創(chuàng)新型實驗教學(xué)的探索與思考

摘要：創(chuàng)新型實驗教學(xué)對調(diào)動本科生的主動性、積極性和創(chuàng)造性有著重要的作用。結(jié)合國家級實驗教學(xué)示范中心創(chuàng)新實驗教改的探索和實踐，闡述了在實施過程中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，分析了在開展創(chuàng)新實驗教學(xué)中應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型實驗；創(chuàng)新能力；主動性

作者簡介：謝敏（1979-），女，湖南衡陽人，長沙理工大學(xué)水利學(xué)院，副教授；劉小波（1980-），男，江西吉安人，長沙理工大學(xué)“可再生能源電力技術(shù)”湖南省重點實驗室，講師。（湖南 長沙 410004）

基金項目：本文系長沙理工大學(xué)校級教改項目“創(chuàng)新實驗與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與實踐”（項目編號：JG1142）、長沙理工大學(xué)校級教改項目“專業(yè)教學(xué)中提高學(xué)生專業(yè)滿意度的研究與實踐”（項目編號：JG1143）、2010年湖南省科學(xué)技術(shù)廳科技計劃項目“選擇性催化還原脫硝均混技術(shù)研究”（項目編號：2010GK3207）資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）33-0074-01

長期以來高校的教學(xué)模式都是以理論教學(xué)為主，而實驗教學(xué)著重強調(diào)的是對理論的驗證。驗證型實驗可加深學(xué)生對理論知識的理解，但卻忽視了對學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和鍛煉。[1]

創(chuàng)新型實驗是以科研項目為載體，讓學(xué)生模擬研究者的研究活動。整個創(chuàng)新型實驗項目，從搜集資料、確定研究方案、實施研究過程到最終形成階段性成果，始終體現(xiàn)了學(xué)生的主動性和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新型實驗不僅可以拓寬學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的實驗技能和科研能力，而且還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神。創(chuàng)新型實驗對培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新能力有著重要作用。

要實現(xiàn)驗證性實驗向創(chuàng)新型實驗的轉(zhuǎn)變，就要結(jié)合現(xiàn)有的實驗室資源，精心設(shè)計綜合性、研究性實驗教學(xué)方案。為此，在國家級實驗教學(xué)示范中心的創(chuàng)新實驗教改框架下，開設(shè)了多種形式的創(chuàng)新實驗，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面作了積極的探索與研究。下面將具體介紹“高摻量粉煤灰節(jié)能磚的制備及其性能檢測”創(chuàng)新型實驗項目的實踐體會。

一、創(chuàng)新型實驗的設(shè)計

為了加強學(xué)生的綜合性、創(chuàng)新性訓(xùn)練，同時也注重聯(lián)系實際，將獨立的分項實驗設(shè)計成綜合實驗——“高摻量粉煤灰節(jié)能磚的制備及其性能檢測”，并增加了電子演示匯報與撰寫論文環(huán)節(jié)。

1.實驗內(nèi)容

（1）確定粉煤灰及其他原料的具體化學(xué)成分含量，為后面的各原料優(yōu)化配方提供理論基礎(chǔ)。

（2）以各原料的不同配比、成型壓力、最高燒結(jié)溫度、保溫時間等為正交因素，進行正交試驗，所得樣品以斷裂模數(shù)、吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)為檢測標(biāo)準(zhǔn)，探討樣品制備工藝性能因素的影響大小，確定最佳的工藝技術(shù)參數(shù)。

（3）以正交試驗為實驗基礎(chǔ)，進一步詳細(xì)地確定每一個影響因素對成品較好性能的最優(yōu)條件，使其成品的各性能指標(biāo)達到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.實驗要求

為了充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、綜合性、創(chuàng)新性，本實驗不提供實驗指導(dǎo)書，只對學(xué)生提出必須達到的基本要求。

（1）能夠根據(jù)選題自主地搜集資料、確定并實施實驗方案。

（2）實驗所制樣品各項指標(biāo)必須達到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）定期電子演示匯報進度。

（4）撰寫論文式實驗報告，其內(nèi)容必須包括對整個實驗過程和內(nèi)容的總結(jié)和對實驗數(shù)據(jù)的分析。

二、創(chuàng)新型實驗的問題與對策

創(chuàng)新型實驗在具體實施過程中存在一系列問題。針對具體問題，提出有效的對策，才能使創(chuàng)新型實驗?zāi)Ｊ降玫酵晟坪蛷V泛應(yīng)用。

1.創(chuàng)新實驗的選題

從創(chuàng)新實驗的實踐可以看出，一個好的實驗題目應(yīng)該是來自于實際生活、工作或科研中，一定要將興趣性、實用性和挑戰(zhàn)性結(jié)合。以電廠廢棄物粉煤灰為主要原料制備節(jié)能磚，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。而作為能源與動力類專業(yè)的學(xué)生，對于積極響應(yīng)國家節(jié)能減排號召的課題有著強烈的興趣。如果缺乏興趣，就不可能克服種種困難將創(chuàng)新型實驗持續(xù)下去。可以說，興趣是學(xué)生完成創(chuàng)新型實驗的強大動力。

創(chuàng)新型實驗包括粉煤灰節(jié)能磚的制備及其斷裂模數(shù)、吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)等性能的檢測，實驗項目多，具有挑戰(zhàn)性。但又因為該實驗是力學(xué)性能測試實驗、導(dǎo)熱系數(shù)測定實驗等多個基礎(chǔ)實驗的綜合與提高，作為工科學(xué)生還是能夠通過查閱資料、分析和討論等方式來設(shè)計和實施實驗方案的。

