培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的課堂教學(xué)改革實踐

陳傳盛，陳曙光，李富進，陳召勇，李海斌，楊現(xiàn)峰，劉 鵬

（長沙理工大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410114）

培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的課堂教學(xué)改革實踐

陳傳盛，陳曙光，李富進，陳召勇，李海斌，楊現(xiàn)峰，劉 鵬

（長沙理工大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410114）

針對大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中遇到的問題，在分析課堂教學(xué)改革必要性的基礎(chǔ)上，從優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法及手段、加強實踐教學(xué)和改進課程考核方法四個方面闡述“無機材料化學(xué)”課程教學(xué)改革的一些具體措施。

課堂教學(xué)改革；科技創(chuàng)新能力；大學(xué)生；無機材料化學(xué)

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其研究與應(yīng)用水平已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的主要標準之一[1]。進入21世紀以來，材料學(xué)科正在由單純的材料科學(xué)與工程向與眾多高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域交叉融合的方向發(fā)展，而化學(xué)是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)，已成為人類認識和改造物質(zhì)世界的一種極為重要的武器，也是新材料開發(fā)和制備新工藝研究的理論基礎(chǔ)和發(fā)展動力[2]?！稛o機材料化學(xué)》是我校無機非金屬材料專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，通過本課程的教學(xué)，培養(yǎng)材料專業(yè)學(xué)生從化學(xué)角度提出問題、分析問題和解決問題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，是培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型從事材料研究人才的基石課程。本文闡述了筆者在“無機材料化學(xué)”課程教學(xué)過程中采取一些提高本科生科技創(chuàng)新能力的具體措施。

一、課堂教學(xué)改革的必要性

當今社會對材料科學(xué)與工程人才的素質(zhì)、知識綜合結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新能力等方面有了更高的要求，為此，高校需要培養(yǎng)出具有扎實材料學(xué)基礎(chǔ)知識和良好創(chuàng)新能力的智能型、復(fù)合型、創(chuàng)造型人才。課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識的一種重要途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的直接渠道。然而，目前大多數(shù)高校的教學(xué)模式仍以“講課＋考試”為主，重視理論講解，忽視能力培養(yǎng)和實踐訓(xùn)練。課堂上教師的“一言堂”，學(xué)生沒有養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和獨立思考的習(xí)慣；課堂上教師缺乏正確的引導(dǎo)與激勵，使學(xué)生創(chuàng)新積極性不高，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3-6]。對《無機材料化學(xué)》課程來說，課程內(nèi)容豐富，涉及面廣，教材多（教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度不一），所涉及的領(lǐng)域發(fā)展快，給學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)帶來一定的困難。因而，進行課堂教學(xué)改革是非常有必要的。

二、優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，夯實學(xué)生科技創(chuàng)新基礎(chǔ)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，材料學(xué)科中新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn)。筆者按照淡化專業(yè)、拓寬基礎(chǔ)的原則，根據(jù)教學(xué)大綱要求，優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，刪除淘汰的內(nèi)容，合并重復(fù)內(nèi)容，增加新的內(nèi)容。在課堂講授中，將國內(nèi)外的一些最新研究技術(shù)成果、材料科學(xué)的發(fā)展動態(tài)和無機材料化學(xué)的前沿知識適時地充實到教學(xué)內(nèi)容中，充實和更新教學(xué)內(nèi)容；介紹無機材料化學(xué)在新型材料、能源、資源、環(huán)境保護及生命等方面的最新進展，拓寬學(xué)生的知識面，使學(xué)生明確無機材料化學(xué)在材料科學(xué)中的重要性，同時培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、靈活運用、綜合分析問題、解決問題的能力。

三、改革教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新興趣

無機材料化學(xué)課程課堂內(nèi)容豐富，信息量大，而教學(xué)課時少。筆者在課堂教學(xué)過程中將教學(xué)內(nèi)容分為講授和自學(xué)兩部分，靈活運用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獨立思考能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，積極開發(fā)計算機輔助教學(xué)課件，把難點和抽象的內(nèi)容通過動畫的形式反應(yīng)出來，增強學(xué)生的感性認識，即節(jié)省教學(xué)課時，也提高課堂教學(xué)效果和教學(xué)容量。同時，充分展示無機材料化學(xué)基本理論在材料研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀，開闊學(xué)生的視野，將學(xué)生的思想從純化學(xué)領(lǐng)域帶到材料設(shè)計和應(yīng)用領(lǐng)域，使他們認識到本課程學(xué)習(xí)的必要性和重要性及其應(yīng)用前景，激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新興趣。

