“大學生創新創業訓練計劃”與實驗教學的協同關系

鄒艷芳, 章立新, 高　明, 王治云

(上海理工大學 能源與動力工程學院, 上海　200093)

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“大學生創新創業訓練計劃”與實驗教學的協同關系

鄒艷芳, 章立新, 高明, 王治云

(上海理工大學 能源與動力工程學院, 上海200093)

“大學生創新創業訓練計劃”項目旨在推進高校本科教學質量改革,增強學生的創新創業能力。實驗教學作為本科教學和實踐教育中的重要組成部分,在作用上與“大學生創新創業訓練計劃”有相通之處,如何將兩者有機結合是值得深思的。介紹了兩者的現狀,并結合實際經驗分析了兩者的協同關系。

創新創業訓練計劃； 實驗教學； 協同關系

《教育部財政部關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的意見》(簡稱“意見”)中明確提出了著力創新人才培養模式,著力提高學生實踐創新能力的指導思想,而資助大學生開展創新創業訓練就是其中一項建設內容[1-2]。實驗教學是大學生實踐教育中的重要組成部分。實驗教學能豐富活躍學生的科學思想,培養學生對客觀世界的觀察能力和分析能力,在培養大學生創新能力過程中起著重要作用[3]。將“大學生創新創業訓練計劃”項目與實驗教學這兩者協同配合,符合“意見”中整合各類實驗實踐教學資源、建設開放共享的大學生實驗實踐教學平臺、支持在校大學生開展創新創業訓練、提高大學生解決實際問題的實踐能力和創新創業能力的建設目標。

1　“大學生創新創業訓練計劃”項目的現狀

“大學生創新創業訓練計劃”項目(簡稱“項目”)是教育部“兩個工程”(質量工程、本科教學工程)的重要建設內容[4-5]。“項目”遵循“興趣驅動、自主實踐、重在過程、追求實戰”的原則,強調自主性、協作性、探索性及實踐性[6],以培養學生的創新能力、創業意識和創業技能為基本內容,注重實踐,講究創新[7],能夠改變目前高等教育培養過程中實踐教學環節薄弱、動手能力不強的現狀,推廣研究性學習和個性化培養的教學方式,轉變教育思想觀念,形成創新教育氛圍[8]。

2013年國家批準北京大學等109所高校實施9 000個大學生創新創業訓練計劃項目,每個項目支持建設經費1萬元[9]。我校在2007年和2008年,先后獲批成為實施上海“大學生創新活動計劃”和教育部“大學生創新性實驗計劃”的高校。如今,學校已經擁有包括國家級大學生創新創業訓練計劃在內的國家、市、校、院“四級”大學生創新創業訓練體系。創新創業計劃的實施促進了創新創業項目與創新實驗、實踐教學的互動,教學質量和學生創新創業實踐能力有了明顯提高。近3年,在全國有較大影響力的科技創新競賽中,我校取得了30多項全國一等獎,如全國大學生數學建模競賽、全國大學生電子設計競賽、德國“紅點設計大獎”及全國大學生機械創新設計大賽等。

盡管這幾年“項目”蓬勃發展,有大量的申報項目,也取得了較好的效果,但依然存在一些問題。申報項目選題大致來源于生活、關注熱點、企業合作、依托競賽、項目延續、交叉學科以及導師推薦等。由于學生自身素質的限制,大部分都是由導師擬題、學生按照導師的想法來做,有些題目甚至是早已成熟或有了成果的,學生若不擺正態度,同時又缺乏較好的評審機制,“項目”也自然成了走過場；另外,有些學生不了解“項目”的意義,只是為了鍍鍍金,為簡歷上添一筆,這樣勢必發揮不了“項目”的真正作用。此外,申報項目大多來自于教師的科研項目,和實驗教學聯系在一起的很少,這樣也很難將實踐教育資源整合起來。

2　實驗教學的現狀

2007年國家大力加強實驗、實踐教學改革,重點建設500個左右實驗教學示范中心,推進高校實驗教學內容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學模式的改革與創新[10-11]。同時,提出要全面落實本科專業類教學質量國家標準對實踐教學的基本要求,加強實踐教學管理,提高實驗、實習、實踐和畢業設計質量[12],實驗教學越來越受到重視。然而,傳統的教學理念導致實驗教學處于被動位置而難以自成體系,實驗課程仍舊只是理論課程的輔助形式,沒有相應的實驗環境來承擔實踐和創新的任務。實驗教學中存在以下問題:

