鄒艷芳, 章立新, 高　明, 王治云

(上海理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院, 上海　200093)

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“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的協(xié)同關(guān)系

鄒艷芳, 章立新, 高明, 王治云

(上海理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院, 上海200093)

“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目旨在推進(jìn)高校本科教學(xué)質(zhì)量改革,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為本科教學(xué)和實(shí)踐教育中的重要組成部分,在作用上與“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”有相通之處,如何將兩者有機(jī)結(jié)合是值得深思的。介紹了兩者的現(xiàn)狀,并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分析了兩者的協(xié)同關(guān)系。

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 協(xié)同關(guān)系

《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》(簡(jiǎn)稱“意見”)中明確提出了著力創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,著力提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的指導(dǎo)思想,而資助大學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練就是其中一項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容[1-2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大學(xué)生實(shí)踐教育中的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能豐富活躍學(xué)生的科學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)客觀世界的觀察能力和分析能力,在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力過程中起著重要作用[3]。將“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)教學(xué)這兩者協(xié)同配合,符合“意見”中整合各類實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)資源、建設(shè)開放共享的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、支持在校大學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、提高大學(xué)生解決實(shí)際問題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的建設(shè)目標(biāo)。

1　“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目的現(xiàn)狀

“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”)是教育部“兩個(gè)工程”(質(zhì)量工程、本科教學(xué)工程)的重要建設(shè)內(nèi)容[4-5]?！绊?xiàng)目”遵循“興趣驅(qū)動(dòng)、自主實(shí)踐、重在過程、追求實(shí)戰(zhàn)”的原則,強(qiáng)調(diào)自主性、協(xié)作性、探索性及實(shí)踐性[6],以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)業(yè)技能為基本內(nèi)容,注重實(shí)踐,講究創(chuàng)新[7],能夠改變目前高等教育培養(yǎng)過程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、動(dòng)手能力不強(qiáng)的現(xiàn)狀,推廣研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)的教學(xué)方式,轉(zhuǎn)變教育思想觀念,形成創(chuàng)新教育氛圍[8]。

2013年國(guó)家批準(zhǔn)北京大學(xué)等109所高校實(shí)施9 000個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目支持建設(shè)經(jīng)費(fèi)1萬元[9]。我校在2007年和2008年,先后獲批成為實(shí)施上?！按髮W(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃”和教育部“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”的高校。如今,學(xué)校已經(jīng)擁有包括國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃在內(nèi)的國(guó)家、市、校、院“四級(jí)”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練體系。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃的實(shí)施促進(jìn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)的互動(dòng),教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力有了明顯提高。近3年,在全國(guó)有較大影響力的科技創(chuàng)新競(jìng)賽中,我校取得了30多項(xiàng)全國(guó)一等獎(jiǎng),如全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、德國(guó)“紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)”及全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。

盡管這幾年“項(xiàng)目”蓬勃發(fā)展,有大量的申報(bào)項(xiàng)目,也取得了較好的效果,但依然存在一些問題。申報(bào)項(xiàng)目選題大致來源于生活、關(guān)注熱點(diǎn)、企業(yè)合作、依托競(jìng)賽、項(xiàng)目延續(xù)、交叉學(xué)科以及導(dǎo)師推薦等。由于學(xué)生自身素質(zhì)的限制,大部分都是由導(dǎo)師擬題、學(xué)生按照導(dǎo)師的想法來做,有些題目甚至是早已成熟或有了成果的,學(xué)生若不擺正態(tài)度,同時(shí)又缺乏較好的評(píng)審機(jī)制,“項(xiàng)目”也自然成了走過場(chǎng)；另外,有些學(xué)生不了解“項(xiàng)目”的意義,只是為了鍍鍍金,為簡(jiǎn)歷上添一筆,這樣勢(shì)必發(fā)揮不了“項(xiàng)目”的真正作用。此外,申報(bào)項(xiàng)目大多來自于教師的科研項(xiàng)目,和實(shí)驗(yàn)教學(xué)聯(lián)系在一起的很少,這樣也很難將實(shí)踐教育資源整合起來。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

