基于專業(yè)課程教學的大學生實踐創(chuàng)新教育探究

梁德偉 胡磊 梁升 胡恩柱 胡坤宏

合肥學院能源材料與化工學院 安徽合肥 230601

創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是提高我國國際競爭力和綜合國力的迫切需求。《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》中指出：“高校要切實加強學生實踐能力，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，對實踐教學與人才培養(yǎng)模式進行改革。”實踐創(chuàng)新能力是指運用所學知識開展實驗及實踐活動時展現(xiàn)出來的思考能力、動手能力以及開創(chuàng)性探索未知的創(chuàng)新能力。隨著經濟、科技的迅猛發(fā)展以及社會需求的轉變，社會對工科大學生的實踐創(chuàng)新能力也提出了更高、更新的要求。由此，高校積極響應新興科技、新興經濟、新興產業(yè)、新興行業(yè)、新興業(yè)態(tài)、新興市場發(fā)展的新需求，不斷加強工科大學生實踐創(chuàng)新教育，對于培養(yǎng)適合新時代需要的高素質應用型人才具有重要的現(xiàn)實意義。

1 現(xiàn)行大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式存在的問題

地方應用型高校是指高校以應用型為辦學定位，要求各專業(yè)緊密結合地方特色，構建滿足和適應地方經濟與社會發(fā)展需求的新的學科建設，更新教學內容和教學方法，注重培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有較強的適應社會能力和競爭能力的高素質應用型創(chuàng)新人才。雖然現(xiàn)在地方應用型高校都在進行創(chuàng)新教學工作，但是絕大多數(shù)高校教師還是采用傳統(tǒng)方法進行教學，造成學生的實踐能力較弱，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不強，這些方法已經不符合現(xiàn)代人才培養(yǎng)的要求。

課堂教學還需不斷地探索新的教學模式和教學方法，激發(fā)學生學習的興趣和自主性，同時培養(yǎng)學生的理論與實踐相結合的能力，引導學生去分析問題、解決問題，從而有效地促進學生的創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)的提高。我們知道，材料是所有科技進步的先導與基石，材料類專業(yè)課程一直是新工科工程教育改革的主陣地之一，旨在提升學生理論學習能力的同時，加強學生的實踐動手能力，并激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，從而使學生今后成為具備自主思考、分析、解決復雜工程問題的優(yōu)秀創(chuàng)新型工程技術人才。以材料類專業(yè)“材料科學基礎”課程為例，材料的組成與結構—性能—合成與制備—應用“四面體”關系是該課程最核心的知識體系內容；然而傳統(tǒng)的教學方法側重于材料組成與結構的理論知識講授，對于其他三部分內容(合成與制備過程、性能、應用)只是簡單地課本介紹，沒有相應的實踐創(chuàng)新活動跟進，因而學生對于這門課還是停留在抽象的理論概率學習中，難以獲得直觀、深入的切身體會，不利于對工科大學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。因此，如何改革傳統(tǒng)的課堂教學體系，實現(xiàn)大學生學習主動性和積極性的調動以及理論學習能力與實踐創(chuàng)新能力的協(xié)調發(fā)展，是當前高校教育教學改革的重要研究方向。

2 基于專業(yè)課程教學的大學生實踐創(chuàng)新教育的實施策略

2.1 改革課堂教學內容與課程考核評價制度

2.1.1 課堂教學內容改革

同樣以“材料科學基礎”為例，該門課程具有概念性極強、知識點多、內容繁雜、抽象難記的特點，加上不少學生的學習主動性較差，單純依靠課堂聽講，理解和掌握有一定的難度。另外，當下材料科學的發(fā)展迅速，新材料、新性能不斷出現(xiàn)，而這些新材料、新性能大多是建立在材料科學的基礎上。因此，如何把材料科學領域的前沿成果和課堂知識聯(lián)系起來，也是一個亟待解決的問題。為此，課堂中除了傳統(tǒng)的知識點講授之外，還應該適當引入相關的前沿科技，比如在講授理論性較強的晶體點缺陷章節(jié)時，我們可以將科研中點缺陷改性材料性能的文獻成果帶入課堂，讓學生們了解這些知識點的實際應用；在講授到新材料研發(fā)的時候，可以播放一些新能源、光刻機等方面的產業(yè)動向和行業(yè)高水平會議，讓學生們了解當前國家重點攻關的卡脖子關鍵問題，并將其與課本知識關聯(lián)起來。

