周曉明，任 馳，高麗麗*

(1．北華大學 材料科學與工程學院，吉林 吉林 132013；2.北華大學 理學院，吉林 吉林 132013)

為更好地應對全球變暖與氣候變化，推行可持續(xù)發(fā)展的低碳、綠色經濟已成為世界各國的共識[1]。優(yōu)化能源結構、發(fā)展新型清潔能源，加強新技術的研發(fā)與投入已逐漸成為世界各國經濟發(fā)展的重要部分[2]。在此背景下，世界各國對新能源領域人才的需求與培養(yǎng)與日俱增[3-4]。為有力支撐、護航我國新能源產業(yè)的發(fā)展，教育部于2010年增設了新能源材料與器件專業(yè)。新能源材料與器件專業(yè)不僅涉及的學科較多，學科間的交叉程度也很高，這就為本專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了新的且更高的要求，培養(yǎng)的學生不僅要扎實地掌握新能源、新材料及器件等全方面學科的理論知識，具備綜合分析問題和全面解決實際問題的能力，還應具有更為出色的創(chuàng)新能力。

1 新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)實驗教學創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀與改革探討

本科生的創(chuàng)新往往是突破現(xiàn)有、將所學理論知識加以新用，是將理論知識更高質化的具體應用與開拓發(fā)展。本科生的創(chuàng)新能力產生離不開扎實的理論基礎與實驗技能，其中，實驗是加深鞏固所學理論知識并將其具體應用的重要過程，實驗教學是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力高素質人才教育的重要環(huán)節(jié)。大多數(shù)新能源材料與器件專業(yè)的實驗課程可簡單劃分為基礎實驗課程和專業(yè)實驗課程，基礎實驗課程可以培養(yǎng)學生的實驗技能、觀察能力與分析問題能力，專業(yè)實驗課程可以培養(yǎng)學生的解決問題能力、科學思維及領域內的創(chuàng)新能力。由于新能源材料與器件專業(yè)是新興專業(yè)，課程設置和教學內容安排并沒有十分完善，都處在探索發(fā)展的過程中，尤其是專業(yè)實驗教學，往往存在著一些弊端，這主要體現(xiàn)在教學設備短缺、師資力量相對不足、教學形式單一、評價考核方式沒有創(chuàng)新能力體現(xiàn)等[5-8]，這些致使學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)嚴重不足。針對這些問題，提出以下基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)實驗教學探討。

1.1 更新、轉變教師教育思維和理念

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學模式對于提高授課質量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質人才具有重要意義。為了使新能源材料與器件專業(yè)學生的創(chuàng)新能力能夠在專業(yè)實驗課程中得到更有效地培養(yǎng)與提高，教師需要對傳統(tǒng)教學思維和理念進行適時地更新與調整。首先教師在教學中要主動轉變自身角色，由傳統(tǒng)專業(yè)實驗教學的主導角色轉變?yōu)橐龑Ы巧?，實現(xiàn)以教師“教”為主轉變?yōu)橐詫W生“學”為主，在整個實驗課程中，提升學生的參與度，突出學生的主體地位，引導、啟發(fā)學生積極思維，培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新能力。教師要將教學任務由課中擴展到課前、課中、課后。在學生課前的專業(yè)實驗預習環(huán)節(jié)，教師應適當?shù)牟贾靡恍┯兄谂囵B(yǎng)學生創(chuàng)新能力的學習任務，巧妙的設置科學問題，激發(fā)學生的學習興趣，使學生在預習基礎知識的同時，學會專業(yè)性的思考，進而促使學生進行自主性學習和研究性學習。課中教師應將課前預留的科學問題融入專業(yè)實驗教學環(huán)節(jié)當中，讓學生自己尋找答案，并適時進行指導性的講解與擴展。課堂教學任務結束后，教師還應盡可能地設置一些有助于學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合性問題，讓學生課后進入到實驗室或相關教師課題組進行相關課題研究，培養(yǎng)學生自己獨立思考、動手解決尋找答案的科學習慣，從而對學生的創(chuàng)新能力進行更為深入地層進式培養(yǎng)。

1.2 加大投入力度，精選設計實驗內容

新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)實驗教學對實驗平臺的要求很高，往往需要較為復雜煩瑣、且價格較為昂貴的實驗設備，很多學校的新能源材料與器件專業(yè)由于成立時間較短，在專業(yè)實驗教學儀器設備方面還很不完善[9-10]，這就要求學校加大資金投入力度，完善專業(yè)實驗教學條件和設施。此外，在滿足基礎教學的條件下，基于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)實驗中，還應該加強綜合實驗和設計性實驗平臺的建設，以更好地滿足具有創(chuàng)新能力的高素質人才培養(yǎng)的需要。

1.3 引育結合，加大師資力量建設

專業(yè)實驗的創(chuàng)新離不開相關專業(yè)領域教師的引導，而新能源材料與器件專業(yè)在很多學校中都是依托在其他的材料專業(yè)、物理專業(yè)或是化學專業(yè)的基礎之上新建而成，師資力量相對薄弱，引進的師資往往都投入到專業(yè)理論課的教學中或是學科科研研究工作中，開展實驗教學的實驗教師的數(shù)量和專業(yè)水平都有限，大多數(shù)學校往往忽視了實驗教師師資隊伍的建設。新能源材料與器件專業(yè)是實驗與理論知識并重的專業(yè)，在學生培養(yǎng)中，實驗教學占有重大的比例，因此，專業(yè)應加大相關專任教師的投入力度，可以安排部分理論授課教師加入專業(yè)實驗教學當中，特別是鼓勵高水平的科研教師承擔專業(yè)實驗教學任務，這樣才能更好地抓住科學前沿，精選、設計適宜學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的專業(yè)實驗內容，將理論課程所學到的知識真正地貫徹到基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的專業(yè)實驗教學當中。

