以提高本科生創新能力為目的的《納米技術與應用》課程改革研究

歐 星，明 磊，杜 鵬

（中南大學冶金與環境學院，湖南 長沙 410083）

進入21世紀，以創新能力培養為目的的教學改革成為本科生教改的方向，培養創新能力成為當前大學生教學改革中不可回避的重要一步[1-2]。然而，目前的大學教育可以培養出具有扎實的基礎知識和基本技能的學生，但難以培養出同時具備扎實的基礎知識和高的創新能力的學生[3-4]。本文基于中南大學本科生《納米技術與應用》課程，針對培養本科生創新思維問題，分別從傳統觀念、思維方法和教育聯系拓展等方面提出建設性意見來改革現有的弊端。

1 改變教學方式，避免“填鴨式”教育

在傳統的觀念中，大學課程把知識本身看得太重，認為學生理解學會了知識就學會了一切，知識當然是能力的基礎，但是不能因此就將其唯一唯大，排斥其他。因此教師要避免“填鴨式”教育，可以嘗試通過改變教學方式來實現學生掌握知識的同時提高創新能力[5-6]。對于《納米技術與應用》教學中，針對一些基本知識點比如“納米化”“為何要納米化”“如何理解納米化”“納米化材料的優缺點”等知識點的時候不要急于給出定義，相反的，教師給出足夠的時間讓學生來思考發散思維，聯系生活實際，互相討論；針對讓學生融入課堂的問題，教師不能用千篇一律的講述PPT，可以使用多元化的方式取而代之，比如可以找一個視頻或者一個圖片，自己進行的手繪以及論文等等，來提高學生資料來源的多元性，拓寬本科生眼界，提高學生創新思維。針對學生對“納米化”概念理解不通透的問題，不建議放入很多的SEM/TEM（掃描電鏡或透射電鏡）圖片，有條件的老師可以攜帶一些納米化材料的非納米化材料以及其后續產品進入課堂，在安全的前提下讓學生親身體會納米材料的不同，隨后結合對應的SEM/TEM圖片進行講解，講解后針對優缺點讓學生討論歸總并提出自己的意見。針對學生對納米化材料的優缺點理解不充分的問題，建議不采用授課教師直接講解給學生的方式，而是引領學生根據納米材料的本身固有性質，結合納米材料的形成原因和形成過程，引導學生自己提出材料的優缺點和相對應的改性策略。另外，授課教師要努力提高培養學生創新能力技巧，教師在放棄權威態度的基礎上盡可能地鼓勵學生自主學習，主動剖析與發現問題，并根據自身想法設計并通過實踐做出驗證，另外要鼓勵本科生敢于試錯，合理引導學生，提高本科生對學習的熱度和自主創新能力。

2 提高創新能力培養，拒絕固化思維

長久以來，學生接受的思維方式是教師傳授的固化思維方式，學生雖然具有扎實的基礎理論知識，但是大部分本科生因循守舊不愿意嘗試新事物，總是習慣被動接受已有事物與觀點，缺乏自己對新知識點的理解和感悟，這種情況限制了學生對創新能力的培養[7-8]。針對固化思維方式問題，在《納米技術與應用》的教學中，教師在傳授基本大綱的前提下，結合工程實際問題，讓學生發散思維，提出自己的意見，教師在學生建議的基礎上進行點評和糾正，確保學生在提高能力的同時不犯基本錯誤。例如納米材料如何生產，生產過程、生產的重要控制因素以及生產方面的難點在哪些地方，引導學生利用現有知識進行查閱和自我理解，并提出自己的看法，來提高學生應用理論知識解決實際問題的能力。另外教師可以讓學生感受到納米材料的后續利用，比如納米材料動力電池的設計，給出幾種正極材料，幾種負極材料，幾種電解液，幾種電池殼和幾種隔膜，讓學生自由發揮匹配組合設計并給出相對應的理由，有條件的教師還可以讓學生自己組裝出自己設計的電池，將設計實物化，并比較不同組合電池的性能表現，讓學生歸總得出自己的想法，從多元化教學來解決固化思維的問題。

3 引入思政教育，拓寬知識面

目前在課堂上學生學到的僅僅是基本知識點，將知識點與經濟文化、國家政策以及科學等的聯系比較少，這樣會給本科生造成一種只需要學習基本知識就可以解決一切的錯誤理念，影響本科生對創新能力的培養[9]。基于《納米技術與應用》的課程教學，將國家時政，思政，經濟生活，行業動態等融入課堂，引入國家政策和思政教育來提高學生對于行業發展背景的了解，幫助本科生更好地培養行業自信和對行業的理解；將經濟生活引入課堂可以讓本科生更加親切地了解到自己行業在生活中的應用，并提高學生對經濟生活中相關事物的理解，增加對于行業互通性的理解，提高學生對于多元性的理解；將行業動態引入課堂可以提高本科生對行業前沿動態的把握，提高本科生對納米化材料前景的理解，幫助本科生做出更加準確的判斷和選擇。將社會生活中的相關知識和問題引入課堂還可以提高課堂生動性，從而更加配合老師，使得創新能力的提升有了切實的保障。

4 充分結合信息化工具和傳統教學工具，實現創新能力的自我開發

目前的本科生教學模式主要為授課老師講解已經做好的幻燈片，對傳統板書的教學模式逐漸淡化。信息化工具可以增加課堂內容并拓寬學生的視野，但是過多的信息會導致學生抓不住重點，使得課堂著重點不清晰，導致課堂效果不佳。針對該問題，可以結合線下板書教學，對于重要的知識點進行板書書寫強調。另外還可以對于一些易于理解的知識點讓學生參與板書總結過程，通過結合信息化工具和傳統教學工具，提高《納米技術與應用》課程的創新性，實現本科生創新能力提高的同時實現本科生的全面發展培養。另外，授課教師要充分利用信息化優勢，注重本科生創新精神的培養，要引導學生克服思維定式，培養學生自我創新的品格。

5 結語

本文針對目前的大學教育難以培養出同時具備扎實的基礎知識和高的創新能力的學生，基于中南大學本科生《納米技術與應用》課程，針對培養本科生創新思維問題，分別從傳統觀念、思維方法和教育聯系拓展等方面提出意見，培養出擁有扎實理論知識、先進方法并具有優異創新能力的新能源材料與器件本科生，為科教興國培養出有用的人才。