花 蕾 王曉東 陸克祥 高 蕊 董愛(ài)娟 潘曉燕 王曉慶

（同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院土木工程系 浙江嘉興 314051）

應(yīng)用型本科高校人才培養(yǎng)定位為依托當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需求，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力、綜合實(shí)踐能力，并具備一定的從事專業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新能力的人才[1]。高校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中除了在學(xué)科定位、專業(yè)設(shè)置、教學(xué)研究、教學(xué)模式、教學(xué)效果等方面進(jìn)行改革之外，應(yīng)該注重發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用[2]。同時(shí)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)應(yīng)更強(qiáng)調(diào)人才在實(shí)踐過(guò)程的訓(xùn)練和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不僅在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織上要突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增加專業(yè)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)訓(xùn)和專業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)分占專業(yè)課程學(xué)分的比例，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)創(chuàng)新性、綜合性實(shí)驗(yàn)，而且特別要重視走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的、企業(yè)需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)道路。

作為工科專業(yè)教育的本質(zhì)特征，實(shí)踐教學(xué)主要作用為讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐的方式深入地理解所學(xué)的理論知識(shí)，提升分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。目前各個(gè)高校實(shí)踐教學(xué)條件顯著改善，但是在工科實(shí)踐教學(xué)中含金量比較高的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)以及自主設(shè)計(jì)的研究性實(shí)驗(yàn)均開發(fā)不足，主要表現(xiàn)為：教學(xué)方法比較傳統(tǒng)和刻板，大多是給定實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生只需要機(jī)械地操作，缺少主動(dòng)思考。

傳統(tǒng)的工科專業(yè)培養(yǎng)體系中，課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)被認(rèn)為是專業(yè)培養(yǎng)體系的補(bǔ)充和拓展，兩者一直是主次關(guān)系、從屬關(guān)系。專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃里的“專業(yè)實(shí)踐”教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與課外 “創(chuàng)新實(shí)踐”活動(dòng)差異在于教學(xué)理念和方式的不同。前者突出老師的“教”，通常以局限的課堂授課以及集體、單一的實(shí)踐形式為主體；后者則是突出教師的“引”，以一種開放形式展開、提倡以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新實(shí)踐的能力[2]。此外，課內(nèi)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)由于受教材、實(shí)驗(yàn)條件及學(xué)時(shí)等限制，不能隨意改變，缺乏靈活度；而課外教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的靈活度及自由度很大，可以根據(jù)學(xué)生所在年級(jí)、專業(yè)知識(shí)背景等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。因此本次教學(xué)改革實(shí)踐證明，“創(chuàng)新實(shí)踐”類課外實(shí)踐活動(dòng)的地位與培養(yǎng)計(jì)劃里面的專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)有著同樣重要的地位，它們是相輔相成、相互促進(jìn)的平等關(guān)系。

“材料科學(xué)與工程”學(xué)科是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科，在當(dāng)今的科技發(fā)展中占有極其重要的地位，是對(duì)人才創(chuàng)新及實(shí)踐能力要求比較高的工科專業(yè)。本教學(xué)改革實(shí)踐主要以筆者所在學(xué)院的材料科學(xué)與工程專業(yè)為例，探討通過(guò)搭建“第二課堂+大學(xué)生創(chuàng)新”的課外實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分層次專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。希望通過(guò)這次教學(xué)實(shí)踐改革，讓學(xué)生在短短四年的時(shí)間掌握扎實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多維度綜合素質(zhì)能力的提高，達(dá)到應(yīng)用型本科對(duì)人才培養(yǎng)需求。

一、教學(xué)實(shí)踐改革的內(nèi)容

（一）創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的搭建

“第二課堂”是指第一課堂以外的教學(xué)活動(dòng)，“第二課堂”的形式可以多樣化，內(nèi)容豐富，在開發(fā)學(xué)生潛能，激發(fā)學(xué)生興趣方面發(fā)揮著重要的作用[3]。“大學(xué)生創(chuàng)新”通常是學(xué)生在獲取知識(shí)技能的過(guò)程中觀察能力、理解能力、創(chuàng)造力和實(shí)踐能力提高的一種表現(xiàn)[4]。通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)，旨在強(qiáng)化大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，提升大學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)。本教學(xué)改革為學(xué)生搭建“第二課堂+大學(xué)生創(chuàng)新”的課外實(shí)踐平臺(tái)，在此平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)由課內(nèi)專業(yè)教學(xué)拓展到課外專業(yè)實(shí)踐的教學(xué)實(shí)踐的新模式。本次教學(xué)改革的專業(yè)培養(yǎng)模式如圖1所示，主要分為三個(gè)階段：第一階段為專業(yè)入門階段，第二階段為專業(yè)深入階段，第三階段為專業(yè)素質(zhì)提高階段。

