納米材料的創新設計與實踐選修課程建設初探

隋春紅 董順福 薛瑩雪 劉建華 韓麗琴

摘? 要 人普遍存在創新的潛能，教育工作者有義務通過教學行為激發和培養學生的創新意識、創新精神和創造能力。在大學開設“納米材料的創新設計與實踐”課程，通過優化課程內容，以探究式教學為主要手段，建立公平合理的形成性評價體系等措施，有效培養學生的創新意識、創新思維、創新方法、創新技能等，進而提升學生的綜合素質。

關鍵詞 納米材料的創新設計與實踐;創新創業教育;大學生;創新能力

1 引言

習近平總書記在十九大報告中指出：“世界每時每刻都在發生變化，中國也每時每刻都在發生變化，我們必須在理論上跟上時代，不斷認識規律，不斷推進理論創新、實踐創新、制度創新、文化創新以及其他各方面創新。”[1] 創新是人所普遍具有的潛能。研究表明，大部分人在青少年時期具有較強的創造能力和創新意識，但我國現階段在校大學生普遍存在創新能力不足、創新意識不強、缺乏敏銳的觀察力、創新思維方法少等缺點。

培養和提高大學生創新能力是中國社會發展和進步的必然要求，是提升我國國際社會競爭力的有力保障。吉林省教育廳于2018年發布的吉教高〔2018〕12號文件提出，按照“面向全體、注重引導、分類施教、結合專業、強化實踐”的原則，發揮創新創業教育課堂主渠道作用，立項建設一批省級創新創業教育示范課程，注重創新創業有關知識、能力、素質的有機融合，大力培養學生的創新意識、創新思維、創新方法、創新技能。

納米科技是21世紀科學發展的基本戰略技術之一，具有重要的支撐作用。納米科技既包含了豐富的科學內涵，又為物理學、材料學、化學、生命科學以及信息科學的發展提供了較大的創新創造空間。鑒于此，吉林醫藥學院化學教研室教師面向全體在校大學生開設了“納米材料的創新設計與實踐”課程，本門課程屬于通識素質類創新教育課程，教學目的在于：通過本門課程的學習，可以開闊學生的視野，拓展與本專業相關各學科的知識面，讓學生了解最新納米科學技術和發展狀況，促進高校人才培養模式和教學方法的創新;鼓勵和支持學生盡早參與科學研究和社會實踐等與創新創造有關的活動，增強學生進行創新創造的實踐能力，培養適應創新型國家建設所需要的高水平創新型人才[2]。

2 課程建設的具體實施

合理安排教學內容，融入創新教育? 在教學內容設計上不刻意追求課程的完整性，而是更注重講解重點、難點及與創新創造能力有關的知識內容，相對陳舊、簡單的知識點，留給學生課后自學，見表1。這樣既可以節省大量的時間，也可以培養學生學習主觀能動性，變被動學習為主動學習。教學中堅持理論講授與案例分析相結合，堅持專業知識講授和活動體驗相結合，堅持經驗傳輸與創新創造實踐相結合。理論內容主要涵蓋納米材料的作用、特異功能、常規的合成方法以及納米材料在醫藥和健康領域的應用。在實驗設計上更強調學生創新創造能力的培養，選取操作簡單、應用廣泛的靜電紡絲技術為實驗內容，開展具有不同性能的納米纖維材料的制備及應用性研究。

由于靜電紡絲技術制備的納米纖維在藥物傳輸載體、促進傷口愈合、人體組織工程支架、藥物控釋[3]等方面有著廣泛的應用，這些方面的知識與醫藥學專業有著廣泛的聯系，勢必會激發學生學習動力和興趣。以納米醫藥材料設計競賽、納米材料創新設計大賽、挑戰杯課外科技學術作品競賽的基本設計原則和方法為教學內容，對專業課知識與納米材料相關知識點進行整合，更新教學內容，引導學生積極參與教師負責的科研項目研究，在進行實驗操作的過程中，教師嚴謹求實、開拓創新的科研態度會對學生產生潛移默化的影響。鼓勵教師將取得的最新科研成果及時融入教學工作，以科研水平的不斷提高推動教學水平的持續進步。

改進教學方法手段，提高教學質量? 本課程采用探究式教學和課題項目實踐教學為主要手段，輔以案例式教學和專題式教學，依靠先進的網絡資源，充分發揮學生在課堂上的主體地位，引導學生采用先自主式后互動式的學習策略。選取重要且有一定難度的知識點，留給學生一段獨立的思考時間，激發學生探索知識的欲望和興趣;接下來讓學生與同小組同學進行討論交流，在課堂中分享結果，將個人單獨學習轉化為群體式學習，在“思考—配對—分享”的過程中提高學生的知識水平與自信度，提升學生創造性探究的能力。

在教學實踐過程中注重將創新創業教育與納米材料的基礎教學滲透融合，突出實踐教學的重要性。在學習和掌握納米材料合成技術后，要求學生在實驗室原有設備的基礎上自主進行納米材料的創新性設計，整個自主設計實驗過程重點加強對學生創新能力、團隊協作能力、操作能力、組織能力的培養。通過聘請專業的創新創業指導教師，對項目申請書的撰寫給出具有針對性的修改與指導意見，增強學生在參賽項目中的競爭能力，提高學生參與創新創業實踐的熱情。

