張民生，王秀海，洪 波，高冬梅

（中國海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100）

促進學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提升的特色教學(xué)模式探索

張民生，王秀海，洪 波，高冬梅

（中國海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100）

該文以退役高端儀器為載體建立了創(chuàng)新教育的實踐平臺，設(shè)計了相關(guān)基于儀器技術(shù)的實訓(xùn)項目，開設(shè)了全校通識選修課程；并依托該平臺開設(shè)了基于學(xué)生本身興趣的自主實踐項目和“大學(xué)生實驗設(shè)計活動周”活動。同時，為促進學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)，保障人才培養(yǎng)的質(zhì)量，提出了“6段式”實訓(xùn)模式。實踐結(jié)果表明，多項舉措顯著提高了學(xué)生的實踐興趣，增強了其實踐能力和創(chuàng)新思維。

退役儀器；創(chuàng)新能力；特色教學(xué)；實訓(xùn)項目

“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”，實踐教學(xué)是學(xué)校教學(xué)工作的重要組成部分，是深化課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生獲取、掌握知識的重要途徑。國家高度重視高校學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，教育部“質(zhì)量工程”要求人才培養(yǎng)“實現(xiàn)從注重知識傳授向更加重視能力和素質(zhì)培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變”；《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》要求“開發(fā)實踐課程和活動課程，增強學(xué)生科學(xué)實驗、生產(chǎn)實習(xí)和技能實訓(xùn)的成效”“優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，豐富社會實踐，強化能力培養(yǎng)”。

儀器是高校科學(xué)研究和人才培養(yǎng)的重要保障，而大型、精密、貴重儀器設(shè)備在實踐教學(xué)中也發(fā)揮越來越關(guān)鍵的作用。只有熟練掌握儀器結(jié)構(gòu)、原理才能為日后基于儀器的科研及創(chuàng)新工作提供更為有效的支撐［1］。近年來，隨著國家“科教興國”戰(zhàn)略的實施以及建設(shè)的推進，我?？蒲醒b備配置條件不斷升級、完善，主要體現(xiàn)在規(guī)模逐年擴大、技術(shù)日趨先進、更新?lián)Q代速度不斷加快。與此同時，大量“服役期滿”以及長期閑置的儀器設(shè)備相繼被更新、替代以至退役，其中不乏大型、精密、貴重儀器設(shè)備，我們稱之為“高端儀器”。盡管這些高端儀器設(shè)備已經(jīng)進入功能老化、指標(biāo)下降、服役超期的階段，但其本身代表了近現(xiàn)當(dāng)代科技的發(fā)展水平，生動體現(xiàn)了所處領(lǐng)域的經(jīng)典技術(shù)與當(dāng)今世界先進科學(xué)、高新技術(shù)的密切結(jié)合，可謂之先進科學(xué)技術(shù)的集大成者。若將這些退役儀器作為廢品進行簡單粗暴處理，勢必會造成寶貴教育資源的極大浪費［2－3］。

為此，我們一方面以強化實踐教學(xué)有關(guān)要求為重點，以創(chuàng)新實踐育人方法途徑為基礎(chǔ)，積極探索實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式；另一方面，以積極利用現(xiàn)有教育資源為出發(fā)點，積極探索我校退役儀器的利用，發(fā)揮其剩余價值?；谏鲜鰞蓚€基本出發(fā)點，參考以往經(jīng)驗［4－5］，我們從以下幾個方面入手，將高端退役儀器納入本科生實踐教學(xué)中，采用多層次的實踐模式，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

1 特色培養(yǎng)模式舉措

2.1 建立創(chuàng)新教育的實踐平臺

創(chuàng)新教育環(huán)境的好壞，是關(guān)系到創(chuàng)新教育能否順利開展的重要條件，實驗中心從創(chuàng)新人才培養(yǎng)的特點和需求出發(fā)，結(jié)合我校高端退役儀器的現(xiàn)狀，充分發(fā)掘廢舊儀器的剩余價值和邊際效應(yīng)，在我校國有資產(chǎn)與實驗室管理處的大力支持下建立了技能訓(xùn)練中心作為本科創(chuàng)新教育的實踐平臺。

實踐創(chuàng)新平臺的建設(shè)有以下4點思路。

1）設(shè)立專門的實驗室，用于分類存放、展示相關(guān)的退役儀器。

2）設(shè)立專門的儀器重組、維修室，用于拆解、改裝、加工、回收利用相關(guān)的退役儀器和支持學(xué)生科技發(fā)明活動。

3）針對已辦理退役手續(xù)的庫存儀器設(shè)備進行篩選，選擇能夠體現(xiàn)創(chuàng)新思想，具有創(chuàng)新內(nèi)涵的儀器設(shè)備；收集與儀器設(shè)備相關(guān)的技術(shù)資料、應(yīng)用文獻，并按儀器設(shè)備用途和功能歸整分類，根據(jù)不同類別儀器的原理和技術(shù)結(jié)構(gòu)特點，將儀器進行歸類。

