唐 力, 張文娟

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心, 江蘇 徐州 221116)

實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索

唐 力, 張文娟

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心, 江蘇 徐州 221116)

創(chuàng)新教育是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其重要的組成部分。深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,探索獨(dú)立設(shè)課、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,構(gòu)建個(gè)性化平臺(tái),建立以學(xué)生為本的教育理念,是開展創(chuàng)新教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑。

創(chuàng)新人才； 創(chuàng)新教育； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家是21世紀(jì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。高校是貫徹國(guó)家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的重要力量,擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)符合創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)所需人才的重大責(zé)任,培養(yǎng)創(chuàng)新人才是歷史賦予高校的歷史使命。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)依賴于創(chuàng)新教育。開展創(chuàng)新教育研究,改革人才培養(yǎng)模式,營(yíng)造良好的創(chuàng)新教育環(huán)境是高校教學(xué)改革,特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革面臨的重大課題[1-3]。

1 創(chuàng)新教育的內(nèi)涵

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育,是在全面實(shí)施素質(zhì)教育過(guò)程中,著重解決學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)問(wèn)題。創(chuàng)新教育是在扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)基礎(chǔ)上,依靠實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科技實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到創(chuàng)新教育的開展和成效,對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起著至關(guān)重要作用。

2 實(shí)施創(chuàng)新教育的障礙

目前一些高校普遍存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式化、實(shí)驗(yàn)形式填鴨化、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和管理僵化的“記憶力教育”教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)停留在對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證及加深理解的附屬層面上。以教為中心的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?更多的是控制與支配,沒有足夠的實(shí)踐空間和思維時(shí)間留給學(xué)生,實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,實(shí)驗(yàn)教學(xué)收效甚微[4-5]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、更新速度過(guò)慢、嚴(yán)重脫離生產(chǎn)實(shí)際,與現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展極不適應(yīng),這些都嚴(yán)重制約了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的形成,與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)格格不入[6]。這些都是實(shí)施創(chuàng)新教育的障礙。

3 創(chuàng)新教育模式

創(chuàng)新就要打破常規(guī),營(yíng)造良好的創(chuàng)新環(huán)境 氛圍,為創(chuàng)新人才的成長(zhǎng)提供條件。我校通過(guò)深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、構(gòu)建創(chuàng)新教育模式,在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中取得了顯著成效。

3.1 獨(dú)立設(shè)課，開展多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校創(chuàng)新教育體系的重要組成部分,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)之間既有一定的聯(lián)系,又存在一定的獨(dú)立性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立設(shè)課徹底改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬地位,從課堂教學(xué)中分離出來(lái)與課堂理論教學(xué)并行,在科學(xué)性、系統(tǒng)性和銜接性的前提下自成體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立設(shè)課單獨(dú)考核提高了學(xué)生的重視程度,獨(dú)立設(shè)課以后實(shí)驗(yàn)室不再隸屬單一課程,多學(xué)科相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室資源整合,專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備合理布置,教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合。實(shí)驗(yàn)環(huán)境得到了大大改善,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增加，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富,滿足綜合訓(xùn)練的要求,也為以后學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)提供了場(chǎng)所,構(gòu)建出創(chuàng)新教育開展的平臺(tái)。獨(dú)立設(shè)課奠定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的多元化的基礎(chǔ),為基礎(chǔ)型、綜合型、創(chuàng)新型多種實(shí)驗(yàn)類型并存提供了條件。同時(shí)層級(jí)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠滿足不同層次、不同興趣學(xué)生學(xué)習(xí)的要求[7-8],促進(jìn)了不同層次學(xué)生創(chuàng)新教育的開展。

