以開放創新實驗輔助專業課實現育人目標的改革與實踐*

李 琛，王 巍，劉 兵，張希棟

（東北林業大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

培養創新型人才是“雙一流”建設的重點任務之一，本科教育質量提升是其最重要的支撐，這不僅是新時期高等教育人才培養的重要使命，更是中華民族偉大復興的時代要求。在“雙一流”建設背景下，如何激發學生積極主動地學習，使教學過程中的“教”與“學”協同作用，以實現培養創新型人才的目標，是每一位教育工作者需要認真思考的問題[1-4]。為此，需要充分發揮教師的主導作用，最大限度地發揮學生的主觀能動作用，以保證教與學同步發展，使教與學協同共進實現教學目標。

在高校專業課程教學過程中，通過師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發、相互補充，引入創新實驗與開放性實驗，可以使專業課程的教學與實踐緊密結合，教師與學生共同思考，探索創新方法，加強學生對基本理論的掌握，有效提高學生的實踐能力和創新能力[5-8]。

1 開放創新實驗項目的實施意義及內容

實驗教學是高校實踐性教學中的重要一環，對于培養學生的創新能力和實踐能力具有不可替代的作用。開設創新實驗是高校實驗教學改革中的一項重要舉措，也是培養創新型人才的有效方式[9-11]。本文以“運輸包裝技術”課程為例開展開放創新實驗研究。“運輸包裝技術”是一門理論與實踐并重的課程，在教學過程中不僅要重視學生理論知識的掌握，更要給學生提供實踐的機會和平臺，注重對學生實踐能力的培養，這樣才能有效提升教學效果，保證教學活動順利進行。該課程的教學大綱設置有4學時實驗，包括“緩沖包裝材料靜態緩沖系數測定”和“紙箱抗壓強度測試”2個實驗項目。2個實驗項目采取分組式，按照固定的實驗方法和實驗步驟完成項目測試，很多學生并沒有理解實驗的目的，也沒有真正掌握實驗的方法。為了更好地實現課程的培養目標，提升教學效果，培養學生的創新能力、分析問題和解決問題的能力，對該課程采取了開放式創新性實驗項目的實踐教學改革[12]。

2 開放創新實驗項目的實現過程

在開放創新實驗項目的實現過程中需要轉變傳統的教學觀念，改變教學方法，強調學生是主體、教師是主導，教師以培養學生的創新能力為核心，啟發和引導學生，使學生真正作為主體參與實驗項目全過程，獨立思考、主動實踐，進行知識和技術的應用，不斷提高自身的質疑力、觀察力、協同力和創造力等[13]，項目實現過程見第36頁圖1。采取專業基礎實驗、課程必修實驗和開放創新實驗3個層次層層遞進的模式，逐步提升學生的實踐能力和創新能力。

圖1 開放創新實驗項目實現過程

3 開放創新實驗項目管理

開放創新實驗項目實行個人申請制，由學生個人提出申請并提交具體實驗方案，由授課教師進行審核，授課教師審核通過后提交實驗教師審核，實驗教師審核通過后學生可上網預約實驗室。實驗開始前，實驗指導教師針對儀器設備的操作過程進行培訓，學生按照預定的實驗方案開展實驗，保存實驗數據，對實驗數據進行處理和分析形成實驗報告，提交至實驗教師和授課教師，實驗項目管理過程見圖2[14]。實驗項目完成過程中，授課教師和實驗教師為主導，學生為主體，以此鍛煉學生將理論與實踐相結合獨立分析問題的能力。

圖2 開放創新實驗項目管理過程

學生在學習和生活中發現問題，組建研究小組，提出假設，自主設計實驗方案，自主完成實驗，分析實驗數據，探索實驗結果，形成實驗結論。通過完整的開放創新實驗項目操作，提高學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題等實踐能力，培養學生的創新意識，提升其創新能力。開放創新實驗項目完成過程見圖3。

圖3 開放創新實驗項目完成過程

4 開放創新實驗項目研究內容

“運輸包裝技術”課程的開放創新實驗項目的研究內容限定為圍繞與充氣襯墊緩沖性能相關的實驗展開，學生利用實驗室的氣柱袋成型機可自制不同規格的充氣襯墊，自由組成實驗小組開展研究。本次嘗試中，學生設計的創新實驗項目非常豐富，主要包括：不同薄膜厚度對充氣襯墊緩沖性能的影響、不同氣室直徑和氣室長度對充氣襯墊緩沖性能的影響、不同氣室形狀的緩沖襯墊性能對比、不同充氣壓力氣墊的性能研究、不同溫度對襯墊緩沖性能的影響、不同充氣襯墊面積對緩沖性能的影響等。學生自主制定實驗方案，通過實驗測試獲得數據，尋找不同條件下充氣襯墊緩沖性能指標的變化規律，分析變化產生的內因，進而鞏固專業課程知識的學習。通過自主創新實驗項目的實施，學生不再僅僅是一個旁觀者，而是變成一個主體操作者。學生有了主人翁意識，積極性和創新能力在實驗中得到極大的釋放，從而使枯燥的專業理論知識學習變得生動有趣，有效提高了學生的創新能力和實踐能力，為今后開展科學研究或從事相關領域的工作積累經驗。

5 結束語

經過創新實驗項目的初步實施，學生的每一個創新想法都付諸實踐，學生成為創新實驗的主體，授課教師和實驗教師為學生保駕護航，審核研究的可行性與科學性，并保障學生和設備的安全。學生的創新想法值得鼓勵，許多創造性的意見值得采納，應該為他們創造條件積極探索。在實驗過程中，學生會遇到各種不同的問題，也許有些會導致實驗失敗，但這些經歷和嘗試為學生積累了經驗，使學生獲得了解決問題的新途徑，提高了學生的創新能力和實踐能力，為培養創新型人才提供保障，為學校的“雙一流”建設添磚加瓦。