經過一系列有針對性的學習和培訓后，學生對納米材料的創新性設計有了一定的認識，最后通過參與模擬創新創業答辯活動，鞏固學習成果，樹立創新創業意識。經過成員組隊、選定研究項目、撰寫申報書以及最后完成現場答辯等過程，學生不僅獲得寶貴的模擬創新創業的經驗，也提高了創新創業能力和科學探索的興趣，為參與各類創新創業大賽打下堅實的基礎[4]。

完善網絡信息平臺，豐富教學資源? 網絡學習消除了空間上的壁壘，突破了時間上的限制，可以實現隨時播放教學相關內容，讓學生通過碎片化的學習模式，分階段分層次地學習知識，提高學習的積極性和主動性。繼續完善“吉醫在線學堂（超星一平三端）”功能模塊的建設，涉及納米材料在實際生活中的應用時，以案例的形式通過網絡推送給學生，提升創新意識，強化勇于創新進取的科學態度。定期更新上傳與納米材料相關的音頻、視頻、圖片等素材，通過學習先進的科學技術和納米材料的科技人才先鋒，使學生感受納米材料與時代發展的聯系，體現以改革創新為核心的時代精神，加深對社會主義核心價值觀的理解。實時向“吉醫在線學堂”發送與大學生創新創業相關的培訓輔導會議，通過各位知名專家的在線講解，進一步開闊師生的學術視野，更新創新創業理念，引導創新創業導師把工作重心轉向教學能力和水平提升，從而更好地為創新創業教育貢獻智慧和力量。

建立公平合理的形成性考核評價體系? 形成性考核評價對促進學生積極參與課程學習，增強創新意識和提高創新創造能力是非常重要的。形成性考核評價在本課程總評中的比重為80%，以課堂表現、閱讀文獻能力、實驗操作能力、發表論文情況、參加創新創業項目作為主要評價指標。通過對本門課程的系統學習，學生對納米材料的有關知識和先進的合成方法會產生較深的認識;通過創新性項目申報的學習和實踐，學生參與各類活動的自信心會有很大程度的提高。

為此，教師應多多鼓勵學生積極申報各個級別的大學生創新創業訓練項目，對于實驗結果較好、水平較高的項目，應在教師的指導下積極撰寫論文，有理有據地對結果進行理論分析，發表期刊論文、申報發明專利。教師也要熱心幫助和指導學生參與各類各級別獎學金的評選和各類榮譽稱號的申請，通過形式各異的競賽評選，對表現優異的學生給予一定的獎勵。結題合格的項目、發表的論文、獲得的各類獎項，都可以置換相應級別的學分，激發學生參與創新創業的主動性和積極性，提高創新創業能力。在“納米材料的創新設計與實踐”課程中把對學生成績的考核分散到整個學習過程，使學生的創新思維、創新創造能力在循序漸進的教學過程中得到鞏固和提升。

3 教學實施效果描述

基礎實踐階段、專業實踐階段和綜合實踐階段活動的有機結合，不僅達到對學生傳授知識的目的，而且有效培養了學生的創新能力、溝通能力、協作能力、組織能力、表達能力，提升了學生的綜合素質。

近三年參加各類創新創業項目和各類競賽的學生數已達到500人次，占學生數的75%左右。每年以基礎醫學創新論壇暨實驗設計大賽、電子商務“創新、創意及創業”挑戰賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、創青春大學生創業大賽、“青年紅色筑夢之旅”、數學建模比賽和吉林省生物技能大賽為載體，鼓勵學生積極參與各級各項賽事，逐步提高學生的競技水平和創新創造能力。據不完全統計，參與本門課程學習的學生在指導教師的幫助下，通過不懈努力，在各類項目申報和比賽中取得優異的成績。其中，獲批校級以上大學生創新創業項目60余項，參與省級以上各類比賽70余項，獲得三等獎以上獎勵35項。

4 結語

青春、創新、創造是最美的語言，當代青年肩負著祖國的希望和未來，大學生在學習專業知識的同時，更應該關注創新思維的養成和創新創造能力的提升。隨著納米材料的日新月異，人們對納米材料的認知更加深入，“納米材料的創新性設計與實踐”課程的開設符合時代的要求，與科學前沿的有機結合能夠激發大學生對本門課程的求知熱情，進而達到培養學生創新創造的積極性和主動性的目的。本課程更加關注學生的學習過程，重視創新思維的形成和實踐技能的應用。通過本門課程的學習，學生可以拓展與本專業相關各學科的知識，了解最新納米科學技術和發展狀況，培養創新創業能力，提高綜合素質，不斷激發創新創造熱情，成為創新創造的后備人才，努力形成知識帶動創新、創新帶動創業的良好氛圍。

參考文獻

[1]習近平.決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利：在中國共產黨第十九次全國代表大會上的報告[J].理論學習，2017（12）：4-25.

[2]裴剛，馮林，羅玲玲，等.大學生創新方法教學理論與實踐探索[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]余燈廣，潘登，王霞，等.分享教師的科研經驗 提高大學生的創新能力：以高壓靜電紡絲技術為例說明科研反哺教學途徑[J].上海理工大學學報（社會科學版），2016（2）：179-183.

[4]杜巖錦，曾艷明，房卓婭，等.基于“產學合作、協同育人”教育理念的工程教育改革探究與實踐[J/OL].新教育時代電子雜志（教師版），2018（30）：259-246.