我校在學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課和公共選修課實(shí)驗(yàn)課程中都進(jìn)行了獨(dú)立設(shè)課、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索和實(shí)踐。以學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)工程圖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為例,“工程圖學(xué)實(shí)驗(yàn)”是機(jī)械類和非機(jī)械類(如:電器、材料、環(huán)測(cè)、電力專業(yè)等)學(xué)生最要選擇的實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)涉及人數(shù)多、專業(yè)廣的實(shí)驗(yàn)中開展創(chuàng)新教育,必須改革傳統(tǒng)的單一實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)實(shí)施多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué),這樣才能有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,開展創(chuàng)新教育?！澳Ｐ图庸ぶ谱鳌?模塊是“工程圖學(xué)實(shí)驗(yàn)”必選內(nèi)容之一,要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式選擇和進(jìn)行實(shí)驗(yàn),提交組合體和回轉(zhuǎn)體模型作品實(shí)物及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

機(jī)械類選擇創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的學(xué)生要經(jīng)歷查閱資料—提出設(shè)計(jì)方案和草圖—了解加工材料、設(shè)備—修改設(shè)計(jì)草圖、繪制加工圖—制定加工流程—加工制作—完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程中無(wú)論是課前的構(gòu)型和加工工藝資料的查閱、組合體和回轉(zhuǎn)體模型創(chuàng)意方案的確定,還是了解加工設(shè)備、制定加工流程以及繪制出加工圖紙，學(xué)生都積極主動(dòng)充滿了學(xué)習(xí)的熱情。在課堂上作品的制作中學(xué)生大膽動(dòng)手加工制作,對(duì)每道工序仔細(xì)觀察、細(xì)致分析,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和加工存在的問(wèn)題,積極思考，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師幫助下完成加工圖修改、完善加工方案，最終制作出模型作品。學(xué)生得到了系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和機(jī)械加工訓(xùn)練,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、幾何精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)、材料成型工藝、機(jī)械制造工藝等課程形成了初步的認(rèn)識(shí),為未來(lái)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及綜合運(yùn)用、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。

選擇基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的學(xué)生按著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求,安裝模型模板、規(guī)定實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行圖形繪制和模型加工制作,解決了非機(jī)械類學(xué)生自己設(shè)計(jì)模型和制定加工流程能力不足、建立實(shí)驗(yàn)興趣困難、多數(shù)人不能動(dòng)手影響實(shí)驗(yàn)效果的問(wèn)題,在基礎(chǔ)的層面上加深了對(duì)工程圖學(xué)知識(shí)的理解,鍛煉了實(shí)踐能力,開闊視野。

3.2 構(gòu)建個(gè)性化培養(yǎng)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)室開放為學(xué)生搭建了一個(gè)開放的創(chuàng)新教育平臺(tái)[9],使學(xué)生有了獨(dú)立思考、自由發(fā)揮、自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間,激發(fā)了自主學(xué)習(xí)的積極性,變被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)為主動(dòng)探索。不同興趣和愛好的學(xué)生都可以找到自己的切入點(diǎn),有了了解、參與前沿科技的機(jī)會(huì),每個(gè)人的個(gè)性都可以得到充分發(fā)揮。

3.2.1 開放實(shí)驗(yàn)，營(yíng)造創(chuàng)新教育氛圍

實(shí)驗(yàn)開放是針對(duì)傳統(tǒng)的單一固定實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行的改革,本著以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的原則,充分考慮學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力水平,并尊重其個(gè)性選擇,學(xué)生可以根據(jù)自己專業(yè)特長(zhǎng)、興趣愛好和實(shí)際能力選擇和完成實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)較差的學(xué)生能夠補(bǔ)做未完成的實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)好的學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)可以延續(xù)課堂實(shí)驗(yàn)使其升華，也可以自己重新選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或科技創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合實(shí)驗(yàn),單學(xué)科實(shí)驗(yàn)變成多學(xué)科系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室管理上采用多學(xué)科統(tǒng)一管理,學(xué)科之間可以交叉運(yùn)行,開放實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一安裝門禁系統(tǒng),滿足學(xué)生選擇多學(xué)科實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求。實(shí)驗(yàn)室配備經(jīng)驗(yàn)豐富的教師幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題,使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