圖1 分層次實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)模式

1.專業(yè)入門階段

此階段主要依托“第二課堂”，針對(duì)1～2年級(jí)的學(xué)生開展與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的趣味性專業(yè)實(shí)驗(yàn)，讓他們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中對(duì)專業(yè)逐步建立起感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而產(chǎn)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。此類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)簡(jiǎn)單、趣味并帶有一定程度的啟發(fā)性，例如 “導(dǎo)電材料”“神奇的光催化材料”“材料3D結(jié)構(gòu)模型圖構(gòu)建”、從“荷葉效應(yīng)到超疏水表面的構(gòu)建”“3D打印樹脂液的配制與打印成型”等趣味實(shí)驗(yàn)受到了學(xué)生的歡迎。

2.專業(yè)深入階段

本階段主要依托“第二課堂”和“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”平臺(tái)針對(duì)大學(xué)2～3年級(jí)的學(xué)生開設(shè)的、與專業(yè)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的、驗(yàn)證性或探索性的實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)以專業(yè)課程配設(shè)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，但作為開放性實(shí)驗(yàn)時(shí)則增加一定的難度，不再是按照常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱展開，而是進(jìn)行了一定程度的拓展：一是教材僅給出實(shí)驗(yàn)提綱和儀器使用說(shuō)明，不提供詳盡的操作步驟；二是改變?cè)滩闹械牟糠謱?shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如試劑、儀器、實(shí)驗(yàn)方法等；三是直接給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，查找資料，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)步驟。此類實(shí)踐活動(dòng)，帶有自主性、應(yīng)變性，同時(shí)需要學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一定帶有探索過(guò)程的思考。例如，“熱失重（TGA）分析聚合物的熱降解行為”“掃描電鏡（SEM）觀察鈣礬石在水泥基體中分散”，在此類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中學(xué)生可以對(duì)專業(yè)核心課程材料研究方法中測(cè)試儀器的理論進(jìn)行深入理解學(xué)習(xí)。通過(guò)完成“納米智能水泥基復(fù)合材料的性能研究”“納米水泥基復(fù)合材料的抗硫酸鹽性能研究”“功能性納米涂料的制備”“聚醋酸乙烯酯合成條件的探究”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可以對(duì)學(xué)校開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深入理解的同時(shí)，還可以學(xué)習(xí)大型儀器分析、表征材料的性能特點(diǎn)等專業(yè)技能。

3.專業(yè)素質(zhì)提高階段

本階段主要通過(guò)省、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)平臺(tái)，對(duì)學(xué)有余力的3～4年級(jí)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。目前有三種類型的大學(xué)生創(chuàng)新課題，第一種是學(xué)生自主的創(chuàng)新課題，由學(xué)生自主提出項(xiàng)目?jī)?nèi)容，專業(yè)導(dǎo)師參與指導(dǎo)；第二種是與教師科研項(xiàng)目相結(jié)合的課題。本科學(xué)生的專業(yè)知識(shí)有限，對(duì)學(xué)科的前沿了解不多，難以提出具有創(chuàng)新性的項(xiàng)目，專業(yè)教師可積極引導(dǎo)學(xué)生參與自己的科研項(xiàng)目，并將大學(xué)生創(chuàng)新的內(nèi)容與教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的申請(qǐng)；第三種則是利用校企合作平臺(tái)，教師引導(dǎo)學(xué)生將大學(xué)生創(chuàng)新的內(nèi)容與企業(yè)的實(shí)際需求相結(jié)合。通過(guò)參與校企合作的項(xiàng)目，可以提高學(xué)生解決實(shí)際生產(chǎn)以及工程問(wèn)題的能力。例如“廢棄秸稈/石膏制備生態(tài)建筑裝飾板材的研究”項(xiàng)目是學(xué)生自主創(chuàng)新的課題； 而“3D打印納米AT改性光敏樹脂的制備與性能研究”“基于傳感特性多形貌納米聚苯胺的制備與研究”這類項(xiàng)目均來(lái)自于教師科研項(xiàng)目；“注射用透明質(zhì)酸鈉凝膠小樣的制備與表征”及“易回收、可重復(fù)利用的納米TiO2/石墨烯復(fù)合光催化材料的制備”此類課題來(lái)自于校企合作的項(xiàng)目?！癗iCo2O4/石墨烯/碳納米管三元電極材料的制備與表征”這類具有前言性的熱門課題獲得了省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的立項(xiàng)支持。

（二）分層次實(shí)踐教學(xué)的組織形式

1.短期開放

對(duì)于趣味性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，可采用短期開放的形式。教師制定好實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，與實(shí)驗(yàn)室管理人員確認(rèn)后安排指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，學(xué)生可以在安排的時(shí)間內(nèi)到實(shí)驗(yàn)室參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。此外，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大型儀器也可以通過(guò)短期開放的形式向?qū)W生進(jìn)行開放，學(xué)生可以先向?qū)嶒?yàn)室提出申請(qǐng)，實(shí)驗(yàn)室安排時(shí)間后，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成儀器的操作過(guò)程。

2.常規(guī)開放

基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)將作為常規(guī)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入到常態(tài)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中。例如，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程因儀器套數(shù)所限，教學(xué)中常采用循環(huán)輪轉(zhuǎn)制，因此可以合理安排同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這時(shí)，同一間實(shí)驗(yàn)室里既有做規(guī)定實(shí)驗(yàn)的，又有做自主性實(shí)驗(yàn)的，教學(xué)氣氛相當(dāng)活躍。

