基于專業(yè)課程教學(xué)的大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新教育探究

梁德偉 胡磊 梁升 胡恩柱 胡坤宏

合肥學(xué)院能源材料與化工學(xué)院 安徽合肥 230601

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)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(cái)政部關(guān)于“十二五”期間實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見》中指出：“高校要切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，對實(shí)踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革。”實(shí)踐創(chuàng)新能力是指運(yùn)用所學(xué)知識開展實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)時(shí)展現(xiàn)出來的思考能力、動(dòng)手能力以及開創(chuàng)性探索未知的創(chuàng)新能力。隨著經(jīng)濟(jì)、科技的迅猛發(fā)展以及社會(huì)需求的轉(zhuǎn)變，社會(huì)對工科大學(xué)生的實(shí)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(yīng)新興科技、新興經(jīng)濟(jì)、新興產(chǎn)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(qiáng)工科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新教育，對于培養(yǎng)適合新時(shí)代需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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

地方應(yīng)用型高校是指高校以應(yīng)用型為辦學(xué)定位，要求各專業(yè)緊密結(jié)合地方特色，構(gòu)建滿足和適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需求的新的學(xué)科建設(shè)，更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)社會(huì)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。雖然現(xiàn)在地方應(yīng)用型高校都在進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)工作，但是絕大多數(shù)高校教師還是采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行教學(xué)，造成學(xué)生的實(shí)踐能力較弱，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不強(qiáng)，這些方法已經(jīng)不符合現(xiàn)代人才培養(yǎng)的要求。

課堂教學(xué)還需不斷地探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自主性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，引導(dǎo)學(xué)生去分析問題、解決問題，從而有效地促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的提高。我們知道，材料是所有科技進(jìn)步的先導(dǎo)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(xué)生理論學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，從而使學(xué)生今后成為具備自主思考、分析、解決復(fù)雜工程問題的優(yōu)秀創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。以材料類專業(yè)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程為例，材料的組成與結(jié)構(gòu)—性能—合成與制備—應(yīng)用“四面體”關(guān)系是該課程最核心的知識體系內(nèi)容；然而傳統(tǒng)的教學(xué)方法側(cè)重于材料組成與結(jié)構(gòu)的理論知識講授，對于其他三部分內(nèi)容(合成與制備過程、性能、應(yīng)用)只是簡單地課本介紹，沒有相應(yīng)的實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)跟進(jìn)，因而學(xué)生對于這門課還是停留在抽象的理論概率學(xué)習(xí)中，難以獲得直觀、深入的切身體會(huì)，不利于對工科大學(xué)生實(shí)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(xué)體系，實(shí)現(xiàn)大學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性的調(diào)動(dòng)以及理論學(xué)習(xí)能力與實(shí)踐創(chuàng)新能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，是當(dāng)前高校教育教學(xué)改革的重要研究方向。

2 基于專業(yè)課程教學(xué)的大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新教育的實(shí)施策略

2.1 改革課堂教學(xué)內(nèi)容與課程考核評價(jià)制度

2.1.1 課堂教學(xué)內(nèi)容改革

同樣以“材料科學(xué)基礎(chǔ)”為例，該門課程具有概念性極強(qiáng)、知識點(diǎn)多、內(nèi)容繁雜、抽象難記的特點(diǎn)，加上不少學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)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(dāng)下材料科學(xué)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(xué)的基礎(chǔ)上。因此，如何把材料科學(xué)領(lǐng)域的前沿成果和課堂知識聯(lián)系起來，也是一個(gè)亟待解決的問題。為此，課堂中除了傳統(tǒng)的知識點(diǎn)講授之外，還應(yīng)該適當(dāng)引入相關(guān)的前沿科技，比如在講授理論性較強(qiáng)的晶體點(diǎn)缺陷章節(jié)時(shí)，我們可以將科研中點(diǎn)缺陷改性材料性能的文獻(xiàn)成果帶入課堂，讓學(xué)生們了解這些知識點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用；在講授到新材料研發(fā)的時(shí)候，可以播放一些新能源、光刻機(jī)等方面的產(chǎn)業(yè)動(dòng)向和行業(yè)高水平會(huì)議，讓學(xué)生們了解當(dāng)前國家重點(diǎn)攻關(guān)的卡脖子關(guān)鍵問題，并將其與課本知識關(guān)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(yàn)教與學(xué)的效果，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的完善和教學(xué)方法的改進(jìn)，從而提高素質(zhì)教育和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。以往的教育教學(xué)過程過于注重課本中知識點(diǎn)的考核，難以實(shí)現(xiàn)對創(chuàng)新實(shí)踐教育的考核。為了扭轉(zhuǎn)這種現(xiàn)象，有必要對考試內(nèi)容和形式進(jìn)行改革。