(1) 傳統的實驗教學內容比較單一,多以演示性、驗證性的實驗形式為主,缺少綜合性、設計性和創新性的實驗,學生學習的主動性和積極性受到限制,不利于學生發現問題和解決問題能力的培養；

(2) 傳統的實驗教學形式大多是教師教,學生聽,師生之間缺少必要的互動,實驗結果的評定側重學生平時課上的表現和實驗報告的完成情況,不利于教師了解學生的想法和掌握知識的真實情況,不利于教學方法的改革；

(3) 受傳統的實驗環境和組織方式的影響,實驗教學一般都是在固定的時間和專門的實驗室內進行,沒有給學生提供進一步探究和延伸的空間,盡管提出開放性實驗,可是實際落實有一定的難度；

(4) 實驗設備大都集成度高,靈活度有限,看不到實驗設備主體部分的具體結構,就以傳熱學實驗為例,一共8項實驗,大都是驗證性的實驗,實驗的操作性并不強,需要動手的地方也不多,存在“傻瓜化”的現象。

3　“項目”促進實驗教學,提高實驗教學質量

以能源與動力工程學院中的專業基礎實驗“傳熱學實驗”為例,基于現有實驗項目中的“穩態球體法測粒狀材料的導熱系數”和“液體導熱系數的測量”2個實驗,針對現有教學設備的缺陷和不足,依據新的實驗原理和方法,分別以“球體導熱儀測粒狀材料導熱系數方法和設備改進”和“一種液體導熱系數測定教學實驗臺的設計”為題，申請了大學生創新創業訓練計劃項目。在實施過程中發現,“項目”對實驗教學起著積極的促進作用,如圖1所示。

圖1　“項目”對實驗教學的促進作用框圖

“項目”由教師和學生一起參與,互相交流與探討,有效地避免了傳統課堂上教師和學生的分立性。一方面有助于提高教師的專業素養和業務能力,加強教師與學生之間的交流,幫助教師了解學生的想法和學習情況,有助于教學方法的改革,提高教學質量；另一方面學生在原有的實驗基礎上,親自參與實驗臺的設計和研制,能夠提高學生的積極性,充分發揮其主觀能動性,也能讓其鞏固已做過的實驗,并能通過應用新的理論,全面掌握所需的理論知識。在這個過程中,實驗教師和學生會用到傳熱學、動力工程測控技術、能源動力類計算機軟件實踐等理論與實踐,有助于學生對所學知識的融會貫通,并增加實驗教師本身對理論教學的了解,拉近理論教學和實驗教學之間的距離。

多樣化的實驗教學類型是創新性實驗教學多元化模式的重要組成部分,主要由綜合性實驗教學、設計性實驗教學、研究性實驗教學和創新性實驗教學等構成。創新性實驗教學著重訓練學生參加科技發明活動與科研課題研究,并將研究成果與實踐經驗用于促進實驗教學內容的革新和擴展。然而,受到實驗室管理、實驗硬件條件和資金方面等條件的限制,開放性實驗實施起來較難,本項目能夠作為創新性實驗和開放性實驗的一個起點和基礎,為更好地展開開放性實驗提供探索的思路。此外,要找到與實驗教學完全契合的教學儀器也比較困難,目前的實驗設備大都集成度高,靈活度有限,學生看不到實驗設備主體部分的具體結構,實驗的操作性并不強,需要動手的地方也不多,基于這樣的一個契機,自助研制、開發適合自己教學需要的實驗儀器,也是走自制實驗設備之路的一個起點。自制實驗設備是教學改革的重要內容,直接推動教學內容、教學體系及教學方法的改革。