3.2.2 創(chuàng)新實(shí)踐基地開放，打造科技競(jìng)技平臺(tái)

創(chuàng)新實(shí)踐基地的建立是高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的第二課堂,為課外創(chuàng)新教育的開展創(chuàng)造了良好的條件和氛圍。我校對(duì)“大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新基地”和“機(jī)器人俱樂(lè)部”大力支持,撥出專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)、配備多名教師支持學(xué)生開展課外科研創(chuàng)新活動(dòng)。在基地學(xué)生自主管理，自我約束能力、責(zé)任心、合作精神和管理能力得到了鍛煉。在 “挑戰(zhàn)杯”“機(jī)械設(shè)計(jì)大賽”“創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)大賽”“機(jī)器人大賽”“工程訓(xùn)練大賽” 和“數(shù)學(xué)建模大賽”等一系列省、國(guó)家級(jí)大賽中,學(xué)生踴躍參加,自愿組成團(tuán)隊(duì),新老結(jié)合,強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合,在經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,多項(xiàng)賽事都取得了優(yōu)異的成績(jī)。在賽事籌備、作品設(shè)計(jì)、制作以及比賽過(guò)程，學(xué)生迎難而上,百折不撓,在突發(fā)事件面前,學(xué)會(huì)了頭腦冷靜深入分析,臨危不亂。通過(guò)各項(xiàng)大賽充分挖掘了學(xué)生的創(chuàng)新潛能,培養(yǎng)了競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、增強(qiáng)了決斷能力、積累了創(chuàng)新人才具備的素養(yǎng)。

3.2.3 科研實(shí)驗(yàn)室開放，造就科技人才

科研是高校獨(dú)立性與知識(shí)性的集中體現(xiàn),是新知識(shí)和新技術(shù)的源泉?？蒲袑?shí)驗(yàn)室對(duì)本科生開放,引導(dǎo)學(xué)生介入科研是培養(yǎng)學(xué)生科研意識(shí)、提高創(chuàng)新能力的有效途徑。我校是全國(guó)唯一以礦業(yè)命名的特色鮮明高水平高校,有一批高水平科技創(chuàng)新專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,每年承擔(dān)著大量各類科技項(xiàng)目,引領(lǐng)著行業(yè)的科技前沿。本科生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室和碩士、博士生一起參與科研項(xiàng)目,不僅促進(jìn)了專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和提高,同時(shí)也學(xué)到了許多課外知識(shí)。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中,培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,對(duì)充分挖掘創(chuàng)新潛能、提高創(chuàng)新能力起到了積極的作用,為有志于將來(lái)繼續(xù)研究深造的學(xué)生提供科研活動(dòng)平臺(tái)，培養(yǎng)出一批具有理性、求實(shí)、批判和協(xié)作創(chuàng)新精神的優(yōu)秀科研人才。另一方面科研實(shí)驗(yàn)室開放充分發(fā)揮了科研資源和教師的作用,使學(xué)生接觸到最新的科研成果和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,使他們能夠了解到學(xué)科前沿,學(xué)習(xí)與先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)，最大限度提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的利用率。

4 以人為本,變“教”為“導(dǎo)”

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生共同參與相互配合的過(guò)程,在此過(guò)程中開展創(chuàng)新教育要堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以創(chuàng)新為重點(diǎn)教育理念,建立平等的師生關(guān)系,以創(chuàng)新型教師為主導(dǎo),帶動(dòng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

