zhàn)杯”、“全國多媒體課件大賽”、“全國大學(xué)生物理教學(xué)技能大賽”等賽事為基礎(chǔ)，電子設(shè)計(jì)、教學(xué)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、創(chuàng)業(yè)計(jì)劃等系列賽事構(gòu)成的科技競賽體系。物理與電子工程學(xué)院對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力非常重視，科技創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)一直是我們的專長和特色。學(xué)院擁有歷史悠久的電修小組、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與維護(hù)活動室等大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室，今年依托教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，又組織了半導(dǎo)體和熱電材料團(tuán)隊(duì)兩個大學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

3大力實(shí)施大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目

大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃是國家大力提倡，同時也是高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。我院組織教師和學(xué)生實(shí)施校級和國家級創(chuàng)新項(xiàng)目，依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)生實(shí)驗(yàn)基地，帶領(lǐng)廣大學(xué)生積極開展科學(xué)研究與實(shí)踐創(chuàng)新活動，形成了團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)新濃厚氛圍。2005年以來，我院學(xué)生實(shí)施校級實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目60項(xiàng)，參與學(xué)生100多人，項(xiàng)目支持經(jīng)費(fèi)3000-5000元。在實(shí)踐的過程中，形成了良好的“傳幫帶”梯隊(duì)，校級計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目學(xué)生參與面廣，受益學(xué)生多，通過實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目的歷練，學(xué)生積累了初步實(shí)踐創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)，也為就業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。

三實(shí)踐成果

我院在日常的科技創(chuàng)新活動中，所獲成績顯著，成果喜人。以“大學(xué)生科技三下鄉(xiāng)活動”、“大學(xué)生科技創(chuàng)新活動”為主要載體，為了推動這項(xiàng)基礎(chǔ)性活動的開展，強(qiáng)化大學(xué)生的科技實(shí)踐活動，努力營造創(chuàng)新教育氛圍。學(xué)院各實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，支持大學(xué)生的科技創(chuàng)新活動。值得一提的是，我院學(xué)生的“科技三下鄉(xiāng)”活動堅(jiān)持了20多年，取得了良好的社會效果，學(xué)生又受到了鍛煉。近幾年，我院教師10人次先后獲得哈爾濱師范大學(xué)課外學(xué)術(shù)科技活動中榮獲優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號和哈爾濱師范大學(xué)暑期“三下鄉(xiāng)”社會實(shí)踐活動優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號。2006年以來，我院學(xué)生獲得省級以上各類學(xué)科競賽獎超過100項(xiàng)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能寬厚扎實(shí)，實(shí)踐創(chuàng)新能力強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果顯著，發(fā)表論文20多篇。2006年-2012年，我院學(xué)生連續(xù)多年在教育部舉辦全國多媒體課件大賽獲得一等獎、二等獎和三等獎共計(jì)31項(xiàng)全國性大賽獎勵，有31人次獲得實(shí)用新型專利13項(xiàng)，今年我院學(xué)生獲得“挑戰(zhàn)杯”黑龍江賽區(qū)三等獎一項(xiàng)。物理專業(yè)學(xué)生在全國大學(xué)生物理教學(xué)模擬大賽上連續(xù)五年取得了團(tuán)體獎和一等獎等近50項(xiàng)獎的優(yōu)異成績。

在物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)上，我們設(shè)計(jì)了一些設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)完成一些小論文。如利用引進(jìn)的傳感器實(shí)驗(yàn)儀，讓學(xué)生查找資料，進(jìn)行擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)研究并寫出畢業(yè)論文。近幾年，利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究并撰寫研究報(bào)告的學(xué)生有300多人。對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對萬用表的設(shè)計(jì)與制作實(shí)驗(yàn)、電學(xué)黑盒子實(shí)驗(yàn)、凹透鏡焦距的測定、LED伏安特性曲線、銅絲電阻溫度系數(shù)的測定等若干個實(shí)驗(yàn)一直堅(jiān)持設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并且每學(xué)期考試都包含設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，經(jīng)過20多年的努力，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

總之，在我國應(yīng)試教育現(xiàn)象依然嚴(yán)重、高校擴(kuò)招造成的人力、物力矛盾日益突出的新形勢下，如何整合現(xiàn)有資源，建立大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐平臺的長效性運(yùn)行機(jī)制，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實(shí)踐能力的大學(xué)生，是高校教育改革的重要課題，對于提高全民科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力具有重大的社會意義。依托省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，用創(chuàng)新教育教學(xué)理念指導(dǎo)人才培養(yǎng)，改變舊的教育教學(xué)體制和方式對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的制約，以激發(fā)學(xué)生興趣為原動力，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新，深入進(jìn)行教學(xué)改革，以提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力為目標(biāo)，師生共建精英科研團(tuán)隊(duì)，以科研項(xiàng)目和學(xué)科競賽活動為載體，為廣大學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)營造良好的氛圍，搭建創(chuàng)新的平臺。

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