培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的課堂教學(xué)改革實(shí)踐

陳傳盛，陳曙光，李富進(jìn)，陳召勇，李海斌，楊現(xiàn)峰，劉 鵬

（長(zhǎng)沙理工大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114）

培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的課堂教學(xué)改革實(shí)踐

陳傳盛，陳曙光，李富進(jìn)，陳召勇，李海斌，楊現(xiàn)峰，劉 鵬

（長(zhǎng)沙理工大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114）

針對(duì)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中遇到的問題，在分析課堂教學(xué)改革必要性的基礎(chǔ)上，從優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法及手段、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和改進(jìn)課程考核方法四個(gè)方面闡述“無機(jī)材料化學(xué)”課程教學(xué)改革的一些具體措施。

課堂教學(xué)改革；科技創(chuàng)新能力；大學(xué)生；無機(jī)材料化學(xué)

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其研究與應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)準(zhǔn)之一[1]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，材料學(xué)科正在由單純的材料科學(xué)與工程向與眾多高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域交叉融合的方向發(fā)展，而化學(xué)是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)，已成為人類認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的一種極為重要的武器，也是新材料開發(fā)和制備新工藝研究的理論基礎(chǔ)和發(fā)展動(dòng)力[2]。《無機(jī)材料化學(xué)》是我校無機(jī)非金屬材料專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，通過本課程的教學(xué)，培養(yǎng)材料專業(yè)學(xué)生從化學(xué)角度提出問題、分析問題和解決問題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，是培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型從事材料研究人才的基石課程。本文闡述了筆者在“無機(jī)材料化學(xué)”課程教學(xué)過程中采取一些提高本科生科技創(chuàng)新能力的具體措施。

一、課堂教學(xué)改革的必要性

當(dāng)今社會(huì)對(duì)材料科學(xué)與工程人才的素質(zhì)、知識(shí)綜合結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新能力等方面有了更高的要求，為此，高校需要培養(yǎng)出具有扎實(shí)材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和良好創(chuàng)新能力的智能型、復(fù)合型、創(chuàng)造型人才。課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識(shí)的一種重要途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的直接渠道。然而，目前大多數(shù)高校的教學(xué)模式仍以“講課＋考試”為主，重視理論講解，忽視能力培養(yǎng)和實(shí)踐訓(xùn)練。課堂上教師的“一言堂”，學(xué)生沒有養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的習(xí)慣；課堂上教師缺乏正確的引導(dǎo)與激勵(lì)，使學(xué)生創(chuàng)新積極性不高，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3-6]。對(duì)《無機(jī)材料化學(xué)》課程來說，課程內(nèi)容豐富，涉及面廣，教材多（教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度不一），所涉及的領(lǐng)域發(fā)展快，給學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)帶來一定的困難。因而，進(jìn)行課堂教學(xué)改革是非常有必要的。

二、優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，夯實(shí)學(xué)生科技創(chuàng)新基礎(chǔ)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，材料學(xué)科中新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn)。筆者按照淡化專業(yè)、拓寬基礎(chǔ)的原則，根據(jù)教學(xué)大綱要求，優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，刪除淘汰的內(nèi)容，合并重復(fù)內(nèi)容，增加新的內(nèi)容。在課堂講授中，將國內(nèi)外的一些最新研究技術(shù)成果、材料科學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和無機(jī)材料化學(xué)的前沿知識(shí)適時(shí)地充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容；介紹無機(jī)材料化學(xué)在新型材料、能源、資源、環(huán)境保護(hù)及生命等方面的最新進(jìn)展，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生明確無機(jī)材料化學(xué)在材料科學(xué)中的重要性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、靈活運(yùn)用、綜合分析問題、解決問題的能力。