以人為本是科學(xué)發(fā)展觀的核心, 具有深厚的道德內(nèi)涵。對(duì)于教育事業(yè)而言, 以人為本即以學(xué)生為本, 一切為了學(xué)生的未來(lái)[10]。高校是學(xué)生邁向社會(huì)的最后一站,是通向社會(huì)的橋梁,是他們從傳統(tǒng)的應(yīng)試教育走向自主學(xué)習(xí)、建立創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力最終成長(zhǎng)為創(chuàng)新人才的階段,而實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和方法是影響這次轉(zhuǎn)型的重要的因素。以學(xué)生為本,變“教”為“導(dǎo)”,就是要變教師的單純說(shuō)教為合作、引導(dǎo)和分享,為學(xué)生提供主動(dòng)創(chuàng)造的條件。實(shí)驗(yàn)課前積極引導(dǎo)學(xué)生選擇、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)自主學(xué)習(xí)積極性；課堂上營(yíng)造溫馨、和諧、信任的環(huán)境,鼓勵(lì)學(xué)生大膽動(dòng)手、積極提出創(chuàng)意,啟迪創(chuàng)新思維靈感；當(dāng)遇到問(wèn)題的時(shí)候師生共同商討解決方法,共同分享成功的快樂(lè),使學(xué)生在活躍的氣氛中進(jìn)步成長(zhǎng)；鼓勵(lì)學(xué)生課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室參與管理,在儀器設(shè)備調(diào)試、保養(yǎng)和維修的過(guò)程中,在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中, 發(fā)現(xiàn)理論和實(shí)踐知識(shí)的不足,明確學(xué)習(xí)的目標(biāo), 找到學(xué)習(xí)方向,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)[11-12],使學(xué)生創(chuàng)新能力在潛移默化中得到提升。

5 緊跟學(xué)科發(fā)展,更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)性大綱,實(shí)驗(yàn)教材的優(yōu)劣直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的的效果。編寫適合創(chuàng)新教育的實(shí)驗(yàn)教材首先要從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)出發(fā)。在實(shí)驗(yàn)類型設(shè)置上,增加綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)比例,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多樣化,不同層次的學(xué)生可以根據(jù)自己的能力、興趣選擇性完成實(shí)驗(yàn)；另一方面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開出既適合社會(huì)需要,又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實(shí)驗(yàn)；另外，將教師的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的又一有效的途徑。開出具有創(chuàng)新內(nèi)容特色鮮明的綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),這不僅大大提高科研儀器設(shè)備的利用率,也可以使學(xué)生盡早接觸先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備,理解科研的真正含義,把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與相關(guān)行業(yè)發(fā)展聯(lián)系在一起,在建立學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí),為創(chuàng)新教育的開展打下基礎(chǔ)。

6 結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要?jiǎng)?chuàng)新教育。在現(xiàn)有教育體系下開展創(chuàng)新教育,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才,是高校教學(xué)改革的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié),探索獨(dú)立設(shè)課、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,構(gòu)建開放式個(gè)性化培養(yǎng)平臺(tái),建立以學(xué)生為本的教育理念,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新、個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造條件,是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑。

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[10] 凌琪.環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].煤炭高等教育,2005,23(4):110-111.

[11] 徐國(guó)勛,夏黎業(yè).實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有自己相對(duì)獨(dú)立的體系:改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先要轉(zhuǎn)變教育思想[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育,1987(4):33-34.

[12] 夏臨華.以“三結(jié)合、三轉(zhuǎn)變”理念推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].中國(guó)高等教育研究，2009(10)：21-22.

Exploration on experimental innovative education and innovative talent training

Tang Li, Zhang Wenjuan

(Mechanical & Electrical Engineering College, China University of Mining & Technology, Xuzhou 221116, China)

The innovative education is a complicated system engineering, and the experimental teaching is an important part of deepening the reform of experimental teaching, in order to explore independent courses, multi-level experimental teaching mode, build the personalized platform, and set up taking the student as this education concept, which is an effective way to cultivate innovative talents.

innovative talents; innovative education; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2017.05.004

2016-12-06 修改日期：2017-02-17

國(guó)家級(jí)精品資源共享課；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PPZY2015B120)

唐力(1962—),女,江蘇徐州,本科,研究員,主要從事車輛工程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室管理.

E-mail：tangli20000@126.com

G642

A

1002-4956(2017)5-0011-03