基于開放性實驗與大學生創(chuàng)新計劃的創(chuàng)新人才培養(yǎng)

胡錦濤總書記在全國科技大會講話時強調^[1]:“培養(yǎng)造就富有創(chuàng)新精神的人才隊伍，是建設創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略舉措”。在科學技術日新月異的今天，無論是知識的創(chuàng)造者，還是知識的運用者，都需要創(chuàng)新。創(chuàng)新是靈魂、是生命、是我國立足世界強國之林的必然要求。高校作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的搖籃，理所當然應轉變教育思想觀念，因時制宜，力推教學模式改革，挑起全面提升大學生實踐與創(chuàng)新能力大任。本文著墨兩者在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)作用的比較研究，旨在結合各自優(yōu)勢探索行之有效的培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力人才之路。

1 開放性實驗教學與大學生創(chuàng)新計劃項目在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的比較

開放性實驗教學是指高校對在校大學生開放實驗室，讓其自主選擇實驗項目，設計實驗方案，在教師的指導下完成實驗過程，獲得實驗技能、知識，達到實驗目的的一種實驗教學形式^[3]，是各高校早期開展至今較為認可的培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力的一種教學模式。目前大多數(shù)高校已經(jīng)有了國家、省、校、院級項目，成立了相應的管理機構，制訂了相應的管理制度，實施效果也得到了一定程度的認可。因此，有必要進行總結與分析。

1.1 項目的性質、目標與實施過程

開放性實驗是各高校根據(jù)各專業(yè)的特點自主開設的實踐教學項目，其目的是為了通過培養(yǎng)學生的實驗操作技能、對有關實驗現(xiàn)象的觀察、分析與總結能力，進而達到培養(yǎng)其學習、實踐及創(chuàng)新能力，它與專業(yè)相關度較大。而大學生創(chuàng)新計劃項目具有課題性質^[4]，大部分是學生根據(jù)自己的興趣、愛好自主設計的，少量來自教師的科研課題，其目的是使學生在本科階段就得到創(chuàng)新性科學研究的鍛煉，培養(yǎng)科研的能力和創(chuàng)新能力，顯然它比開放性實驗的培養(yǎng)目標更高。

開放性實驗是各學院的自主行為，是學院事先篩選并確定實驗項目、編寫大綱與實驗指導書，通過一定的途徑公開后由學生根據(jù)興趣選擇，然后約定時間在課外自主完成。開放性實驗大多是一個獨立的實驗單元，有實驗指導書，且一般在較短的時間內能完成;而大學生創(chuàng)新計劃項目大多是學生自擬課題，一旦獲準立項，學生在老師指導下自主安排時間，按照自己事先設計的研究方案一步一步完成。項目一般包括多個實驗，也不可能在短期內完成，因此實施過程更加復雜而漫長。

1.2 激發(fā)學生的積極性與主動性^[5]

開放性實驗教學中，從實驗項目的選擇到實驗環(huán)節(jié)的設計，再到實驗的操作，以及是否做、什么時候做、怎樣做都由學生自己決定，符合學生興趣要求。“興趣是最好的老師”，一旦學生做出選擇，他必然積極投入實驗，充分發(fā)揮其積極性、創(chuàng)造力和想象力，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)和解決問題，部分優(yōu)秀大學生甚至還可以從中發(fā)現(xiàn)一些新現(xiàn)象、新規(guī)律，從而進一步激發(fā)學生的學習興趣。

大學生創(chuàng)新計劃項目則是學生根據(jù)自己的興趣和特長自擬課題，或在學校公布的相關課題目錄中選擇自己感興趣的研究課題。在參加項目后，項目組學生會帶著問題去學習和思考，在思想上解決了學生在理論課程學習時經(jīng)常提出的“學習這門課程有什么用”的問題;在項目申報過程中，他們會查閱國內外最新的文獻資料，接觸到該領域的最新研究動態(tài)，拓寬了視野和知識面，從而增加了對學科的了解和研究興趣;在研究過程中，學生通過觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗結果會不斷地發(fā)現(xiàn)和解決問題，通過體會創(chuàng)新性工作的樂趣和取得成功的成就感而進一步激發(fā)其學習知識與研究問題的興趣。有些高校甚至將大學生創(chuàng)新實驗項目作為典型案例引入課堂，以創(chuàng)新小組的學生為骨干對項目研究情況進行課堂討論，使學生更加明確理論教學所學知識如何應用，極大地激發(fā)了學生學習的積極性。