2.1.2 課程考核方式改革

課程考試或考核的目的主要是檢驗教與學的效果，促進教學內容的完善和教學方法的改進，從而提高素質教育和人才培養(yǎng)的質量。以往的教育教學過程過于注重課本中知識點的考核，難以實現(xiàn)對創(chuàng)新實踐教育的考核。為了扭轉這種現(xiàn)象，有必要對考試內容和形式進行改革。

合肥學院近年來對考試評價方式做出改革，嘗試“N+2”的過程考核改革。所謂的“N+2”考核辦法中的“N”是指教學過程中的考核次數(shù)，由3～5個內容組成，可以是市場調研、文獻調研PPT匯報、產品設計、工程實訓或者工程參觀體會；其中的“2”代表平時出勤和課堂筆記。在總成績中，期末考試成績只占50%，過程考核“N”成績占40%，平時出勤和課堂筆記成績總和占10%。這種考核模式打破了以往期末考試的評價方式，引導他們由過去記憶型學習向主動性思考、研究、創(chuàng)新型學習轉變。

2.2 充分發(fā)揮各實踐教學環(huán)節(jié)的作用

除了課堂上的理論教學，實踐教學也是培養(yǎng)應用型人才不可或缺的一部分。對于“材料科學基礎”課程來說，除了以上提到的課堂教學以及傳統(tǒng)的知識點基礎實驗外，還配套一些與時俱進的“材料科學基礎實踐與創(chuàng)新”課程，內容可以設置為課堂理論教學外的市場調研、工程研究中心實訓和工廠實習(見下圖)，從而達到理論與創(chuàng)新實踐相結合，實現(xiàn)培養(yǎng)和提高工科大學生實踐創(chuàng)新能力的目的。

“材料科學基礎實踐與創(chuàng)新”課程體系圖

2.2.1 市場調研

“材料科學基礎”中涉及的材料主要有金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料，在進行市場調研實踐教學過程中，可以選擇某一類材料的市場調研活動，比如，對于金屬材料鋼來說，其種類豐富，組成、結構、工藝、性能以及產品形式也不盡相同；在實際教學過程中，可以對學生進行分組，每組團隊協(xié)同完成某一金屬產品的市場調研活動，途徑可以是網絡，也可以是超市、建材市場中的產品實物調研，考核方式為提交一份關于該金屬產品的公司品牌、市場占比、成本、售價、材料組成、結構、工藝、性能等方面調研報告或者PPT等。

2.2.2 工程研究中心實訓

培養(yǎng)學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力最直接有效的方法就是將科研教學融為一體，利用高端科研平臺優(yōu)勢和科研活動所具有的獨特知識體驗功能反哺教學活動，從而提高人才培養(yǎng)質量。工程研究中心是國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，是根據(jù)建設創(chuàng)新型國家和產業(yè)結構優(yōu)化升級的重大戰(zhàn)略需求，以提高自主創(chuàng)新能力，增強產業(yè)核心競爭能力和發(fā)展后勁為目標，組織具有較強研究開發(fā)和綜合實力的高校、科研機構和企業(yè)等建設的研究開發(fā)實體。

以工程研究中心為基礎，開展實踐教學具有綜合性和先進性兩大優(yōu)勢。以筆者所在的合肥學院新能源材料與系統(tǒng)研發(fā)中心為例，綜合性體現(xiàn)在中心建設內容集中于鋰離子電池電極材料的合成、表征，以及鋰離子電池的組裝和評價等領域，可實現(xiàn)能源化工相關專業(yè)在同一平臺進行完整流程的鋰離子電池實踐教學。先進性體現(xiàn)在擁有的X射線衍射儀、電化學工作站、比表面積測試儀以及一整套電池組裝和評價等儀器設備都是國際高端技術產品，已經達到國際上先進實驗室的試驗儀器裝備水平，為學生的工程實踐和創(chuàng)新實驗提供了有力的硬件保障。