另外，實驗題目難度一定要適中，過易，不具有挑戰(zhàn)性，不能起到創(chuàng)新型實驗應(yīng)達到的效果；過難，超出了本科學(xué)生實際的知識水平和實踐能力，學(xué)生完全在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行研究和實驗，不能體現(xiàn)學(xué)生的自主性，這與創(chuàng)新型實驗的初衷相違背。

2.指導(dǎo)教師的作用

充分發(fā)揮“學(xué)生主體”作用，是創(chuàng)新實驗成功的重要保證。作為指導(dǎo)教師，在輔導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新項目實踐的過程中，切忌“事必躬親”和“越俎代庖”，而僅需為其提供必要的指導(dǎo)。讓學(xué)生在創(chuàng)新實驗項目中自主發(fā)揮，提高其創(chuàng)新能力。[3]

然而，因為學(xué)生專業(yè)知識有限，創(chuàng)新科研能力不足，創(chuàng)新型實驗的順利實施與創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，教師的指導(dǎo)作用不容小覷。首先教師需做好對學(xué)生的入門指導(dǎo)，介紹實驗所涉及課題的背景、研究方向、研究方法及目前水平等。其次教師還要列出實驗所涉及的知識面、參考書，以便學(xué)生盡快進入研究角色。

另外，對于絕大多數(shù)學(xué)生來說都是第一次撰寫論文式實驗報告。此時，教師除指導(dǎo)學(xué)生按照規(guī)范格式撰寫實驗報告外，更重要的是指導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)做進一步的分析處理，得出科學(xué)結(jié)論。[4]

可以說，沒有一支具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的指導(dǎo)教師隊伍，將很難培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才。

3.保障激勵制度

大多數(shù)創(chuàng)新型實驗普遍存在實驗課時遠遠超過傳統(tǒng)實驗規(guī)定課時，自主創(chuàng)新設(shè)計實驗的加工費、材料費等實驗費用開支較大，儀器設(shè)備分屬不同院系等問題。這就需要教務(wù)處、實驗中心、院部等多部門配合予以保障。長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院國家級實驗教學(xué)示范中心對獲準(zhǔn)立項的創(chuàng)新型實驗項目給予部分經(jīng)費支持。各院部的實驗室向創(chuàng)新型實驗在實驗時間、實驗內(nèi)容、儀器設(shè)備、實驗對象等方面實現(xiàn)全面開放。

創(chuàng)新型實驗的完成需要學(xué)生與教師花費大量的時間與精力，為了鼓勵師生參與，建議學(xué)校制定相應(yīng)的激勵制度。對于學(xué)生而言，學(xué)校可將創(chuàng)新型實驗項目納入到教學(xué)體系中，項目成員可以獲得實踐學(xué)分，并可作為獎學(xué)金評定的參考條件。對于教師而言，指導(dǎo)創(chuàng)新型項目，可給予教學(xué)工作量，教師所指導(dǎo)的學(xué)生發(fā)表論文、取得獎項、獲得專利，學(xué)校應(yīng)給予一定的獎勵。[2]

4.創(chuàng)新實驗教學(xué)的評價體系

創(chuàng)新型實驗教學(xué)注重讓學(xué)生體驗科研的過程，著重于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其評價體系與傳統(tǒng)實驗教學(xué)評價體系有著很大不同。創(chuàng)新型實驗教學(xué)評價體系強調(diào)評價主體和過程的多元化，除了將教師作為評價主體之外，還應(yīng)有對實驗團隊的評價和個人評價部分。把整個實驗過程當(dāng)成整體，對全過程進行評價，特別是對于學(xué)生修正的過程也要給予正確的評判，鼓勵學(xué)生多角度的考慮問題，創(chuàng)造性的分析問題、解決問題，以此促進學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)；[5]也要注重個體差異性，指導(dǎo)教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生個體的實際情況和差異性，注意學(xué)生各方面的表現(xiàn)，而不只是單純依據(jù)實驗結(jié)果和報告來評價，還要關(guān)注在整個評價過程中所反映的學(xué)生動態(tài)變化。教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注這些動態(tài)變化，適時地、恰當(dāng)?shù)亟o予學(xué)生評價和指導(dǎo)。

創(chuàng)新型實驗教學(xué)是一個系統(tǒng)工程，以上僅是一些初步探索和基本認(rèn)識，相信隨著實驗教學(xué)改革的進一步深入，創(chuàng)新型實驗教學(xué)會更加完善，對于創(chuàng)新人才培養(yǎng)將會進一步得到深化。

參考文獻：

[1]段蓉，朱昌平，張亞新，等.創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的探索[J].實驗技術(shù)與管理，2010，（10）：156-158.

[2]常曉明，宋燕，楊勝強，等.自主實踐與培養(yǎng)指導(dǎo)相結(jié)合實施“大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃”[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010，（5）：68-71.

[3]陳曦，馮希平.對國家大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃實踐的思考[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2009，（1）：12-13.

[4]白廣梅，王小逸.創(chuàng)新性實驗教學(xué)的思考[J].實驗技術(shù)與管理，2008，

（2）：128-129，156.

[5]馬敬峰，魯保富，陸開宏.基于學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)內(nèi)容改革與實踐[J].中國高教研究，2008，（11）：92-93.

（責(zé)任編輯：孫晴）