1.4 改變、創(chuàng)新傳統(tǒng)專業(yè)實驗的授課模式

傳統(tǒng)的專業(yè)實驗教學模式通常是教師先講解實驗原理，再依據(jù)實驗原理演示實驗操作過程，最后學生根據(jù)實驗原理，按照老師的操作過程和實驗指導書自己獨立完成實驗操作和實驗數(shù)據(jù)的測量與處理。在教師講授和實驗演示操作過程中，老師和學生幾乎全程沒有交流，學生在操作過程中遇到問題，老師也只是簡單的指出錯在哪里，并沒有具體的解釋與指導，整個實驗過程并沒有學生獨立的思考過程和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，改變傳統(tǒng)專業(yè)實驗的授課模式、創(chuàng)新教學方法和手段勢在必行。在實驗課堂中教師可以根據(jù)專業(yè)實驗內容開展引導式教學、啟發(fā)式教學、學生參與和討論式教學等，在實驗教學實施中科學地設置問題引導學生，使學生參與到專業(yè)實驗的探索過程以及設計環(huán)節(jié)當中，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和科研興趣。盡量減少教師演示學生不能實際動手操作的實驗，對于實驗儀器過于昂貴的實驗項目，教師在實驗演示過程中更應該注重設置遞進式的科學問題，盡可能多地加入提問、討論等培養(yǎng)環(huán)節(jié)，在實驗演示過程中啟發(fā)學生思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

1.5 加強具有創(chuàng)新能力培養(yǎng)的虛擬仿真專業(yè)實驗項目的開發(fā)

新能源材料與器件專業(yè)所開設的專業(yè)實驗大多數(shù)都需要復雜且高昂的實驗設備，一方面，很多學校在實驗室建設方面往往資金投入不足，缺少開展相關專業(yè)實驗所需要的儀器設備；另一方面，很多專業(yè)實驗需要用到有毒有害的試劑藥品，實驗周期也很長，這就使得一些更為專業(yè)且貼近工業(yè)生產的實驗項目無法開設，而這些實驗項目往往是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力最好的實驗，有助于學生對新能源領域進行更深層次地研究與探索。所以加強可用于培養(yǎng)新能源材料與器件專業(yè)學生創(chuàng)新能力的虛擬仿真專業(yè)實驗項目的開發(fā)，更有針對性地增加綜合性實驗和模擬生產實踐，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的新能源領域人才具有十分重要的意義。虛擬仿真專業(yè)實驗項目不僅可以突破時空和實驗條件的限制，使那些需要昂貴儀器和有毒有害試劑的專業(yè)實驗項目通過簡單的計算機操作即可以完成，也可以通過模擬生產線設置相關專業(yè)問題，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，解決生產過程中所遇到的各種問題，使所開設的專業(yè)實驗最大程度地貼近生產實踐。除此之外，還可以通過設置產品或成果指標，讓學生以研發(fā)工程師的身份獨立完成產品的研發(fā)與設計，在模擬生產實踐過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

1.6 構建融入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的考評機制

傳統(tǒng)專業(yè)實驗課程成績的評定主要分為兩部分：一是學生實驗操作，實踐動手能力的考評；二是學生實驗報告撰寫、數(shù)據(jù)處理的考評，顯然這種傳統(tǒng)形式的考核評價方式并沒有體現(xiàn)出對學生創(chuàng)新能力的考評，整個實驗過程也沒有反映出對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，僅僅是學生機械的掌握實驗過程，觀察一下實驗現(xiàn)象，再對實驗數(shù)據(jù)進行簡單的處理與驗證。因此，在推動基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新能源材料與器件專業(yè)實驗教學改革中，不僅要在專業(yè)實驗教學過程中引入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教育環(huán)節(jié)，更要注重對學生創(chuàng)新能力的考評，應構建一套融入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新的科學考核評價機制，科學地加入創(chuàng)新能力考核環(huán)節(jié)，這樣才能更好地落實與促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提升。具體如：改變專業(yè)實驗課程的考核內容和考核權重，在傳統(tǒng)的考核評價機制中引入10%～20%權重的創(chuàng)新能力考評，科學的設置創(chuàng)新能力考核內容，例如以學生獨立開展設計性實驗或是研究性課題作為考核內容之一，這樣不僅可以使專業(yè)實驗教師在教學中注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵學生進行創(chuàng)新實踐，學生本人也會更加注重自身創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。

2 結 語

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)實驗教學改革與探索，不僅要將創(chuàng)新培養(yǎng)理念貫穿到專業(yè)實驗教學的各個環(huán)節(jié)當中，更要注重教師教學理念及授課模式的改變與創(chuàng)新，加大資金投入力度搭建創(chuàng)新實驗平臺，根據(jù)學校和專業(yè)的實際情況精選設計實驗內容，加強虛擬仿真專業(yè)實驗項目的開發(fā)，構建融入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新的科學考評機制，加強學生創(chuàng)新意識的自我培養(yǎng)，使走出校門的學生更加符合創(chuàng)新社會發(fā)展的需要。