4）結(jié)合實驗中心現(xiàn)有的開放制度及實驗平臺建設(shè)的根本目的，制定相關(guān)的實驗室開放管理條例，為學(xué)生提供寬松實驗環(huán)境。

2.2 建設(shè)實訓(xùn)項目

分析測試儀器是當(dāng)今先進科學(xué)技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，具有典型的技術(shù)交叉性、集成性特點。針對這一特點，我們基于退役儀器本身所富含的光學(xué)、電學(xué)、計算機、自動控制、精密機械及材料科技等設(shè)計一系列簡單、通識且具有代表性的實踐項目，如圖1所示。同時，針對國家實踐人才培養(yǎng)要求，這些實踐項目設(shè)計成技能拓展性、綜合設(shè)計性、研究創(chuàng)新性、自主實踐性。實踐項目的最終目標(biāo)是使學(xué)生具備一定的研究、開發(fā)、設(shè)計及制作能力。另外，將退役儀器與在役儀器相結(jié)合，以配合我院定期舉辦的大型儀器技術(shù)培訓(xùn)交流活動。

2.3 建立實訓(xùn)模式

實踐教學(xué)是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，而實踐教學(xué)模式則是判斷能否具有創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要標(biāo)志。結(jié)合高端儀器多領(lǐng)域現(xiàn)代先進技術(shù)交叉、集成的特征，實驗中心在實踐教學(xué)中注重調(diào)動學(xué)生的積極主動性，訓(xùn)練其創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，創(chuàng)建了“問題提出—技術(shù)剖析—原理探究—橫向類比—縱向發(fā)散—領(lǐng)悟思變”的“6段式”實訓(xùn)模式，如圖2所示。

圖1 課程設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

圖2 實訓(xùn)模式框架圖

該實訓(xùn)模式的過程為：通過特定技術(shù)問題的提出，實機剖析該技術(shù)實現(xiàn)方法及其所依托的科學(xué)原理，進而調(diào)查該技術(shù)的其他應(yīng)用形態(tài)以及目前水平（國內(nèi)外）、制約因素及發(fā)展趨勢；然后對社會領(lǐng)域（經(jīng)濟、法律、政策、市場、行業(yè)等）涉及該技術(shù)的相關(guān)信息（應(yīng)知的、必備的、興趣關(guān)注的）進行系統(tǒng)收集；最后分析信息價值及其與技術(shù)問題的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并激發(fā)新構(gòu)思或提出新問題。該模式的基本目標(biāo)是激發(fā)興趣想象、訓(xùn)練創(chuàng)造思維、培養(yǎng)創(chuàng)新稟賦。

該模式是基于運用發(fā)明創(chuàng)造方法學(xué)和創(chuàng)造心理學(xué)相關(guān)原理而產(chǎn)生的，其目標(biāo)是使實訓(xùn)升華為學(xué)生寬泛知識獲取、創(chuàng)新思維形成、創(chuàng)造靈感激發(fā)的又一個本源，其過程不是機械的動手操練，而是“手腦并用”“學(xué)思結(jié)合”和“知行合一”，促進學(xué)生自身能力、知識、素質(zhì)的全面、協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.4 開設(shè)全校選修實訓(xùn)課程

基于實踐項目、實踐教學(xué)模式及實踐教學(xué)平臺建設(shè)，在我校開設(shè)了全校通識選修課程——本科生專業(yè)技能拓展訓(xùn)練項目。課程中實踐項目根據(jù)難度由簡單到復(fù)雜進行分組，針對不同層面的學(xué)生開展相應(yīng)的實踐項目。而每個項目的實施內(nèi)容則以問題發(fā)現(xiàn)、問題分析及問題解決（如圖3所示）3個技術(shù)模塊為主體對學(xué)生的動手能力、實踐能力進行強化培養(yǎng)，在每個模塊中設(shè)置不同的方法、手段，對學(xué)生的創(chuàng)新思維進行訓(xùn)練。該做法的目的是強化實踐能力與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，進而達到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生對此課反響積極、參與踴躍，并且還有不少的文科專業(yè)學(xué)生選修。該課已成為全校各專業(yè)學(xué)生普遍關(guān)注的熱門選修課之一。

圖3 教學(xué)思路框圖

2.5 開設(shè)自主實踐項目

除了技能訓(xùn)練課程，實驗中心還根據(jù)高端儀器具有集成智能控制、檢測測量、精密光學(xué)和機電一體化等技術(shù)特點，依托淘汰的通用儀器和高端儀器，開展基于自主實踐的訓(xùn)練項目。