1.3 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與綜合素質

開放性實驗是將傳統(tǒng)以教師為主的實驗教學方式轉變?yōu)橐詫W生為主體、教師提供服務的實驗方式，實驗方案的設計和實驗過程的完成，對學生的知識運用能力、觀察分析能力都提出了較高要求。學生只有掌握必要的實驗技能、具備對實驗過程對錯與否的判斷能力、具備對實驗結果的分析能力，才能順利完成實驗，也正是經(jīng)歷這一系列的過程后，學生的知識運用能力與創(chuàng)新能力得以培養(yǎng)和提高。但前已述及，開放性實驗終究只是一個獨立實驗，它所涉及的知識范圍相對有限。

創(chuàng)新人才培養(yǎng)就是指具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的人才教育[5]。大學生創(chuàng)新計劃具有科研課題性質，需要招標，項目的申報書首先必須具有創(chuàng)新內容，否則就不可能在眾多的申報項目中脫穎而出;項目的組織形式是學生自愿，也就是說必須是要有共同的興趣與愛好，同時，具有良好的創(chuàng)新精神的人才能成為團隊成員，否則就會半途而廢。在項目實施過程中，問題的提出與解決，書本上沒有現(xiàn)成的答案，所涉及的知識也相對廣泛，只能依靠項目組同學在現(xiàn)有的知識能力基礎上不斷進行學習與討論，不斷地經(jīng)過分析與判斷，不斷地進行比較與創(chuàng)新，才能夠克服困難、攻克難關。在這一過程中，對每個學生的思維與行動、耐心與斗志、智慧與創(chuàng)造都是極大的考驗。誰堅持下來，誰就能通過參與項目收獲極大的創(chuàng)新能力與綜合素質的提高。

1.4 體現(xiàn)“以人為本”教學理念

學生學習能力和知識運用能力的差異，必然導致完成實驗的速度和質量不同。開放性實驗教學能夠實現(xiàn)學習成績優(yōu)異的學生有條件多做一些設計性或綜合性實驗，廣開思路;而能力差的學生可以選擇層次較低的驗證性實驗，較高層次的設計性實驗也可以通過多次反復，保證其有足夠的時間完成實驗，這樣就可以使不同程度的學生得到不同的鍛煉與提高^[6]。在這一過程中，學生不再整班整組地按規(guī)定的課表做實驗，而是改變了對老師的依賴，實驗內容、實現(xiàn)時間自主安排，自我管理。

大學生創(chuàng)新計劃項目的實施，是使學生由被動式學習變?yōu)橹鲃訉W習，讓學生真正成為學習的主體，從而體現(xiàn)“以人為本”的教育思想。而要實現(xiàn)“以人為本”教育的另一個重要方面就是要注重發(fā)揮學生的潛能，承認差異、尊重個性、發(fā)展個性、并促進個性全面和諧發(fā)展。發(fā)展個性是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的必要條件，創(chuàng)新性必然要體現(xiàn)個性，否則不足以構成創(chuàng)新^[5]。大學生創(chuàng)新計劃是使部分學生通過參與項目，充分利用其學習余力來發(fā)展其個性思維的一種方式。因此，有助于實現(xiàn)“以人為本”的教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

1.5 提高現(xiàn)有教學資源的使用效率^[7]

開放性實驗教學打破了學院與學院、專業(yè)與專業(yè)、班級與班級之間的界限，只要學生愿意，就可以預約，只要設備空閑，學生就可以進行實驗;大學生創(chuàng)新計劃項目更是如此，甚至還必須聯(lián)合不同專業(yè)的學生參與才能完成。因此，兩者均能實現(xiàn)全校性設備資源共享，大幅提高現(xiàn)有教學資源的使用效率。但是總體說來，相比開放性實驗，大學生創(chuàng)新計劃項目由于內容的復雜性使用儀器設備的量更多面更廣。

1.6 實施效果評價

開放性實驗的實施效果評價主要依據(jù)相關的管理制度與實驗完成情況，相對比較簡單且標準統(tǒng)一;而大學生創(chuàng)新計劃項目主要依據(jù)項目任務書的研究內容、預期成果等進行評價，每個項目的內容、難度、要求各不相同，因此，評價過程更加復雜而靈活。此外，開放性實驗對學生的實驗能力進行評價時，重視實驗過程與結果，但更加注重過程評價，它涵蓋學生實驗開始至本次實驗結束的全過程，實驗成績是由指導老師給出^[8]。而大學生創(chuàng)新計劃的實施效果評價，需要提供結題報告與計劃任務書，要得到相關教師組成的專家組認可才能通過，因此要求更高。