4　實驗教學為“項目”提供選題來源,整合資源

學生在做實驗過程中發現問題,從而作為“項目”的選題來源,不僅能保證“項目”的可實施性,也能再次激發學生對實驗的興趣。

例如：“穩態球體法測粒狀材料的導熱系數”這個實驗是基于等厚度球狀壁的一維穩態導熱過程,特別適用于測量粒狀松散材料的導熱系數。在實驗教學中會發現,學生只能通過觀察、記錄溫度的實時變化之后,再通過計算出溫度變化率來近似判斷傳熱是否達到穩定,這種判斷方法不具備實時性,且不直觀,不利于學生的觀察。基于此,采用A級PT100熱電阻測出的各點溫度,通過溫度變送器與USB采集卡,以數字信號傳輸到電腦,并且通過Labview編程將實時溫度以圖表(T-t,溫度-時間)形式反映出來。操作者改變電加熱器的功率之后,只需透過程序窗口中的T-t表觀察溫度變化曲線的斜率,這樣的設置較之前的設備而言,相對簡易與直觀。在“液體導熱系數的測量”這個實驗的教學過程中,會發現我校實驗室液體導熱系數測量設備大多參考測量固體導熱系數的實驗方法,實驗原理與測量不良導體的穩態平板法的實驗原理基本相同。為限制對流對導熱系數測量的影響,被測液體的厚度一般要求在3 mm以下,因此,對盛裝樣品的容器的制作要求很高。實驗設備本身具有環境散熱量大、冷卻不及時、冷端溫度不穩定等缺點,使得實驗結果與理論值存在較大的誤差。同時,設備笨重不靈活,且盛裝被測液體的容器不易清洗。學生針對以上問題,基于通過圓柱的穩態導熱微分方程,設計了一套新的實驗裝置,采用靈活的拼裝設計,便于實驗裝置的維護與清洗。實驗裝置小巧易安裝和攜帶,也便于測量多種液體的導熱系數。

在這樣的探索過程中,學生通過搜集文獻資料、發現問題、分析問題、解決問題、全面應用所學理論知識等，能力得到提高；同時,“項目”的實施有較好的平臺,充分地利用了學校的教育資源,將學生、教師以及實驗室硬件設施等有效地整合,如圖2所示。

圖2　教育資源整合圖

5　結語

創新不被固有想法所束縛,然而創新也不是異想天開,仍需具備一定的客觀性。實驗教學為大學生創新創業訓練計劃項目提供了理論依據和實踐資源,大學生創新創業訓練計劃項目為實驗教學提供了改革良方,改變傳統的人才培養模式,探索并建立以問題和課題為核心的教學模式,調動學生的主動性、積極性和創造性,激發學生的創新思維和創新意識。這兩者緊密結合,互相滲透,協同配合,有利于整合實驗實踐教學資源,建立開放共享的大學生實驗實踐教學平臺。

References)

[1] 許德濤.大學生創新創業教育研究[D].濟南:山東大學,2013.

[2] 教育部,財政部.關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的意見:教高[2011]6號[Z].2011.

[3] 程敏熙,趙芝孟,顏巧瑩.簡論高等學校理論教學與實驗教學的關系[J].實驗技術與管理,2001,18(2):186-189.

[4] 于斌,顏賢斌.“大學生創新創業訓練計劃”項目管理探索與實踐[J].實驗技術與管理,2015,32(9):30-33.

[5] 教育部.關于做好“本科教學工程”國家級大學生創新創業訓練計劃實施工作的通知:教高函[2012]5號[Z].2012.

[6] 王瓊,盛德策,陳雪梅.項目驅動下的大學生創新創業教育[J].實驗技術與管理,2013,30(6):99-101.

[7] 李人杰,商萬軍.解析高校大學生創新創業教育的內涵和意義[J].科技創新導報,2010(9):245.

[8] 劉長宏,李曉輝,李剛,等.大學生創新創業訓練計劃項目的實踐與探索[J].實驗室研究與探索,2014,33(5):163-166.

[9] 教育部.關于批準實施“十二五”期間“高等學校本科教學質量與教學改革工程”2013年建設項目的通知:教高函[2013]2號[Z].2013.

[10] 王少剛.開放性實驗教學模式探索與實踐[J].高校實驗室工作研究,2010(3):71-74.

[11] 教育部,財政部.關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見:教高[2007]1號[Z].2007.

[12] 教育部，中國共產黨中央委員會宣傳部，財政部，等.關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見:教思政[2012]1號[Z].2012.

Synergic relationship between “Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Program” and experimental teaching

Zou Yanfang, Zhang Lixin, Gao Ming, Wang Zhiyun

(School of Energy and Power Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, China)

The “Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Program” aims at promoting the reform of university undergraduate teaching quality and enhancing students’ innovative ability. As an important part of undergraduate teaching and practical education,the experimental teaching has much in common with the program in function. It may be worth contemplating how to combine the both. The status of the two is introduced,and the synergic relationship is analyzed with practical experience.

innovation and entrepreneurship training program; experimental teaching; synergic relationship

10.16791/j.cnki.sjg.2016.09.045

2016-03-15

上海理工大學2016年度教師教學發展研究重點項目(CFTD160147Z)

鄒艷芳(1987—),女,湖北洪湖,碩士,助理實驗師,主要從事實驗教學工作.

E-mail：yanfang_zou@163.com

G642.0

A

1002-4956(2016)9-0172-03