2007年國(guó)家大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)改革,重點(diǎn)建設(shè)500個(gè)左右實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,推進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法、手段、隊(duì)伍、管理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新[10-11]。同時(shí),提出要全面落實(shí)本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的基本要求,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理,提高實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量[12],實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越受到重視。然而,傳統(tǒng)的教學(xué)理念導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于被動(dòng)位置而難以自成體系,實(shí)驗(yàn)課程仍舊只是理論課程的輔助形式,沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境來承擔(dān)實(shí)踐和創(chuàng)新的任務(wù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在以下問題:

(1) 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容比較單一,多以演示性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)形式為主,缺少綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性受到限制,不利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的培養(yǎng)；

(2) 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式大多是教師教,學(xué)生聽,師生之間缺少必要的互動(dòng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定側(cè)重學(xué)生平時(shí)課上的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況,不利于教師了解學(xué)生的想法和掌握知識(shí)的真實(shí)情況,不利于教學(xué)方法的改革；

(3) 受傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和組織方式的影響,實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般都是在固定的時(shí)間和專門的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,沒有給學(xué)生提供進(jìn)一步探究和延伸的空間,盡管提出開放性實(shí)驗(yàn),可是實(shí)際落實(shí)有一定的難度；

(4) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備大都集成度高,靈活度有限,看不到實(shí)驗(yàn)設(shè)備主體部分的具體結(jié)構(gòu),就以傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)為例,一共8項(xiàng)實(shí)驗(yàn),大都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的操作性并不強(qiáng),需要?jiǎng)邮值牡胤揭膊欢?存在“傻瓜化”的現(xiàn)象。

3　“項(xiàng)目”促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

以能源與動(dòng)力工程學(xué)院中的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)”為例,基于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的“穩(wěn)態(tài)球體法測(cè)粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)”和“液體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量”2個(gè)實(shí)驗(yàn),針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備的缺陷和不足,依據(jù)新的實(shí)驗(yàn)原理和方法,分別以“球體導(dǎo)熱儀測(cè)粒狀材料導(dǎo)熱系數(shù)方法和設(shè)備改進(jìn)”和“一種液體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)”為題，申請(qǐng)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn),“項(xiàng)目”對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著積極的促進(jìn)作用,如圖1所示。

圖1　“項(xiàng)目”對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用框圖

“項(xiàng)目”由教師和學(xué)生一起參與,互相交流與探討,有效地避免了傳統(tǒng)課堂上教師和學(xué)生的分立性。一方面有助于提高教師的專業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務(wù)能力,加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的交流,幫助教師了解學(xué)生的想法和學(xué)習(xí)情況,有助于教學(xué)方法的改革,提高教學(xué)質(zhì)量；另一方面學(xué)生在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,親自參與實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和研制,能夠提高學(xué)生的積極性,充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,也能讓其鞏固已做過的實(shí)驗(yàn),并能通過應(yīng)用新的理論,全面掌握所需的理論知識(shí)。在這個(gè)過程中,實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生會(huì)用到傳熱學(xué)、動(dòng)力工程測(cè)控技術(shù)、能源動(dòng)力類計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐等理論與實(shí)踐,有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通,并增加實(shí)驗(yàn)教師本身對(duì)理論教學(xué)的了解,拉近理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的距離。

多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)類型是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)多元化模式的重要組成部分,主要由綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)等構(gòu)成。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重訓(xùn)練學(xué)生參加科技發(fā)明活動(dòng)與科研課題研究,并將研究成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)用于促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的革新和擴(kuò)展。然而,受到實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)硬件條件和資金方面等條件的限制,開放性實(shí)驗(yàn)實(shí)施起來較難,本項(xiàng)目能夠作為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)的一個(gè)起點(diǎn)和基礎(chǔ),為更好地展開開放性實(shí)驗(yàn)提供探索的思路。此外,要找到與實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全契合的教學(xué)儀器也比較困難,目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備大都集成度高,靈活度有限,學(xué)生看不到實(shí)驗(yàn)設(shè)備主體部分的具體結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)的操作性并不強(qiáng),需要?jiǎng)邮值牡胤揭膊欢?基于這樣的一個(gè)契機(jī),自助研制、開發(fā)適合自己教學(xué)需要的實(shí)驗(yàn)儀器,也是走自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備之路的一個(gè)起點(diǎn)。自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備是教學(xué)改革的重要內(nèi)容,直接推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系及教學(xué)方法的改革。

