高分子材料成型加工實驗面向學生實踐和創新能力培養的改革與探索

金 政，趙東宇，孫立國，姜憲凱

（黑龍江大學 化學化工與材料學院，黑龍江 哈爾濱 150080）

高分子材料成型加工實驗面向學生實踐和創新能力培養的改革與探索

金 政，趙東宇，孫立國，姜憲凱

（黑龍江大學 化學化工與材料學院，黑龍江 哈爾濱 150080）

實驗既是培養學生技能的課程，也是培養實踐能力的途徑。本文結合學生基礎知識和創新能力培養，對綜合性實驗、設計性實驗、研究性試驗及學生自我選課和自我評價對學生能力發展的影響進行了研究和探索。

高分子材料；成型加工實驗；教學改革

自從奧地利著名經濟學家約瑟夫·熊彼特提出創新理論以來，創新在社會進步和經濟發展中的作用被日益重視。尤其是進入科技信息時代以來，創新已成為世界各國經濟發展最強大的動力。隨著人們對創新的發展和認識，今天的創新不僅包括技術的創新、知識的創新，還包括制度創新和創新型人才的培養[1]。

一、創新人才的特征及培養創新人才的重要性

創新型人才，是指在系統地繼承前人理論的前提下能夠分析解決問題，并超越前人的研究成果，具有首創能力的人才。創新型人才一般具有以下特征：（1）具有淵博的知識底蘊和優秀的人文精神；（2）具有健康的心理和頑強的毅力；（3）具有強烈的富于探索精神和探究能力，或者有旺盛的求知欲和強烈的好奇心；（4）具有清晰和敏捷的邏輯思維能力和很強的判斷力；（5）具有很強的批判精神和批判性思維能力；（6）具有解決實際問題的能力和良好的團隊合作意識。創新，不僅僅是提出一種新的方法、新的思想，而且還要基于實際情況解決問題，具有實踐的創造性[2]。因此創新型人才既要基礎知識扎實，頭腦冷靜，能客觀準確地分析、判斷情況，在多種情況中選擇較優的行動方案，并付諸實施；又要求創新型人才具有強烈的開拓精神，勇于競爭，具有為實現創新理想而獻身的精神。

中國的社會主義事業，不僅需要現代化的科學、技術來推動，更需要相應的創新型人才來支撐。要造就杰出的科學家、思想家、發明家和企業家，更離不開創新型人才的培養。而高等學校在創新教育實施與創新人才的培養中，承擔著重要的責任，它是我國創新體系的主要構成部分。高等學校創新人才培養模式是創新人才培養的核心，是在一定的教學組織管理下實施的，包括培養目標、專業結構、課程體系、教學制度、教學模式和日常教學管理，正確的創新人才培養模式是培養創新人才的必要條件[3]。

二、改革高分子材料成型加工實驗的重要性

高分子材料作為當前生產生活的重要組成材料，正在與生物、醫學、信息、能源、環境等新興學科交叉發展，在高新技術和國防領域和國民經濟中占有十分重要的地位。在當前世界經濟一體化的環境下，我國高分子材料工業的生產、加工和研發能力落后于國外先進國家，而高素質的專業人才的培養攸關重要[4]。高分子材料與工程專業教育無論在“質”和“量”上都迫切需要發生大的變革與發展，能否培養出一批綜合素質、創新能力、專業基礎知識和社會需求適應性強的不同層次的科學研究和工程技術人員，是關系到我國高分子材料領域在將來的國際經濟技術競爭中能否處于戰略領先地位的重要問題，其核心就是人才培養和競爭。高分子材料成型加工實驗課是高分子材料與工程專業學生在完成高分子化學、高分子物理、高分子材料研究方法、高分子材料成型加工基礎、塑料成型機械等專業課程的學習后，所開設的實驗課程。與其理論教學相比，具有直觀性、實踐性、綜合性、設計性與創新性等特點，對培養學生的應用能力和創新能力起著至關重要的作用[3]。當前的教學改革，關鍵就是如何制定合理的實驗方法和教學手段，以便及時順應當前科技發展、社會需求和產業進步的需要，培養學生的實踐能力和科技創新能力，便于學生及時掌握最新的科研和生產動態，滿足我國相關領域對人才培養的需求。