合肥學(xué)院近年來對考試評價(jià)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(xué)過程中的考核次數(shù)，由3～5個(gè)內(nèi)容組成，可以是市場調(diào)研、文獻(xiàn)調(diào)研PPT匯報(bào)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程實(shí)訓(xùn)或者工程參觀體會(huì)；其中的“2”代表平時(shí)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(shí)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(jià)方式，引導(dǎo)他們由過去記憶型學(xué)習(xí)向主動(dòng)性思考、研究、創(chuàng)新型學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

2.2 充分發(fā)揮各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的作用

除了課堂上的理論教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才不可或缺的一部分。對于“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程來說，除了以上提到的課堂教學(xué)以及傳統(tǒng)的知識點(diǎn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，還配套一些與時(shí)俱進(jìn)的“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)踐與創(chuàng)新”課程，內(nèi)容可以設(shè)置為課堂理論教學(xué)外的市場調(diào)研、工程研究中心實(shí)訓(xùn)和工廠實(shí)習(xí)(見下圖)，從而達(dá)到理論與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)和提高工科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的目的。

“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)踐與創(chuàng)新”課程體系圖

2.2.1 市場調(diào)研

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”中涉及的材料主要有金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料，在進(jìn)行市場調(diào)研實(shí)踐教學(xué)過程中，可以選擇某一類材料的市場調(diào)研活動(dòng)，比如，對于金屬材料鋼來說，其種類豐富，組成、結(jié)構(gòu)、工藝、性能以及產(chǎn)品形式也不盡相同；在實(shí)際教學(xué)過程中，可以對學(xué)生進(jìn)行分組，每組團(tuán)隊(duì)協(xié)同完成某一金屬產(chǎn)品的市場調(diào)研活動(dòng)，途徑可以是網(wǎng)絡(luò)，也可以是超市、建材市場中的產(chǎn)品實(shí)物調(diào)研，考核方式為提交一份關(guān)于該金屬產(chǎn)品的公司品牌、市場占比、成本、售價(jià)、材料組成、結(jié)構(gòu)、工藝、性能等方面調(diào)研報(bào)告或者PPT等。

2.2.2 工程研究中心實(shí)訓(xùn)

培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力最直接有效的方法就是將科研教學(xué)融為一體，利用高端科研平臺優(yōu)勢和科研活動(dòng)所具有的獨(dú)特知識體驗(yàn)功能反哺教學(xué)活動(dòng)，從而提高人才培養(yǎng)質(zhì)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(shè)創(chuàng)新型國家和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(qiáng)產(chǎn)業(yè)核心競爭能力和發(fā)展后勁為目標(biāo)，組織具有較強(qiáng)研究開發(fā)和綜合實(shí)力的高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)等建設(shè)的研究開發(fā)實(shí)體。

以工程研究中心為基礎(chǔ)，開展實(shí)踐教學(xué)具有綜合性和先進(jìn)性兩大優(yōu)勢。以筆者所在的合肥學(xué)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(shè)內(nèi)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(jià)等領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)能源化工相關(guān)專業(yè)在同一平臺進(jìn)行完整流程的鋰離子電池實(shí)踐教學(xué)。先進(jìn)性體現(xiàn)在擁有的X射線衍射儀、電化學(xué)工作站、比表面積測試儀以及一整套電池組裝和評價(jià)等儀器設(shè)備都是國際高端技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)達(dá)到國際上先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)儀器裝備水平，為學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了有力的硬件保障。

