張紅丹，謝　君，蔣恩臣

(華南農(nóng)業(yè)大學材料與能源學院，新能源與新材料研究所，農(nóng)業(yè)部能源植物資源與利用重點實驗室，廣東省高校生物質(zhì)能源重點實驗室，廣東　廣州　510642)

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實驗教學與科研相結合提高學生創(chuàng)新能力*

張紅丹，謝君，蔣恩臣

(華南農(nóng)業(yè)大學材料與能源學院，新能源與新材料研究所，農(nóng)業(yè)部能源植物資源與利用重點實驗室，廣東省高校生物質(zhì)能源重點實驗室，廣東廣州510642)

實驗教學是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、提高創(chuàng)新精神的重要手段。我院對能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)的實驗教學進行了一系列改革，包括將科學研究的優(yōu)勢資源引入實驗教學中、建立以能力培養(yǎng)為主線的實驗教學體系、引導學生較早地參加科研和創(chuàng)新活動等方面進行改革，探索科研和實驗教學相融合、互促發(fā)展，提高學生科研和創(chuàng)新能力的途徑。

實驗教學；科研；創(chuàng)新能力

實驗教學是能源與環(huán)境系統(tǒng)工程本科教學的重要組成部分，通過實驗教學使同學們對基礎知識及理論的理解更深入，并鍛煉他們的動手能力和分析解決問題的能力[1]。同時實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神必不可缺的重要組成部分, 是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、提高創(chuàng)新精神和實踐能力的重要環(huán)節(jié)[2-3]。傳統(tǒng)的實驗教學基本是對書本內(nèi)容的重復驗證，且書本內(nèi)容過于陳舊，跟不上時代的發(fā)展，不利于學生創(chuàng)造性的發(fā)揮[4-5]，能源環(huán)境專業(yè)的實驗教學的改革勢在必行。當前所采用的主要方法是減少傳統(tǒng)的基礎性實驗課，增加創(chuàng)造性和綜合性實驗的比重，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，同時注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[6]。近幾年來，我院在能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)的實驗課程建設中，堅持對實驗教學進行改革，實踐表明新的實驗教學模式對學生的動手能力和科研創(chuàng)新能力起到了很大提升。

1　將科學研究的優(yōu)勢資源引入實驗教學

對書本內(nèi)容進行重復驗證的傳統(tǒng)實驗教學，不利于學生學習主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，因此需要對其進行改革。高校教師在參與教學工作的同時兼顧科研，熟悉科研前沿內(nèi)容，將科研內(nèi)容引入到實驗教學中，實現(xiàn)實驗教學內(nèi)容與現(xiàn)代科學研究相融合，將有應用價值的知識和方法傳授給學生，培養(yǎng)符合社會需求的應用型人才。

1.1將科研新方法引入到實驗教學中

為與科研緊密結合，實驗教學的改革注重培養(yǎng)學生的實踐能力和自主創(chuàng)新能力，這就需要減少驗證性的實驗項目，增加創(chuàng)新性和綜合性實驗項目，并在實驗教學中引入科研新方法，不斷對原有的教學方法和手段進行更新，并將簡單的科研實驗設置成探索性實驗教學項目。引導學生對所觀察的實驗現(xiàn)象進行歸納總結，積極思考，發(fā)現(xiàn)問題，并通過查詢資料探索解決問題的方法，提高他們分析和解決問題的能力，從而達到實驗教學和科學新方法的有效結合。

1.2將科研內(nèi)容引入到實驗教學中

在實驗教學中不僅要引入科研新方法，還要將已取得的科研成果及時轉(zhuǎn)化為實驗教學內(nèi)容，以保證實驗內(nèi)容的前瞻性、新穎性，有利于開闊學生的視野，拓展知識面，能極大的提升學生對實驗的興趣，進而激發(fā)對專業(yè)課程學習的熱情。例如，針對本科生的創(chuàng)新實驗“由蔗渣原料經(jīng)預處理制備木聚糖”，眾所周知，廣東是盛產(chǎn)甘蔗的主要地區(qū)之一，每年可生產(chǎn)大量的甘蔗渣副產(chǎn)物，上述實驗內(nèi)容結合廣東地方的資源優(yōu)勢，具有較強的探究性，能提高學生的興趣。將科研實例引入到實驗教學中，訓練學生動手能力的同時，提高他們對實驗設計的綜合性和創(chuàng)新性的認識，讓學生現(xiàn)在所學成為以后實際工作中的基礎，做到學以致用，因此目前我院很大一部分實驗項目是依托教師的科研項目開設的，并取得很好的效果。

1.3將科研儀器設備引入到實驗教學中

本專業(yè)依托農(nóng)業(yè)部重點實驗室、廣東省重點實驗室和專業(yè)實驗室，有很多先進的進口儀器設備，也有部分教師自我研制的科研設備。在滿足科研需求的情況下，為挖掘科研儀器設備利用的潛力，科研實驗室需要在時間、空間和設備等多方面進行開放，使科研儀器在實驗教學中發(fā)揮其優(yōu)勢，拓展科研儀器的使用范圍，提高設備利用率。通過優(yōu)化配置，建立資源的共享機制，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供優(yōu)良的教學平臺。學生在教師的指導下熟悉設備性能和使用規(guī)范，在實驗過程中逐漸培養(yǎng)其動手能力，并提高其發(fā)散思維能力，為其后續(xù)科研工作的開展奠定基礎。

1.4鼓勵學科帶頭人和學術骨干承擔實驗課程

本人所在學院既有國家重點學科又有省重點學科，師資力量雄厚，鼓勵重點學科的學術帶頭人和學術骨干為本科生進行實驗教學，引導學生接觸并學習新的科研知識，了解學術前沿和當今世界的科技新成就。例如本校能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)安排省級優(yōu)秀教師兼學科帶頭人為本科生授課并指導實驗，在學生中引起了強烈的反響。高水平教師具有廣闊的視野，所講授內(nèi)容涵蓋科學研究前沿，學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識將會在這種氛圍熏陶下慢慢增強，為后續(xù)科研工作打好基礎。