合肥學院作為國家首批實施“卓越計劃”的地方普通高校之一，經過多年探索，結合學校“地方性、應用型、國際化”的辦學定位，近年來打造了多個高水平工程研究中心，除了上述新能源材料與系統(tǒng)研發(fā)中心之外，還打造了包括城市固廢處理與資源化利用安徽省工程技術研究中心、安徽省現(xiàn)代電子控制與檢測應用技術協(xié)同創(chuàng)新中心、先進功能納米助劑研發(fā)中心、西偉德建筑及材料研發(fā)中心等多個省、市、校級工程中心。通過發(fā)揮高水平科研平臺優(yōu)勢，將豐富的科研資源有效地轉化為優(yōu)質實踐教學資源，可以為學生實踐創(chuàng)新的設計和完成提供有力的硬件保障。學生參與創(chuàng)新平臺實踐活動時，可以根據(jù)不同的興趣愛好選擇不同方向的導師開展相應的課題研究，教師積極組織學生參加各種材料類實驗技能競賽以及國家級、省部級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗項目，或者是參與到教師自己的科研項目中，引導學生把學到的專業(yè)理論知識加以創(chuàng)新，并應用到研究過程中來解決實際問題，從而進一步提高工科大學生實踐創(chuàng)新能力的目的。

2.2.3 工廠實習

工廠是產品擴大生產的場所，是材料創(chuàng)新、產品更迭的重要支撐，是檢驗前沿科研成果能否順利轉化的重要環(huán)節(jié)；工廠中的新工藝、新技術對于“材料科學基礎”課程體系來說至關重要，是其四面體知識點內容的進一步深化。帶領學生切身參與材料產品的生產過程，對于培養(yǎng)工科大學生實踐創(chuàng)新能力具有重要價值。只有了解現(xiàn)階段材料的生產工藝之后，才能將前沿材料生產工藝與傳統(tǒng)材料生產工藝相融會貫通，才能更好地實現(xiàn)材料產品的更新?lián)Q代。目前，我校能源材料與化工學院已經與國軒高科、諾泰生物科技等地方材料類企業(yè)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作共建實踐教學基地，這將進一步推進學校辦學模式、人才培養(yǎng)模式的改革，同時也增強了學校服務地方經濟建設的能力。

通過以上實踐課程教學活動設計，使學生普遍具有良好的綜合工程實踐與創(chuàng)新能力，為學生直接就業(yè)或進一步深造奠定基礎。

3 構建實踐創(chuàng)新教育實施的保障機制

3.1 打造一流師資隊伍

教師是人才培養(yǎng)的基礎，然而目前大多數(shù)高校教師是從學校畢業(yè)后直接來到學校任教，很少具有實踐經驗，加上高校的師生比嚴重失衡，教師忙于課堂教學，沒有充足的時間來提高自己的實踐創(chuàng)新能力。教師自身缺少實踐的機會，也就無法在教學中培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，因此為了保證“培養(yǎng)和提高工科大學生的實踐創(chuàng)新能力”在高校的成功實施，有必須建設一支具有企業(yè)工作經歷的高水平專、兼職教師隊伍，這樣才能解決高校講授的理論知識與企業(yè)所用的新技術、新工藝之間的脫節(jié)問題，同時擴大學生的知識面，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

3.2 推進校企合作共建一流課程

企業(yè)掌握著先進的技術裝備和生產工藝，具有真實的工程實踐條件和環(huán)境，工程技術人才的培養(yǎng)如果沒有企業(yè)的參與，就難以滿足產業(yè)界對人才的要求；作為應用型本科高校，應嘗試推進企業(yè)與學校之間合作共建一流課程，推動產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新技術、新知識進課堂、進課程、進實踐教學、進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，從而實現(xiàn)大學生知識學習能力和實踐創(chuàng)新能力的協(xié)同發(fā)展。

結語

科學與技術的發(fā)展及社會需求的轉變使得專業(yè)課程的教學不再簡簡單單是基本概念、原理和規(guī)則的簡單傳達，而是由理論知識傳授與實踐創(chuàng)新技能培養(yǎng)相互滲透所形成的完整教育系統(tǒng)。本文基于現(xiàn)行大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式中存在的問題，通過改革課堂教學內容和課程考核評價制度，以及構建市場調研、工程實訓和工廠實習實踐創(chuàng)新教育體系的方式對教學環(huán)節(jié)進行總結和探究，提高學生學習的主動性和積極性，強化學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時通過高水平教師隊伍建設和企業(yè)參與高校共建一流課程的方式，構建實踐創(chuàng)新教育實施的保障機制，為培養(yǎng)和提高工科大學生的實踐創(chuàng)新能力奠定基礎。