程宏英 魏杰 張錢麗
摘 要
針對(duì)21世紀(jì)高新技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn),新材料專業(yè)對(duì)高等教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的專門人才,構(gòu)建材料類創(chuàng)新型人才模式的點(diǎn)“spot”-線“l(fā)ine”-面“Surface”-“SLS”實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)體系。從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的精選、實(shí)驗(yàn)第二課堂的建立、實(shí)驗(yàn)制度的激勵(lì)機(jī)制以及考核評(píng)價(jià)體系的完善等方面進(jìn)行了探索。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,有利于創(chuàng)新型高素質(zhì)人才模式的發(fā)展。
關(guān)鍵詞
新材料;創(chuàng)新型人才;第二課堂;實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)體系;
中圖分類號(hào): ?G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.009
0 引言
面對(duì)21世紀(jì)高新技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn),我國(guó)高等教育趨于國(guó)際化和現(xiàn)代化。社會(huì)對(duì)高等教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的專門人才,因此本科教育的目的不再是停留在掌握一項(xiàng)知識(shí)技能,而是注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[1]。新材料專業(yè)更是一門以實(shí)驗(yàn)操作為主要內(nèi)容的基礎(chǔ)課程,因此,針對(duì)新材料創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求,高等教育工作者了開展一系列培養(yǎng)體系方面的研究[2-3],以期促進(jìn)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。而實(shí)驗(yàn)技能是新材料創(chuàng)新能力的基礎(chǔ),也是高素質(zhì)創(chuàng)新型必須具備的重要素質(zhì)。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)體系進(jìn)行探索和構(gòu)建,精選實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)內(nèi)容,充分利用實(shí)驗(yàn)第二課堂,形成“教、學(xué)、研互哺相育”的循環(huán)模式,構(gòu)筑科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)制度[4],完善評(píng)價(jià)體系[5],對(duì)于培養(yǎng)新材料創(chuàng)新型人才具有極其重要的意義。
1 “SLS”實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的探索
新材料專業(yè)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)和主要內(nèi)容的課程,實(shí)驗(yàn)任課和科研指導(dǎo)老師以實(shí)驗(yàn)課堂為點(diǎn)(Spot),充分利用課堂的每一分鐘,精細(xì)講解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,從實(shí)驗(yàn)方法的選擇,實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)過程的注意事項(xiàng)到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析及討論,引導(dǎo)學(xué)生去思考、分析和總結(jié)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功與不足,以期后續(xù)課程中揚(yáng)長(zhǎng)避短,養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法。
高等本科院校多以四年為主要培養(yǎng)學(xué)習(xí)時(shí)間,因此,在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中,以四年的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)為主線(Line),將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)課堂內(nèi)容貫穿在四年大學(xué)的學(xué)習(xí)主線中,隨著知識(shí)點(diǎn)的不斷積累,四年的學(xué)習(xí)主線在不斷豐富的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)也會(huì)逐漸明朗和清晰化。
以二級(jí)學(xué)院舉辦的科技訓(xùn)練營(yíng)、互聯(lián)網(wǎng)+、挑戰(zhàn)杯、各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能和“雙創(chuàng)”競(jìng)賽平臺(tái)為面(Surface),鼓勵(lì)學(xué)生多參加科研團(tuán)隊(duì),定期總結(jié)科研成果,整理實(shí)驗(yàn)科學(xué)體系,豐富實(shí)驗(yàn)競(jìng)爭(zhēng)和創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn),在參加各項(xiàng)挑戰(zhàn)和競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),互相探討實(shí)驗(yàn)技能的關(guān)鍵步驟,并積累心理承受壓力,為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
在以上各個(gè)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)模式不斷摸索的基礎(chǔ)上,逐步形成了以點(diǎn)-線-面-“SLS”為主體的“基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)模式”,并在實(shí)踐中不斷探索和完善。
