耿 欣，徐玉娟，李曉偉，溫廣武

(1.山東理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255000;2.山東理工大學(xué) 工程陶瓷研究院，山東 淄博 255000)

實驗教學(xué)是高等教育的重要組成部分，是學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要環(huán)節(jié)，它對學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)的思維方法、鍛煉研究問題和理論聯(lián)系實際的能力起著重要作用[1]。過去高等院校主要側(cè)重于課堂教學(xué)，即注重于專業(yè)知識的傳授，無法培養(yǎng)和提高大學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新能力，專業(yè)知識難以學(xué)以致用，致使無法滿足培養(yǎng)符合社會需求的應(yīng)用型高級專門人才的需求(即“基礎(chǔ)厚、能力強、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神”)。尤其針對于將要畢業(yè)的大四學(xué)生，實驗操作能力的薄弱讓他們的畢業(yè)論文設(shè)計進展緩慢，難以提出創(chuàng)新性的想法和思路，也使他們在就業(yè)和工作過程中無法表現(xiàn)出有利的競爭優(yōu)勢。

為了提高大學(xué)生的實驗操作能力和創(chuàng)新能力，山東理工大學(xué)出臺《山東理工大學(xué)關(guān)于推進課程教學(xué)改革的意見》，調(diào)整人才培養(yǎng)方案，深化學(xué)分制改革，注重過程性考核，建立了“三層次、六模塊、全過程”實踐教學(xué)體系和運行機制；并完善了實驗條件。此外，山東理工大學(xué)創(chuàng)新學(xué)院與材料學(xué)院聯(lián)合開設(shè)材料創(chuàng)新實驗課程，旨在培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。創(chuàng)新性實驗不同于一般的驗證性實驗，沒有明確的實驗方案，需要學(xué)生在實驗過程中根據(jù)實驗?zāi)康募耙?，結(jié)合所學(xué)知識創(chuàng)造性的設(shè)計具體實驗方案，并不斷探索、修訂和完善，最終獲得合理的實驗方案，并將其付諸實施獲得相應(yīng)的實驗結(jié)果[2]。根據(jù)創(chuàng)新實驗課程的特點，提出堅持“興趣驅(qū)動，重在過程”的教學(xué)原則，經(jīng)過近幾年的實踐，該實驗創(chuàng)新體系已顯現(xiàn)出其對學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新思維和能力培養(yǎng)的顯著成效。

1 創(chuàng)新實驗課程建設(shè)

本文以面向高分子材料與工程專業(yè)開設(shè)的材料創(chuàng)新實驗課程為例，共向該專業(yè)大四學(xué)生提出4個綜合實驗。此課程不僅擴展他們的知識面，為即將到來的畢業(yè)論文設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，更是為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手操作能力和創(chuàng)新實踐意識。

1.1 擴展知識面

目前山東理工大學(xué)材料學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)主要為該專業(yè)學(xué)生開設(shè)關(guān)于高分子材料的專業(yè)課，導(dǎo)致學(xué)生對于材料學(xué)的知識面有限。材料創(chuàng)新實驗課程包含的五個綜合創(chuàng)新實驗：“納米氧化鈦復(fù)合材料的制備及光催化性能研究”、 “火焰原子吸收光譜法測定水樣中鋅的含量”、“輕金屬制備與性能檢測”以及“先進陶瓷制備及表征”。由于所包含的實驗項目課題范圍廣、所涉及課程多以及新技術(shù)應(yīng)用強，因此會擴寬高分子材料的專業(yè)學(xué)生對納米材料、陶瓷、金屬等方向的知識視野，使學(xué)生學(xué)習(xí)了新的理論，掌握了不同的實驗方法和表征技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生對材料專業(yè)的興趣和自豪感。