四、加強實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)觀念，往往偏重于單純傳授知識，忽略了創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。筆者在重視理論知識教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強實踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，鼓勵學(xué)生綜合運用所學(xué)知識去開展創(chuàng)新實踐活動。打破過去實驗項目主要是驗證性的實驗方法，以培養(yǎng)學(xué)生認識事物所需要的觀察能力、分析能力、動手實踐能力和初步科研能力為教學(xué)目標，重組實驗教學(xué)內(nèi)容，完善實驗講義，實行“三性實驗原則”（即將教學(xué)實驗分成驗證性、設(shè)計性和綜合性三種類型），減少驗證性實驗學(xué)時，增加綜合設(shè)計性實驗內(nèi)容和學(xué)時，提高學(xué)生的動手能力和實驗研究的能力。在實驗教學(xué)過程中，給學(xué)生充分發(fā)揮的空間，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，提高學(xué)生的動手能力和實驗研究的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性思維的能力和。此外，積極開展大學(xué)生第二課堂創(chuàng)新活動，讓部分學(xué)生參加筆者的科研工作，從實驗設(shè)計、實驗方法和論文撰寫等方面鍛煉學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新和科研應(yīng)用能力。

五、改進課程考核方法，引導(dǎo)學(xué)生科技創(chuàng)新

目前，大多數(shù)課程考核方式是與知識傳授型教學(xué)相輔相成的，嚴重限制了學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程考核是為了促進學(xué)生學(xué)習(xí)而采取的一種手段，是考查學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造力以及多向思維的能力。考核的時間應(yīng)為一種全面的綜合的動態(tài)評價過程，而不是兩個小時的題目回答。為此，筆者在無機材料化學(xué)課程教學(xué)中通過多種形式進行考核。除了采用傳統(tǒng)閉卷考試形式外，還將結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，布置學(xué)生進行查閱文獻和資料，寫成讀書報告或科技小論文進行評價考核，以及進行學(xué)術(shù)報告，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。另外，組織部分英語水平和創(chuàng)新能力突出的學(xué)生翻譯“無機材料化學(xué)”理論知識在材料合成、設(shè)計和應(yīng)用中的科研論文，激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究的興趣，以及提高學(xué)生科技論文寫作能力。課程的最終考核成績是學(xué)生平時考勤、考試成績、課堂考評和完成的科研論文（報告）等綜合評定的結(jié)果。通過這樣的綜合考核方式，不僅從根本上杜絕了學(xué)生“考前突擊”應(yīng)試現(xiàn)象，還有利于引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)研究的興趣，提高科技創(chuàng)新能力。

六、大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成效

經(jīng)過對無機材料化學(xué)課程教學(xué)改革的探討與實踐，已初步建立了一套較為行之有效的教學(xué)方法，在培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力方面展示了很好的效果。近幾年來，僅筆者指導(dǎo)

的學(xué)生已獲得國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目、湖南省大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目等大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目近十項，學(xué)生發(fā)表或參與發(fā)表科研論文十多篇，參與獲得國家發(fā)明專利1項，在科研和實踐環(huán)節(jié)中獲得各種獎勵近十項，其中包括“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎。在筆者實驗室從事過科學(xué)研究的學(xué)生中有十多人保送或考取研究生，多人在中科院和中南大學(xué)繼續(xù)深造攻讀博士學(xué)位，他們的科研能力得到相關(guān)老師的肯定。

[1]李恒德，師昌緒.中國材料發(fā)展現(xiàn)狀及邁入新世紀對策[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[2]張聯(lián)盟.材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革研究與實踐[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003.

[3]喬思輝.我國大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃現(xiàn)狀評析[J].中國電子教育，2011，（1）：6-11.

[4]郭加書，王鑫，羅征宇.大學(xué)生科技創(chuàng)新的探索與實踐[J].中國高?？萍寂c產(chǎn)業(yè)化（科教縱橫），2011，（1-2）：78-79.

[5]蔡葦，余波，蘭偉.大學(xué)生科技創(chuàng)新活動存在的問題與對策[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2007，（6）：165-166.

[6]瞿浩，何家霖，宋之帥.大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，25（1）：9-12.

G642

A

1674-9324（2014）04-0051-02

湖南省教學(xué)改革項目湘教通（2012）142號第[146項]和長沙理工大學(xué)教學(xué)改革重點項目（資助號：JG1216）

陳傳盛（1972-），男，江西樂安人，長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事碳納米功能材料的制備和應(yīng)用研究。