1.7 指導教師的積極性

參與大學生創(chuàng)新計劃的指導教師比開放性實驗指導教師工作積極性要高。原因在于，開放性實驗是學生自主實驗，沒有固定時間，大多是預約在非正常上課時間完成，而不少高校對指導教師并沒有單獨的工作量計算，他們大多為義務教學。沒有給予相應待遇，實驗指導教師自然就沒有工作積極性可言。同樣，由于大學生創(chuàng)新計劃項目也是以學生為主，項目經(jīng)費全由學生使用，指導老師只有簽字權和監(jiān)控權，沒有使用權。然而，通常情況下該類項目需要指導老師從項目撰寫、實驗設計與實施、結果的整理與分析、結題等對學生進行全過程指導，而不少學校或學院并沒有給予合理的指導工作量，因此，指導教師積極性也不夠，常常會出現(xiàn)學生找不到合適的指導教師的現(xiàn)象。當然，這不包括有些高校部分大學生創(chuàng)新計劃項目是教師的科研項目或青年教師的探索性課題。

2 開放性實驗教學與大學生創(chuàng)新計劃項目兩者結合的設想

從上面的比較與分析中可以看出，大學生創(chuàng)新計劃與開放性實驗各有優(yōu)勢。為了做到揚長避短，我院專門成立了由教學主管、學生工作主管、實驗室主管、青年教師和實驗指導教師組成的課題組，在全面總結近年來我院現(xiàn)有國家、省、校各級大學生創(chuàng)新計劃項目的組織和實施過程中的經(jīng)驗、充分分析其不足的基礎上，一致認為:將大學生創(chuàng)新計劃項目和開放性實驗教學模式結合起來，可以到達更好的創(chuàng)新實踐能力教學效果。即將現(xiàn)有各級大學生創(chuàng)新計劃項目根據(jù)其難易程度和實施效果進行全面評估后，確定部分項目以開放性實驗形式開出，并根據(jù)需要每年進行更新，建立具有滾動性質的各專業(yè)開放性試驗項目庫，從而提高開放性實驗項目的創(chuàng)新性，最大限度調動學生學習的積極性、主動性和指導老師的參與積極性，緩解實驗經(jīng)費不足。具體做法是首先在試驗條件較好、大學生創(chuàng)新計劃項目較多的專業(yè)進行試點，待條件成熟時向全院甚至全校各專業(yè)進行推廣。

3 大學生創(chuàng)新計劃“開放性實驗”化的有益效果

長沙理工大學汽車與機械工程學院近三年以來，共立項國家級大學生創(chuàng)新計劃項目11項、省級6項、校級22項，加上學校配套經(jīng)費總額達42.4萬元。學院共有在校全日制學生1688人，因此，大學生創(chuàng)新計劃項目平均參與率僅8.9%。為了擴大學生參與面，我們選擇了“材料成型及控制工程”專業(yè)進行試點，其學生項目數(shù)達9項，參與比例為14.2%。通過評估，我們決定從中選擇3個與本專業(yè)密切相關的項目以開放實驗的形式開出。之后，項目組成員在班上將項目情況進行詳細介紹。與此同時，學生輔導員、班主任進行廣泛宣傳。目前為止，本專業(yè)學生共申報發(fā)明專利兩項(其中授權1項)、實用新型1項，取得國家級挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術科技作品競賽三等獎1項、省級一等獎1項、二等省級節(jié)能減排獎1項，發(fā)表論文7篇。具體實施效果表現(xiàn)在:

(1)更大范圍內培養(yǎng)了大學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。07級56名學生中，只有兩名同學因病沒有參加，參與率達96.4%，實施效果良好。

(2)“開放性實驗”項目創(chuàng)新性得以提升，并能保證項目庫的更新。這是由于大學性創(chuàng)新計劃項目本身需要具有一定的創(chuàng)新性;同時，項目的滾動更新，也改變了過去開放性實驗的指定性和不變性，從源頭上確保了項目的更新性。

(3)充分利用了有限經(jīng)費，緩解教學經(jīng)費投入不足。我院三年經(jīng)費達40余萬，材料成型專業(yè)達12.2萬。通過加強管理，尤其是在材料成型專業(yè)進行大學生創(chuàng)新計劃項目開放性實驗化以后，全部實驗耗材和部分維修經(jīng)費得到解決，確保了設備的正常運行，緩解了教學經(jīng)費投入不足。

(4)調動了青年教師的積極性。在大學生創(chuàng)新計劃項目申報中，中青年占指導教師主體，他們思維活躍，容易和學生引起共鳴。如果項目選自青年教師的科研探索類課題，通過學生去實施，無異于利用大家的智慧去進行探索;即使項目源自學生的思想火花，如果引起青年教師的興趣，也可能會對他未來的科研方向產(chǎn)生影響。目前我院已經(jīng)出現(xiàn)了爭做指導教師的現(xiàn)象。

4 結語

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是高校的迫切任務，開放性實驗教學和大學生創(chuàng)新計劃項目是兩種行之有效的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，本文在分析比較的基礎上，提出將兩者結合起來，將大學生創(chuàng)新計劃項目開放性實驗化，以達理想效果。長沙理工大學汽車與機械工程學院已經(jīng)在材料成型及控制工程專業(yè)試點成功，正準備在全院推廣。

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