3.長(zhǎng)期開放

對(duì)于獲得大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目支助、參與教師科研項(xiàng)目及校企合作項(xiàng)目的學(xué)生，在教師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)方案的計(jì)劃，可以申請(qǐng)長(zhǎng)期使用實(shí)驗(yàn)室完成項(xiàng)課題中的研究工作，實(shí)驗(yàn)室可以對(duì)這部分同學(xué)實(shí)施長(zhǎng)期開放。

二、激勵(lì)保障機(jī)制

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生參與第二課堂和大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的積極性，吸納更多學(xué)生參與到創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)校出臺(tái)了一系列的激勵(lì)和保障政策：

1.科研經(jīng)費(fèi)保障

大學(xué)生創(chuàng)新及第二課堂立項(xiàng)的課題，學(xué)校均會(huì)給與一定的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)支持。學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下合理地使用經(jīng)費(fèi)開展相關(guān)的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

2.制度保障

本校為了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，出臺(tái)了一系列實(shí)踐創(chuàng)新類學(xué)分認(rèn)定的試點(diǎn)政策。對(duì)于第二課堂的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)周期結(jié)束以后，按照要求提交學(xué)分認(rèn)定的申請(qǐng)、相關(guān)的佐證材料（實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文、調(diào)研報(bào)告、參加活動(dòng)的學(xué)時(shí)數(shù)）等經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師確認(rèn)合格后，上交至學(xué)校教務(wù)處可以認(rèn)定創(chuàng)新實(shí)踐類學(xué)分；大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目則需要在項(xiàng)目完成后，項(xiàng)目組的學(xué)生向教務(wù)處提交學(xué)分認(rèn)定的申請(qǐng)、結(jié)題證明等材料認(rèn)定創(chuàng)新實(shí)踐類學(xué)分。

三、取得的成績(jī)

經(jīng)過(guò)近三年的教學(xué)實(shí)踐改革發(fā)現(xiàn)，材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生參加創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的人數(shù)逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015級(jí)學(xué)生在大學(xué)一年級(jí)報(bào)名參加“第二課堂”學(xué)生占總?cè)藬?shù)的11.1%，2016級(jí)學(xué)生一年級(jí)報(bào)名參加“第二課堂”的學(xué)生占總?cè)藬?shù)的18.9%，而2017級(jí)學(xué)生一年級(jí)參加“第二課堂”活動(dòng)的學(xué)生人數(shù)達(dá)到總?cè)藬?shù)的90%，越來(lái)越多的學(xué)生愿意參加課外實(shí)踐活動(dòng)來(lái)提高自己的動(dòng)手實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)幾年的積累，學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐領(lǐng)域取得了一些成績(jī)，從2016年初到2019年末，材料科學(xué)與工程學(xué)生申請(qǐng)校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目21項(xiàng)，獲得浙江省新苗人才創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)支持5項(xiàng)，12人次發(fā)表科技論文6篇。

四、存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)室管理問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了創(chuàng)新實(shí)踐的環(huán)境和場(chǎng)地，因此需要建立一系列的管理規(guī)章制度規(guī)范學(xué)生在課外參與實(shí)踐活動(dòng)的行為。材料實(shí)驗(yàn)室針對(duì)學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)的管理和運(yùn)行建立了“大型儀器設(shè)備的使用、維護(hù)與管理”“第二課堂實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)規(guī)章管理制度”“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的管理與安排”等規(guī)章制度。但是對(duì)于學(xué)生自主性的、創(chuàng)新性的專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)管理卻比較困難。[5]

2.教師對(duì)實(shí)踐類課程的認(rèn)識(shí)：傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師在專業(yè)課的授課過(guò)程中更注重理論知識(shí)的傳授，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作重視不夠，對(duì)學(xué)生常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求比較低，只需要他們完成教學(xué)要求中的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3.學(xué)生時(shí)間安排：平時(shí)學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)任務(wù)比較重，而課外創(chuàng)新性的實(shí)踐活動(dòng)需要花費(fèi)學(xué)生不少的課余時(shí)間，特別是三、四年級(jí)學(xué)生需要在考研、專業(yè)實(shí)習(xí)及找工作等領(lǐng)域花費(fèi)大量的時(shí)間，因此如何讓學(xué)生合理地安排時(shí)間全身心地投入到創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)是目前亟待解決的另一個(gè)問(wèn)題。[6]

五、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)近三年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，基于“第二課堂+大學(xué)生創(chuàng)新”的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)與“專業(yè)課課堂教學(xué)+專業(yè)實(shí)踐”是相輔相成、相互促進(jìn)的平等關(guān)系，具有舉足輕重的作用。通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生可以更好地掌握專業(yè)知識(shí)，鍛煉創(chuàng)新思維，提高綜合利用專業(yè)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。此外，教師通過(guò)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，從一年級(jí)開始就可以吸引一些優(yōu)秀的學(xué)生加入到科研團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)教師科研發(fā)展與學(xué)生的綜合能力素質(zhì)共贏的良性循環(huán)的局面。