合肥學(xué)院作為國家首批實(shí)施“卓越計(jì)劃”的地方普通高校之一，經(jīng)過多年探索，結(jié)合學(xué)校“地方性、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位，近年來打造了多個(gè)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(shù)研究中心、安徽省現(xiàn)代電子控制與檢測應(yīng)用技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、先進(jìn)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(gè)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(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)實(shí)踐教學(xué)資源，可以為學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和完成提供有力的硬件保障。學(xué)生參與創(chuàng)新平臺實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)不同的興趣愛好選擇不同方向的導(dǎo)師開展相應(yīng)的課題研究，教師積極組織學(xué)生參加各種材料類實(shí)驗(yàn)技能競賽以及國家級、省部級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或者是參與到教師自己的科研項(xiàng)目中，引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)到的專業(yè)理論知識加以創(chuàng)新，并應(yīng)用到研究過程中來解決實(shí)際問題，從而進(jìn)一步提高工科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的目的。

2.2.3 工廠實(shí)習(xí)

工廠是產(chǎn)品擴(kuò)大生產(chǎn)的場所，是材料創(chuàng)新、產(chǎn)品更迭的重要支撐，是檢驗(yàn)前沿科研成果能否順利轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)；工廠中的新工藝、新技術(shù)對于“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程體系來說至關(guān)重要，是其四面體知識點(diǎn)內(nèi)容的進(jìn)一步深化。帶領(lǐng)學(xué)生切身參與材料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，對于培養(yǎng)工科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力具有重要價(jià)值。只有了解現(xiàn)階段材料的生產(chǎn)工藝之后，才能將前沿材料生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)材料生產(chǎn)工藝相融會(huì)貫通，才能更好地實(shí)現(xiàn)材料產(chǎn)品的更新?lián)Q代。目前，我校能源材料與化工學(xué)院已經(jīng)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(shí)踐教學(xué)基地，這將進(jìn)一步推進(jìn)學(xué)校辦學(xué)模式、人才培養(yǎng)模式的改革，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的能力。

通過以上實(shí)踐課程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，使學(xué)生普遍具有良好的綜合工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力，為學(xué)生直接就業(yè)或進(jìn)一步深造奠定基礎(chǔ)。

3 構(gòu)建實(shí)踐創(chuàng)新教育實(shí)施的保障機(jī)制

3.1 打造一流師資隊(duì)伍

教師是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，然而目前大多數(shù)高校教師是從學(xué)校畢業(yè)后直接來到學(xué)校任教，很少具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加上高校的師生比嚴(yán)重失衡，教師忙于課堂教學(xué)，沒有充足的時(shí)間來提高自己的實(shí)踐創(chuàng)新能力。教師自身缺少實(shí)踐的機(jī)會(huì)，也就無法在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，因此為了保證“培養(yǎng)和提高工科大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力”在高校的成功實(shí)施，有必須建設(shè)一支具有企業(yè)工作經(jīng)歷的高水平專、兼職教師隊(duì)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(shù)、新工藝之間的脫節(jié)問題，同時(shí)擴(kuò)大學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.2 推進(jìn)校企合作共建一流課程

企業(yè)掌握著先進(jìn)的技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝，具有真實(shí)的工程實(shí)踐條件和環(huán)境，工程技術(shù)人才的培養(yǎng)如果沒有企業(yè)的參與，就難以滿足產(chǎn)業(yè)界對人才的要求；作為應(yīng)用型本科高校，應(yīng)嘗試推進(jìn)企業(yè)與學(xué)校之間合作共建一流課程，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新技術(shù)、新知識進(jìn)課堂、進(jìn)課程、進(jìn)實(shí)踐教學(xué)、進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)大學(xué)生知識學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的協(xié)同發(fā)展。

結(jié)語

科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展及社會(huì)需求的轉(zhuǎn)變使得專業(yè)課程的教學(xué)不再簡簡單單是基本概念、原理和規(guī)則的簡單傳達(dá)，而是由理論知識傳授與實(shí)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(xué)生實(shí)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(xué)內(nèi)容和課程考核評價(jià)制度，以及構(gòu)建市場調(diào)研、工程實(shí)訓(xùn)和工廠實(shí)習(xí)實(shí)踐創(chuàng)新教育體系的方式對教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)和探究，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時(shí)通過高水平教師隊(duì)伍建設(shè)和企業(yè)參與高校共建一流課程的方式，構(gòu)建實(shí)踐創(chuàng)新教育實(shí)施的保障機(jī)制，為培養(yǎng)和提高工科大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。