2　建立以能力培養(yǎng)為主線的實驗教學體系

我院本科教育改革的核心是更加注重對學生能力的培養(yǎng)，將實驗獨立設課，并將創(chuàng)新實踐和課外科技等活動納入教學計劃，建立一個以能力培養(yǎng)為主，多層次多模塊的實驗教學體系，為人才的培養(yǎng)奠定基礎。根據(jù)近幾年實驗教學改革的探索，目前所形成的多層次的實驗授課體系包括基礎性實驗、綜合性實驗和研究創(chuàng)新性實驗。基礎性實驗注重培養(yǎng)學生基本的實驗操作技能，引導學生學會對實驗現(xiàn)象的觀察與記錄，并運用所學理論知識進行解釋，使學生從總體上對本專業(yè)有概括性認識，從而引發(fā)學生的深入思考。綜合性實驗，主要是在基礎性實驗的基礎上開設與專業(yè)密切相關的實驗教學，加深對專業(yè)內(nèi)容的理解，提升其對專業(yè)內(nèi)容的認識。研究創(chuàng)新性實驗主要是結合我專業(yè)各個團隊的研究方向，為學生開設如生物質(zhì)原料經(jīng)預處理酶解發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等燃料，以及由生物質(zhì)原料制備低聚木糖、糠醛、羥甲基糠醛、葡萄糖酸等平臺化學品等實驗課程。其中，一般基礎性實驗主要面向低年級同學，幫助他們打牢基礎、加深理解，綜合性和研究創(chuàng)新性實驗主要面向高年級同學，在他們已有的實驗技能基礎上進一步進行提升，使他們的能力得到很大提升，效果較顯著。

3　引導學生較早參加科研和創(chuàng)新活動

引導學生較早的參加科研和創(chuàng)新活動可從兩個方面進行。一個是吸收部分優(yōu)秀學生參與到教師的科研項目中，例如從大學二年級學生中選拔部分具有實驗興趣的優(yōu)秀生參與到教師的科研活動中，承擔一些力所能及的工作，增加對科研的認識，在實踐過程的熏陶下，激發(fā)他們的興趣，引導他們對未知的科研現(xiàn)象進行積極探索。目前，我院承擔的科研項目中，很大一部分的項目均有本科生參與，尤其是青年教師所承擔的科研項目，本科生是其得力助手。另一方面就是在教師指導下學生自己組團隊進行科研探究，學生可以自己選擇感興趣的課題，并確定實驗目標、內(nèi)容和實施技術方案，實驗過程中遇到問題可與指導老師商量解決，直至最后完成整個科研項目，使學生經(jīng)歷了一個完整的研究過程。經(jīng)實踐證明，此種訓練方式既能鞏固學生課堂知識的學習，又提高了學生的自主研究和學習，并鍛煉了實際科研能力。

4　結　語

在教學與科研結合的原則指導下，我院建立起科學、規(guī)范、有效的科研促進教學的良好機制，在此過程中，教師增強了實驗教學的責任感，同時也提高了自身的業(yè)務水平，學生培養(yǎng)了發(fā)散創(chuàng)新思維，有利于他們以后不斷探索實踐與創(chuàng)新改進。

[1]魯保富,鄭春龍.實驗體系與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索和實踐[J].高等理科教育,2005(6):107-109.

[2]黎雙飛,王娟.實驗教學改革對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐與探索[J].實驗室研究與探索, 2010,29(8):199-201.

[3]韋化,曾冬梅,秦鋼年.實驗教學與科研相結合,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[J].實驗技術與管理,2008,(25)5:31-34.

[4]魏天興.大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點思考[J].中國林業(yè)教育,2010,28(1):48-51.

[5]孫琳玲.加強科研與實驗教學的融合提高學生的創(chuàng)新能力,黑龍江教育學院學報,2014,33(8):46-47.

[6]韋化,唐紀良.以科研促進實驗教學改革培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力[J].中國大學教學,2008,3:81-83.

Combining Experimental Teaching with Scientific Research to Increase Students’ Innovative Ability*

ZHANG Hong-dan, XIE Jun, JIANG En-chen

(College of Materials and Energy, South China Agricultural University, Institute of New Energy andNewMaterials,KeyLaboratoryofEnergyPlantsResourceandUtilization,MinistryofAgriculture,KeyLaboratoryofBiomassEnergyofGuangdongRegularHigherEducationInstitutions,GuangdongGuangzhou510642,China)

Experimental teaching is an important method to develop students’ ability of combining theory with practice, and increase the innovative ability. Hence, a series of reforms about Energy and Environmental Systems Engineering were made by our college, including introducing the superior resources of scientific research experimental teaching, establishing the experimental teaching system that centers on students’ cultivating ability, encouraging students early to participate in scientific research, to explore the integration and mutual benefit between scientific research and experimental teaching which could enhance the students’ cultivating ability.

experimental teaching; scientific research; innovative ability

2014年廣東省本科高校教學質(zhì)量與教學改革工程建設項目(粵教高函〔2014〕97號)；國家科技支撐計劃項目(2015BAD15B03)；廣州市產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新重大專項(201508020098)；東莞市第一批創(chuàng)新科研團隊項目(2014607101005)。

張紅丹(1990-)，女，博士，助理研究員；主要從事生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用的研究。

謝君(1965-)，男，博士，教授，博導；主要從事能源植物資源與利用的研究。

TK6

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1001-9677(2016)01-0155-02