三、“高分子成型加工實驗”課程的教學改革探索

1.探討綜合性實驗對培養學生成為具有創新能力的復合型人才的作用。綜合性實驗不應僅局限于實驗內容的綜合，還應包括實驗內容、實驗方法、實驗手段的綜合。因此，我們可以把綜合性實驗理解為實驗內容涉及相關的綜合知識或運用綜合的實驗方法、實驗手段，對學生的知識、能力、素質形成綜合的學習與培養的實驗。綜合性實驗的特征應體現在：實驗內容的復合性、實驗方法的多元性，實驗手段的多樣性，人才培養的綜合性[5]。

在綜合性實驗培養過程中，我們通過引導學生的興趣促使他們自己去發現問題、解決問題；在試驗期間舉行的討論培養學生的自信心、進取心和鍥而不舍的毅力；總結資料的過程中培養學生獨立思考的精神和判斷批判的思維能力；在解決問題過程中培養學生將多種知識進行綜合，并將理論和實踐進行融合；通過運用各種實驗手段、設備條件和分析方法，特別是現代化信息技術手段獲取新知識的能力，使學生能夠逐步掌握如何通過實踐和創新手段把所學過的理論知識轉化為創造能力和經濟財富。

2.研究設計性實驗對學生能力的培養，尤其是對學生驗證理論的能力和用所學理論解決問題的能力的培養。加強教學實踐環節，創造更多的師生交流互動空間以提供更多學生自我動手、動腦的機會，從而激發學生獨立思考的精神和自我創新的意識，營造追求真理的氛圍，培育學生探究發現能力，使學生身上的創造性品質和創新性潛能得到充分發揮。

（1）學生基礎知識準備。學生在研究新的實驗項目前，必須具備完成相應項目任務所需要的知識技能和能力，學生要學會如何準備相應的知識。首先，指導教師要了解學生的原有基礎，一旦發現缺乏，要及時進行補救性教學，進行集體或個別輔導，或推薦相應書籍等，指導學生完成基礎知識的準備。

（2）科研所需的信息資料的準備。信息資料可以由教師提供，也可以由師生共同搜集準備，最好由教師提出研究方向，并指導學生逐步獨立完成相應材料的搜集整理工作。

（3）歸納、總結查閱到的相關資料，指導學生學習工作計劃的準備工作，并對研究工作提出相關的問題。

（4）解決研究工作中可能出現的問題解決措施的準備。

（5）進行項目分組。根據科研任務的難易決定如何分組，可將學生按照特長和愛好分成3～5人的項目工作小組，協調學生共同完成相應的實驗工作，并做好實驗記錄工作。

（6）定期組織學生開討論會，討論試驗進度和試驗過程中出現的問題和解決辦法，并指導學生在試驗后完成試驗數據的整理、歸納和總結工作。

通過上述工作的完成，我們發現參與設計性實驗的同學驗證理論的能力和用所學理論解決問題的能力得到了很大的加強，解決新情況和新問題的能力也明顯增加。解決問題的能力是從各種社會工作能力中抽象出來，具有普適性并能夠遷移的一種核心能力。它是指能夠在具體問題中能準確地把握關鍵，利用現有條件和資源，提出相應解決方案，并通過方案實施、調整和改進最終解決問題的能力。設計性實驗不僅培養了學生解決問題的能力，同時也開發和引導了學生的參與意識和合作能力，引導學生以互相平等的方式與不同的人合作尋求解決問題的方法，從而提高了學生從事各種職業活動都需要的一種基本能力，包括學生解決在工作和生活中問題的能力。