三、改革教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新興趣

無機(jī)材料化學(xué)課程課堂內(nèi)容豐富，信息量大，而教學(xué)課時(shí)少。筆者在課堂教學(xué)過程中將教學(xué)內(nèi)容分為講授和自學(xué)兩部分，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立思考能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，積極開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件，把難點(diǎn)和抽象的內(nèi)容通過動(dòng)畫的形式反應(yīng)出來，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，即節(jié)省教學(xué)課時(shí)，也提高課堂教學(xué)效果和教學(xué)容量。同時(shí)，充分展示無機(jī)材料化學(xué)基本理論在材料研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀，開闊學(xué)生的視野，將學(xué)生的思想從純化學(xué)領(lǐng)域帶到材料設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域，使他們認(rèn)識(shí)到本課程學(xué)習(xí)的必要性和重要性及其應(yīng)用前景，激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新興趣。

四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)觀念，往往偏重于單純傳授知識(shí)，忽略了創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。筆者在重視理論知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。打破過去實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)方法，以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物所需要的觀察能力、分析能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和初步科研能力為教學(xué)目標(biāo)，重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)講義，實(shí)行“三性實(shí)驗(yàn)原則”（即將教學(xué)實(shí)驗(yàn)分成驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性三種類型），減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)時(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)研究的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，給學(xué)生充分發(fā)揮的空間，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)研究的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維的能力和。此外，積極開展大學(xué)生第二課堂創(chuàng)新活動(dòng)，讓部分學(xué)生參加筆者的科研工作，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法和論文撰寫等方面鍛煉學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新和科研應(yīng)用能力。

五、改進(jìn)課程考核方法，引導(dǎo)學(xué)生科技創(chuàng)新

目前，大多數(shù)課程考核方式是與知識(shí)傳授型教學(xué)相輔相成的，嚴(yán)重限制了學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程考核是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)而采取的一種手段，是考查學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造力以及多向思維的能力。考核的時(shí)間應(yīng)為一種全面的綜合的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)過程，而不是兩個(gè)小時(shí)的題目回答。為此，筆者在無機(jī)材料化學(xué)課程教學(xué)中通過多種形式進(jìn)行考核。除了采用傳統(tǒng)閉卷考試形式外，還將結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，布置學(xué)生進(jìn)行查閱文獻(xiàn)和資料，寫成讀書報(bào)告或科技小論文進(jìn)行評(píng)價(jià)考核，以及進(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。另外，組織部分英語水平和創(chuàng)新能力突出的學(xué)生翻譯“無機(jī)材料化學(xué)”理論知識(shí)在材料合成、設(shè)計(jì)和應(yīng)用中的科研論文，激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究的興趣，以及提高學(xué)生科技論文寫作能力。課程的最終考核成績(jī)是學(xué)生平時(shí)考勤、考試成績(jī)、課堂考評(píng)和完成的科研論文（報(bào)告）等綜合評(píng)定的結(jié)果。通過這樣的綜合考核方式，不僅從根本上杜絕了學(xué)生“考前突擊”應(yīng)試現(xiàn)象，還有利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣，提高科技創(chuàng)新能力。

六、大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成效

經(jīng)過對(duì)無機(jī)材料化學(xué)課程教學(xué)改革的探討與實(shí)踐，已初步建立了一套較為行之有效的教學(xué)方法，在培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力方面展示了很好的效果。近幾年來，僅筆者指導(dǎo)

的學(xué)生已獲得國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、湖南省大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目近十項(xiàng)，學(xué)生發(fā)表或參與發(fā)表科研論文十多篇，參與獲得國家發(fā)明專利1項(xiàng)，在科研和實(shí)踐環(huán)節(jié)中獲得各種獎(jiǎng)勵(lì)近十項(xiàng)，其中包括“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。在筆者實(shí)驗(yàn)室從事過科學(xué)研究的學(xué)生中有十多人保送或考取研究生，多人在中科院和中南大學(xué)繼續(xù)深造攻讀博士學(xué)位，他們的科研能力得到相關(guān)老師的肯定。

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[2]張聯(lián)盟.材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革研究與實(shí)踐[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003.

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G642

A

1674-9324（2014）04-0051-02

湖南省教學(xué)改革項(xiàng)目湘教通（2012）142號(hào)第[146項(xiàng)]和長(zhǎng)沙理工大學(xué)教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目（資助號(hào)：JG1216）

陳傳盛（1972-），男，江西樂安人，長(zhǎng)沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事碳納米功能材料的制備和應(yīng)用研究。