2 “SLS”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索
(1)在教學(xué)內(nèi)容上,精選基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),增加綜合性與研究性實(shí)驗(yàn)[6]
實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索以改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為核心。按實(shí)驗(yàn)性質(zhì)和對(duì)學(xué)生培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求,將實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn):精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)的訓(xùn)練和基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握。綜合性實(shí)驗(yàn):在基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)掌握的基礎(chǔ)上,著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn):以新材料合成和性能研究為主,由指導(dǎo)老師帶隊(duì),學(xué)生分組設(shè)計(jì)可行性實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,討論分析實(shí)驗(yàn)誤差,最后撰寫出完整的研究論文,著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研能力。
對(duì)于低年級(jí)實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的設(shè)置,本著“基礎(chǔ)-經(jīng)典-精煉”的原則進(jìn)行精選。例如在基礎(chǔ)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,精選“熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、表面化學(xué)和配位化學(xué)”的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),其中綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)比例達(dá)到45%。《綜合實(shí)驗(yàn)周(三)》課程中開設(shè)研究性實(shí)驗(yàn)比例達(dá)100%。尤其在“丙酮碘化反應(yīng)速率方程的確定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中,學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),通過查閱文獻(xiàn)、分組討論等手段自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,選擇實(shí)驗(yàn)方法,分析解決復(fù)雜反應(yīng)中的反應(yīng)參數(shù)。最后處理數(shù)據(jù),誤差討論,形成一篇完整的實(shí)驗(yàn)小論文。
學(xué)生從大一至大四階段,實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的難度和層次逐漸加深,呈現(xiàn)階梯性模式,尤其新材料專業(yè)《綜合實(shí)驗(yàn)》課程中,綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)比例達(dá)100%。
(2)在教學(xué)模式上,以開放實(shí)驗(yàn)室、科研班、互聯(lián)網(wǎng)+、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯和雙創(chuàng)等第二課堂為平臺(tái),形成“教、學(xué)、研互哺相育”的良性循環(huán)模式
在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的過程中,采用“啟發(fā)式”教學(xué)模式。針對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,強(qiáng)調(diào)學(xué)生一定要懂得用量為什么是這么多,為什么選擇這樣的方法,如果有偏差,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果會(huì)有什么不同。指導(dǎo)老師和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,互相討論,不斷提問,通過反復(fù)思考,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過程的理解更加深刻。
為加強(qiáng)科技創(chuàng)新教育,充分利用“科技創(chuàng)新訓(xùn)練營(yíng)”、省級(jí)各類大學(xué)生化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、各大小挑戰(zhàn)杯和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等第二課堂,培養(yǎng)新材料專業(yè)大學(xué)生基本知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和科技創(chuàng)新能力,達(dá)到以賽促教、以賽促學(xué)、以學(xué)促研、以研促教的良性循環(huán)。發(fā)掘具有創(chuàng)新能力和國(guó)際視野的創(chuàng)新型精英人才,提升大學(xué)生在面臨各類挑戰(zhàn)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)力。
3 “SLS”實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的制度保障
由于正常實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間畢竟有限,并且針對(duì)不同的專業(yè),教學(xué)方案中設(shè)立的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)也不盡相同。通過采用啟發(fā)式教學(xué),大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣得到了很大程度提高。在正常實(shí)驗(yàn)課程要結(jié)束的時(shí)候,仍有不少學(xué)生主動(dòng)找到老師,要求繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),或者跟著相關(guān)專業(yè)的研究生同學(xué)和老師開展方向感興趣的科研。