3.分析研究性試驗對培養學生的興趣，擴大學生的知識面，提高學生的科學素質的作用。美國認知主義心理學家杜魯納提出的“發現”學習法，就是主張學生通過創造性的自學用自己的頭腦獲得知識。因此，沒有自學能力只能被動地接受知識。發現學習法的重要特點就是強調學生的主體性，因此教師在教學中應該體現這樣的科學化教學原則。

學生在參與研究性試驗過程中，在教師的指導下獨立地搜集資料、整理資料、制定計劃、發現問題和解決問題，正符合“發現”學習法，屬于學生創造性的自學，在這個過程中高度激發了學生的學習興趣，培養了自學能力。

科學素質是指人擁有科學精神，樹立科學思想，掌握必要的科學技術，并具有獨立處理實際問題的能力。隨著科技發展、社會需要，個人的科學素質越來越重要。前不久，進行的一項國民科學素質調查表明，我國國民的科學素質在參與調查的三十多個發達和發展中國家中排名靠后[6]。建國以來，我國教育普及程度不斷提高，大學生培養規模不斷擴大，但學生的科學素質卻沒有得到應有的提高。因此，如何更有效地提高學生的科學素質是亟待解決的問題。學生在參與分析研究性試驗過程中，能夠樹立科學意識、掌握科學方法并培養優良的科學精神，這對培養學生科學素質具有重要的實踐意義。

4.學生自主選擇課程和自我評價對培養學生創新精神的作用。現在，學生普遍存在以下問題：對自身的關注多建立在與他人的比較上或者過多在意他人對自己的評價上，而不是從對自身的正確認識及分析基礎之上來總結；過多關注結果而不是發展的積累與過程，因此缺乏對自身素質正確的自我評價。自我評價是剖析自我的有效途徑，通過自我評價可以確立自我價值感和自我成就感，并達到自我發展的目的。因此，自我評價可以塑造學生的人格與品性，提高責任感與義務感，從而掌握相關的知識和技能，具備勝任崗位要求的工作本領和品質，有獨立分析和解決問題的能力[7]。

選題分析和研究過程中分組科研討論過程，使學生認識到要對自我的狀態有一個正確的認識和評價，尤其是共同討論和分析出現的問題和解決問題的方法，使學生認識到如果對自我沒有一個正確的評估，發展模式就會偏離自己的興趣和特長，不能有效地揚長避短。每個人都有自己的長處，如何發展自己的興趣和長處才是個人迅速發展的關鍵。在試驗合作的過程中，學生認識到要正確對待自己的成功與挫折，也給予他人一定的寬容和理解。最后，試驗的設計和總結，使學生認識到發展就是要根據自身和外部條件，有意識地對自己進行設計和塑造。自我的發展不是一朝一夕的事情，而要伴隨整個一生，如果不進行有效地設計，就會使人不能在一種領域或一個方面走得深入，因此也很難獲得成功。

[1]李敬湘.創新型人才的培養與高校教學改革[J].廣西大學學報（哲學社會科學版），2000，（S1）.

[2]趙文化.用“OTPAE五步訓練法”提高學生解決問題能力的實踐研究[D].上海師范大學，2012.

[3]余飛.深入挖掘大學物理課程資源提高學生科學素質[J].科技信息，2012，（20）.

[4]趙長生，顧宜.高分子材料與工程專業發展與現狀[J].塑料工業，2008，（1）.

[5]蔡珍貴，劉曉艷，文大為，周紅英.加強實踐教學，培養創新人才的思考[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2011，（3）.

[6]高新，靳國慶.強化大學生的創新精神和實踐能力培養[J].理論與實踐，1999，（3）.

[7]李彬.自我評價與大學生發展[J].江蘇高教，2004，（4）.

G642.0

A

1674-9324（2014）28-0037-02

本文系2013年黑龍江大學新世紀高等教育教學改革工程項目“在聚合物成型加工教學中培養創新型工程科技人才的探討與實踐”的研究成果，項目編號：2013C25。

金政（1971-），男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江大學化學化工與材料學院，副教授。