自主實踐項目與技能訓(xùn)練課程在內(nèi)容上具有一定的相似性，但是技能訓(xùn)練課程采用指定性的方式要求學(xué)生完成一定的實踐項目，而自主實踐項目以學(xué)生為主體，關(guān)注學(xué)生的興趣點，實踐項目由學(xué)生自主選擇或者自己提出。為此，實驗中心從以下5個方面入手解決。

1）由于擁有較為豐富的退役儀器資源，在實踐中不再要求學(xué)生統(tǒng)一完成實踐項目，學(xué)生可以任意選擇一項感興趣的項目。

2）在每個實踐項目的基本要求學(xué)生能夠繪出儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理。

3）針對特定的結(jié)構(gòu)要求學(xué)生思考工作原理，并在拆卸之后重新組裝，然后指導(dǎo)教師會在該過程中給學(xué)生創(chuàng)造一些困難，學(xué)生只有通過一定的思考及分析后才能解決這些困難。

4）將創(chuàng)新文化融入實踐課程中，給學(xué)生講解典型結(jié)構(gòu)或部件的創(chuàng)新思想及其應(yīng)用，使其感受知識和技術(shù)創(chuàng)新巨大魅力。

5）學(xué)生針對自己的實踐項目撰寫相關(guān)的實踐報告。這種實踐教學(xué)模式不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力及創(chuàng)新思維，還有助于培養(yǎng)其創(chuàng)新意識及創(chuàng)新成就感。

為保障課程的順利實施以及擴充教學(xué)資源，豐富教學(xué)內(nèi)容實踐項目基于3開型特色的建設(shè)思路，即項目本身是開放型，其內(nèi)容可靈活拓展、延伸；通過剖析或借鑒項目所含技術(shù)，可開發(fā)探索技術(shù)的仿用或轉(zhuǎn)用；項目實施是開放式環(huán)境，實驗室資源為學(xué)生全面開放。這種做法不僅可以保證學(xué)生實踐興趣的不斷提升，同時還具有靈活性和機動性?！?開型”項目也為學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）以及SRDP等課外創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動提供了有力支撐。“3開型”項目不僅在“增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間和空間、拓寬學(xué)生的知識面、增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進學(xué)生個性發(fā)展”方面發(fā)揮了積極作用，而且有效提高了學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力和就業(yè)能力。

2.6 開展角色轉(zhuǎn)變、發(fā)揮主觀能動性的實踐設(shè)計活動

為了進一步培養(yǎng)學(xué)生主動創(chuàng)新性和團隊協(xié)作性，實驗中心采用“角色反轉(zhuǎn)”方式，在學(xué)校教務(wù)部門的大力支持下，在每年的小學(xué)期期間專門舉辦“大學(xué)生實驗設(shè)計活動周”活動，讓學(xué)生參與到實驗設(shè)計中。

具體措施有以下4點。

1）讓學(xué)生以小組的形式參加實驗設(shè)計。

2）學(xué)生根據(jù)專業(yè)或其他興趣自主選題，并提交實驗方案，經(jīng)過相關(guān)教師審查確認為有新意及可行者，實驗中心提供空間和實驗資源保證其完成相關(guān)實驗，并為其配一名指導(dǎo)教師。學(xué)生在實驗中，針對不夠完善的試驗進行微調(diào)。

3）撰寫試驗報告詳細介紹實驗方法、數(shù)據(jù)的處理方法，分析實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果，并對研究結(jié)果做出恰如其分的判斷、評價，闡明自己的主要工作和成就，提出的新觀點、新結(jié)果。

4）撰寫試驗指導(dǎo)為其他學(xué)生提供參考。

實驗活動周活動的舉行不僅調(diào)動了學(xué)生的能動性、創(chuàng)造性，讓學(xué)生參與自主實踐項目課程的建設(shè)工作，并成為實踐項目的原創(chuàng)設(shè)計者，同時還豐富了實踐項目的內(nèi)容。

2 討論

學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是實踐教學(xué)的目標(biāo)之一，國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要在人才建設(shè)主要任務(wù)中指出：“要創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，建立學(xué)校教育和實踐鍛煉相結(jié)合、國內(nèi)培養(yǎng)和國際交流合作相銜接的開放式培養(yǎng)體系。探索并推行創(chuàng)新型教育方式方法，突出培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力?！贝髮W(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)依賴于課程設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實踐教學(xué)、實踐平臺、創(chuàng)新環(huán)境營造等［6］。由于教育體制、教育資源等客觀因素和學(xué)生本身的思維定式、害怕失敗的心理障礙等主觀因素限制，大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)培養(yǎng)諸多困難和問題［7］。實驗教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹饕侄危彩歉叩冉逃闹匾M成部分，它既是聯(lián)系課堂理論教學(xué)的橋梁，又是培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Σ⒃诳蒲袑嵺`中培養(yǎng)創(chuàng)造性實驗?zāi)芰Φ挠行緩?，實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面有著理論教育所不可替代的作用。實驗教學(xué)觀念的創(chuàng)新是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和能力的途徑［8］。

圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法這一命題，實驗中心充分分析了學(xué)院的主客觀因素，按照創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基本要求，參考國內(nèi)對退役儀器資源化利用［3，9－11］方法，建立了基于退役儀器的實踐平臺。其次是為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，構(gòu)建“6段式”實訓(xùn)的實踐教學(xué)方法，有利于改變學(xué)生的思維定式。除平時的實踐課程外，實驗中心專門為學(xué)生舉辦的大學(xué)生實踐活動周，其目的就是轉(zhuǎn)換學(xué)生角色，使其由被動實驗變?yōu)橹鲃訉嶒?，培養(yǎng)其在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。這樣多層次的實踐教學(xué)模式在一定程度上解決了大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)主觀和客觀上存在的問題。學(xué)生在近幾年的實踐表現(xiàn)表明，實驗中心提出的實踐教學(xué)模式明顯改變了學(xué)生的思維定式，并強化了其動手能力和實踐能力。

3 結(jié)束語

實踐教學(xué)是大學(xué)本科教育的重要組成部分，也是人才培養(yǎng)的重要手段。本文以《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》要求為出發(fā)點，結(jié)合我校現(xiàn)有高端退役儀器現(xiàn)狀，以退役儀器為載體建立學(xué)生實踐平臺，以“6段式”實訓(xùn)教學(xué)為實踐教學(xué)方法，采用多層次實踐活動，探索了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。實踐效果表明，這種培養(yǎng)模式能夠顯著改變學(xué)生的思維定式，提高其實踐能力和創(chuàng)新能力。

［1］朱清時.必須重視原始創(chuàng)新能力［J］.實驗室研究與探索，2009（6）：1－4.

［2］許小永.淘汰儀器設(shè)備的深度開發(fā)與綜合利用［J］.實驗室研究與探索，2004（5）：96－98.

［3］甘曉曄，劉志遠，吳健，等.利用淘汰儀器開發(fā)實驗項目的嘗試［J］.實驗室研究與探索，2005（1）：103－105.

［4］王紫婷，孫愛良，姚曉通，等.構(gòu)建分層次創(chuàng)新活動平臺，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力［J］.實驗室研究與探索，2008（7）：11－13.

［5］侯曉霞，林嶸，康其桔，等.建立多層次實踐教學(xué)架構(gòu)提高學(xué)生創(chuàng)新能力［J］.實驗室研究與探索，2005（S1）：45－46.

［6］蘇玉榮.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究［D］.武漢：武漢理工大學(xué)，2013.

［7］王穎，張闖，劉素貞.我國大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)困局剖析與對策初探［J］.大學(xué)教育，2015（7）：47－49.

［8］呂亞萍.實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用和方法［J］.實驗室研究與探索，2001（6）：23－25.

［9］張民生，樊玉清，洪波，等.利用淘汰儀器進行本科生技能拓展訓(xùn)練課程的建設(shè)［J］.實驗室研究與探索，2011（3）：310－313.

［10］曾玲玉.如何利用淘汰儀器培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力［J］．內(nèi)江科技，2006（1）：12.

［11］劉積學(xué)，劉運浩.基于淘汰儀器的開放實驗室建設(shè)的研究與探索［J］.實驗技術(shù)與管理，2003，20（2）：158－160.

Exploration on Characteristic Teaching M ode of Promoting Students Practical and Innovative Capabilities

ZHANG Minsheng，WANG Xiuhai，HONG Bo，GAO Dongmei
（College of Environmental Science＆Engineering，Ocean University of China，Qingdao 266100）

In this paper，an innovation education practical platform was established by taking retired advanced instruments as the vector，and relevant training programs were designed for a general and selective course was open to the whole university．Meanwhile，some autonomous practical programs and“experiment designing activity week for college students”were specially arranged．In addi tion，in order to promote cultivation of innovative thinking of the students and ensure the cultivation quality，a“six stage”training mode was proposed．Practical results show that the above mentioned measures can significantly improve the practical interests of students and enhance their practical capabilities and innovative thinking．

retired instrument；innovative capability；characteristic teaching；training program

G642.0

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.028

2016－03－11；修改日期：2016－05－23

中國海洋大學(xué)本科教學(xué)工程項目（2017JY50）。

張民生（1980－），男，碩士，實驗師，主要從事實踐教學(xué)與儀器技術(shù)研究。