為了給大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供有力的制度保障,化學(xué)生物與材料工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心制定了《開放實(shí)驗(yàn)室管理制度》、《實(shí)驗(yàn)室借用制度》和《大型儀器使用規(guī)范》等條例,為大學(xué)生主動(dòng)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行各項(xiàng)能力的培訓(xùn)和創(chuàng)新能力的提高保駕護(hù)航。同時(shí),化學(xué)生物與材料工程學(xué)院也制定了資助本科生參加各類學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽和挑戰(zhàn)杯等獎(jiǎng)項(xiàng)的獎(jiǎng)勵(lì)制度。另外,在指導(dǎo)教師的評(píng)優(yōu)評(píng)獎(jiǎng)和職稱評(píng)審中,注重考核教師對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)和成效。對(duì)于鼓勵(lì)大學(xué)生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽起到了很好的激勵(lì)作用。
4 “SLS”實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的評(píng)價(jià)考核體系
原有的實(shí)驗(yàn)考核方法一般是按照大綱要求進(jìn)行,要么進(jìn)行試卷考核,要么平時(shí)成績(jī)?nèi)∑骄禐樽罱K實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)。事實(shí)上這兩種辦法對(duì)于平時(shí)不認(rèn)真實(shí)驗(yàn),而只關(guān)注最后卷面考試,或者平時(shí)報(bào)告不單獨(dú)完成而采取投機(jī)取巧的方式獲得較高成績(jī)的同學(xué)無法進(jìn)行客觀公正的考核。反之,對(duì)于那些平時(shí)認(rèn)真思考實(shí)驗(yàn)原理,嚴(yán)謹(jǐn)進(jìn)行操作,實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行科學(xué)分析的同學(xué)來說是極其不公平的。因此,建立一套相對(duì)完整的、客觀公正的評(píng)價(jià)體系對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程本身而言是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的保證。
學(xué)院設(shè)立了專項(xiàng)課題,研究改進(jìn)考核方法,已初步形成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核與評(píng)價(jià)體系。目前在成績(jī)考核體系中,著重提高實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)的比例,這就要求課程指導(dǎo)老師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),要不斷地巡視教室,仔細(xì)觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作情況,對(duì)于學(xué)生的操作錯(cuò)誤和失誤及時(shí)糾正和記錄成績(jī),而不能僅僅關(guān)注最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另一方面對(duì)于不同類型的實(shí)驗(yàn)按不同的分值計(jì)算成績(jī)。比如對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)可分別按照20%,40%,40%的比例算進(jìn)最終的考核成績(jī)。這樣對(duì)于平時(shí)認(rèn)真努力的學(xué)生來講,公正公平的系數(shù)大大提高,也有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
5 結(jié)論
新材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)點(diǎn)-線-面-“SLS”模式的摸索和構(gòu)建,主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面的精選和銜接、充分利用實(shí)驗(yàn)第二課堂建立“教、學(xué)、研互哺相育”的良性循環(huán)模式、實(shí)驗(yàn)制度的激勵(lì)機(jī)制以及考核評(píng)價(jià)體系的完善四個(gè)方面,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的材料專業(yè)本科生奠定基礎(chǔ),同時(shí)也為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化的高素質(zhì)人才提供有益的思路。
參考文獻(xiàn)
[1]李曉丹,李寧,周桂林,等.材料類應(yīng)用型人才綜合實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)研究與實(shí)踐[J].廣州化工,2016,44(9):189-191.
[2]郭宇航,呂秀芬,任合,等.材料類本科應(yīng)用型人才綜合實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)模式探討[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2009(28):43-43.
[3]金展鵬,蔡格梅,蘇柳梅,等.論新材料與制造科學(xué)體系在高科技和產(chǎn)業(yè)化中的作用[J].中國(guó)科學(xué)(技術(shù)科學(xué)),2016,46(9):877-893.
[4]李帥.實(shí)行實(shí)驗(yàn)室安全督查制度推進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2018,37(9):339-342.
[5]王占紅,徐鳳廣,張勇,等.《新材料表征技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐,廣州化工,2016,44(13):205-207.
[6]鄧賢蘭,肖宜安,龍婉婉,等.植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].井岡山學(xué)院學(xué)報(bào),2009,145:134-135.