4　實(shí)驗(yàn)教學(xué)為“項(xiàng)目”提供選題來源,整合資源

學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題,從而作為“項(xiàng)目”的選題來源,不僅能保證“項(xiàng)目”的可實(shí)施性,也能再次激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

例如：“穩(wěn)態(tài)球體法測(cè)粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)”這個(gè)實(shí)驗(yàn)是基于等厚度球狀壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程,特別適用于測(cè)量粒狀松散材料的導(dǎo)熱系數(shù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中會(huì)發(fā)現(xiàn),學(xué)生只能通過觀察、記錄溫度的實(shí)時(shí)變化之后,再通過計(jì)算出溫度變化率來近似判斷傳熱是否達(dá)到穩(wěn)定,這種判斷方法不具備實(shí)時(shí)性,且不直觀,不利于學(xué)生的觀察?；诖?采用A級(jí)PT100熱電阻測(cè)出的各點(diǎn)溫度,通過溫度變送器與USB采集卡,以數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)诫娔X,并且通過Labview編程將實(shí)時(shí)溫度以圖表(T-t,溫度-時(shí)間)形式反映出來。操作者改變電加熱器的功率之后,只需透過程序窗口中的T-t表觀察溫度變化曲線的斜率,這樣的設(shè)置較之前的設(shè)備而言,相對(duì)簡(jiǎn)易與直觀。在“液體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,會(huì)發(fā)現(xiàn)我校實(shí)驗(yàn)室液體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量設(shè)備大多參考測(cè)量固體導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法,實(shí)驗(yàn)原理與測(cè)量不良導(dǎo)體的穩(wěn)態(tài)平板法的實(shí)驗(yàn)原理基本相同。為限制對(duì)流對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的影響,被測(cè)液體的厚度一般要求在3 mm以下,因此,對(duì)盛裝樣品的容器的制作要求很高。實(shí)驗(yàn)設(shè)備本身具有環(huán)境散熱量大、冷卻不及時(shí)、冷端溫度不穩(wěn)定等缺點(diǎn),使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值存在較大的誤差。同時(shí),設(shè)備笨重不靈活,且盛裝被測(cè)液體的容器不易清洗。學(xué)生針對(duì)以上問題,基于通過圓柱的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程,設(shè)計(jì)了一套新的實(shí)驗(yàn)裝置,采用靈活的拼裝設(shè)計(jì),便于實(shí)驗(yàn)裝置的維護(hù)與清洗。實(shí)驗(yàn)裝置小巧易安裝和攜帶,也便于測(cè)量多種液體的導(dǎo)熱系數(shù)。

在這樣的探索過程中,學(xué)生通過搜集文獻(xiàn)資料、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、全面應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)等，能力得到提高；同時(shí),“項(xiàng)目”的實(shí)施有較好的平臺(tái),充分地利用了學(xué)校的教育資源,將學(xué)生、教師以及實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施等有效地整合,如圖2所示。

圖2　教育資源整合圖

5　結(jié)語

創(chuàng)新不被固有想法所束縛,然而創(chuàng)新也不是異想天開,仍需具備一定的客觀性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目提供了理論依據(jù)和實(shí)踐資源,大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了改革良方,改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,探索并建立以問題和課題為核心的教學(xué)模式,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。這兩者緊密結(jié)合,互相滲透,協(xié)同配合,有利于整合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)資源,建立開放共享的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

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Synergic relationship between “Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Program” and experimental teaching

Zou Yanfang, Zhang Lixin, Gao Ming, Wang Zhiyun

(School of Energy and Power Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, China)

The “Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Program” aims at promoting the reform of university undergraduate teaching quality and enhancing students’ innovative ability. As an important part of undergraduate teaching and practical education,the experimental teaching has much in common with the program in function. It may be worth contemplating how to combine the both. The status of the two is introduced,and the synergic relationship is analyzed with practical experience.

innovation and entrepreneurship training program; experimental teaching; synergic relationship

10.16791/j.cnki.sjg.2016.09.045

2016-03-15

上海理工大學(xué)2016年度教師教學(xué)發(fā)展研究重點(diǎn)項(xiàng)目(CFTD160147Z)

鄒艷芳(1987—),女,湖北洪湖,碩士,助理實(shí)驗(yàn)師,主要從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作.

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G642.0

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1002-4956(2016)9-0172-03