1.2 興趣驅(qū)動

由于傳統(tǒng)的教育模式重知識傳遞、輕動手能力的培養(yǎng)；一些學(xué)生在實驗操作中表現(xiàn)出參觀式、模仿式學(xué)習(xí)，缺乏做實驗的興趣，從而無法提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。為了轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)象，學(xué)校以課程綜合改革為切入點，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，開設(shè)材料創(chuàng)新實驗課程，將創(chuàng)新實驗與專業(yè)知識進行深度融合，以學(xué)生學(xué)習(xí)成效為導(dǎo)向，學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力培養(yǎng)進一步得到強化。學(xué)生對實驗的興趣不足很大原因在于對實驗的背景知識和工藝流程不熟悉，導(dǎo)致學(xué)生缺乏了解而無法下手。因此，筆者轉(zhuǎn)變以往的教學(xué)模式，提前布置實驗任務(wù)，讓學(xué)生對實驗課題進行文獻調(diào)查，通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生加深對實驗課題的理解和思考，同時鍛煉了學(xué)生的文獻總結(jié)概括能力和表達溝通能力，促進了課堂的互動性與參與性；實驗課程設(shè)置為驗證性實驗、設(shè)計性實驗、綜合設(shè)計性實驗三個階段，循序漸進，難度逐漸加大，使學(xué)生逐步從熟悉實驗儀器的使用到了解整個實驗流程，再到拓展學(xué)生的創(chuàng)新性思維和批判性精神，學(xué)生從理論知識到實驗操作有了很大的提高；此外，根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)報告、實驗操作、課堂表現(xiàn)、實驗報告的實際情況，給予優(yōu)良中差的評分；同時根據(jù)學(xué)生在實驗過程中表現(xiàn)出的創(chuàng)新性、發(fā)散性思維，設(shè)置額外的加分項，大大提高了學(xué)生的積極性和參與性。

1.3 注重過程

很多高校采用傳統(tǒng)分項打分求和的方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價，這種方式過于注重結(jié)果，尤其是對于創(chuàng)新實驗課程來說，實驗結(jié)果并不具備唯一性，在實驗過程中學(xué)生可能經(jīng)受失敗和挫折，付出了很大的努力，卻得不到比較理想的實驗結(jié)果，會大大挫傷學(xué)生的積極性。根據(jù)創(chuàng)新性實驗的實驗結(jié)果不確定性較大，實驗涉及環(huán)節(jié)多的特點，我們摒棄了以實驗結(jié)果為首要指標的傳統(tǒng)實驗評價方式，而是將評價指標具體化到創(chuàng)新實驗的各個具體環(huán)節(jié)[3]。以筆者所帶的“先進陶瓷制備及表征”創(chuàng)新實驗為例，將高分子材料與工程專業(yè)69名學(xué)生分為6批，每一批11～12人；并將每批人次分為4組，每組3至4人。多批次少人數(shù)可有效提高師生比，確保教師能全程參與并指導(dǎo)各小組的實驗；其次鍛煉學(xué)生團隊協(xié)作能力，促使小組成員自主分工并保證每個同學(xué)能充分參與整個實驗流程；同時設(shè)立助教制，研究生助教全程參與實驗課程，實時記錄并評價每組成員在實驗課堂上的動手操作能力、方案設(shè)計能力、創(chuàng)新實踐能力等，注重過程性考察，將實驗過程的各個環(huán)節(jié)具體化評價；此外，完善課程教學(xué)評價方法，并根據(jù)實驗過程中出現(xiàn)的問題不斷研究、改進相應(yīng)環(huán)節(jié)的評定方法，給予學(xué)生一個公平、客觀的評價對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性有很大作用。將過程評價和結(jié)果評價相結(jié)合，既能保證創(chuàng)新人才的脫穎而出，又對培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力的過程實施監(jiān)控，推動大學(xué)生科技創(chuàng)新活動繼續(xù)向規(guī)范有序方向發(fā)展[4]。

2 結(jié)論

通過開設(shè)創(chuàng)新實驗課程，模擬真實的科學(xué)科研環(huán)境，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判性思維。首先以筆者教學(xué)經(jīng)驗為例，材料創(chuàng)新課程拓寬了高分子材料專業(yè)學(xué)生的知識面，開拓了他們對于陶瓷、金屬以及納米材料的視野。創(chuàng)新實驗課程不僅促使學(xué)生了解材料制備和表征的各個環(huán)節(jié)，包括制備原理、實驗流程以及材料分析測試手段，更極大的豐富了學(xué)生的知識儲備并提高了學(xué)生的動手能力。此外采用多批次小組模式，為學(xué)生提供充分的提問和發(fā)言機會，提升了學(xué)生對創(chuàng)新實驗的參與性。而當實驗結(jié)果不如人意時，共同探討問題所在，并提出解決方案；此過程能培養(yǎng)學(xué)生的反思和問題解決的能力。因此采用過程評價和結(jié)果評價相結(jié)合的方式，不僅能給予學(xué)生公平、客觀的評價，還推動大學(xué)生科技創(chuàng)新活動向規(guī)范有序方向發(fā)展。