基于協(xié)同創(chuàng)新和科學研究背景下武陵山片區(qū)理工科實踐教學改革探索

吳賢文，向延鴻，李佑稷

(1.吉首大學 化學化工學院，湖南 吉首 416000；2.吉首大學 化學國家級實驗教學示范中心，湖南 吉首 416000)

武陵山片區(qū)包括湖南、湖北、貴州、重慶四省市交界區(qū)域的71個縣(市、區(qū))，國土總面積為17.18萬km2。71個縣中有42個國家扶貧開發(fā)工作重點縣，總人口為3645萬人。武陵山片區(qū)是國內少數(shù)民族聚集的主要地帶，約占全國少數(shù)民族總人口的1/8，境內有苗族、土家族、侗族、白族和回族等9個世居少數(shù)民族[1]。武陵山片區(qū)是國家實施精準扶貧戰(zhàn)略的主戰(zhàn)場。然而，在這一地帶不僅農(nóng)民貧困，經(jīng)濟滯后，交通不便，信息閉塞，而且教育十分落后。因此，片區(qū)內唯一的一所綜合性大學即吉首大學為地方教育和經(jīng)濟發(fā)展做出了突出貢獻。

然而，武陵山片區(qū)動植物資源和礦產(chǎn)資源十分豐富，為了改變片區(qū)的落后面貌，吉首大學肩負起重擔，毅然走在了改革的前列。政府和領導相信，唯有發(fā)展教育，以片區(qū)市場為導向，以應用型人才為目標，提高理工科學生的實踐能力，方能促進學生的就業(yè)競爭力，從而讓武陵山片區(qū)脫貧致富。為此，吉首大學對武陵山片區(qū)作了充分的調查和研究，并出版了《中國連片特困區(qū)發(fā)展報告(2016-2017)》藍皮書，同時先后牽頭搭建了“湖南省獼猴桃產(chǎn)業(yè)化工程技術研究中心(共建)”、“湖南省錳精深加工工程技術研究中心(共建)”、 “大鯢資源保護與綜合利用湖南省工程實驗室”、“杜仲綜合利用技術國家與地方聯(lián)合工程實驗室”、“錳鋅礦業(yè)重金屬污染綜合防治技術湖南省工程實驗室”、“礦物清潔生產(chǎn)與綠色功能材料開發(fā)湖南省重點實驗室”、“武陵山地區(qū)民族藥解析與創(chuàng)制湖南省工程實驗室”等省部級科研平臺。此外，湖南大湘西地區(qū)錳鋅釩礦產(chǎn)資源豐富，錳的儲量居湖南省第一，全國第二，素有“東方錳都”之稱；鋅的儲量居全國第一；石煤釩礦資源也位居全國前列。2015年，吉首大學牽頭、聯(lián)合中南大學和廣西師范大學等成立了“湖南省高等學校2011計劃錳鋅釩產(chǎn)業(yè)技術協(xié)同創(chuàng)新中心”[2-3]。

對理工科而言，實踐教學是人才培養(yǎng)的一個關鍵環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段，是理論教學的有力補充，是鍛煉學生全方位能力，加強專業(yè)技能訓練、工程訓練以及培養(yǎng)學生實踐能力而設置的教學環(huán)節(jié)[4-10]。

因此，基于協(xié)同創(chuàng)新和科學研究背景下如何充分利用這些省部級平臺進行實踐教學改革是一個值得研究的課題。

1 豐富實踐教學體系，突顯實踐教學環(huán)節(jié)

2016年，吉首大學理工科院系就應用化學、化學工程與工藝等人才培養(yǎng)方案進行了修訂。人才培養(yǎng)方案中對人才培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)規(guī)格做了明確的要求，且突顯了實踐教學環(huán)節(jié)的重要性。如“應用化學”人才培養(yǎng)方案中強調該專業(yè)是吉首大學武陵山片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅的特色專業(yè)，并著重培養(yǎng)學生扎實的化學理論與實驗實踐能力，具有從事功能材料化學、資源化學等學科領域的教學、研究、技術開發(fā)、技術改造和設計工作的初步能力；具有一定的實驗設計和動手能力，創(chuàng)造實驗條件，進行化學實驗，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫學術論文，參與學術交流的能力；具有初步的科學研究和實際工作能力，具有一定的批判創(chuàng)新思維能力和獨立解決問題的能力。該人才培養(yǎng)方案中明確了實踐教學內容，由原來的工科綜合實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)論文(設計)、社會實踐四部分增加到金工實習、工廠認知實習、課程設計、學科競賽、創(chuàng)新實踐、工科綜合實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)論文(設計)、社會實踐九部分。每個環(huán)節(jié)學分明確，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐為4.0學分，崗位實習與創(chuàng)業(yè)實踐為6.0學分，畢業(yè)論文(設計)為 8.0學分。且崗位實習時間由原來的12周增加到13周，畢業(yè)論文(設計)時間由原來的8周增加到12周。同時，創(chuàng)新實踐改為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，強調創(chuàng)業(yè)在實踐教學環(huán)節(jié)中的地位與作用。

2 組建教改實驗班，共享實踐平臺

“湖南省高等學校2011計劃錳鋅釩產(chǎn)業(yè)技術協(xié)同創(chuàng)新中心”是以吉首大學、中南大學、廣西師范大學等單位為主體，聯(lián)合湘西州政府，以及一部分企業(yè)共同組建，就人才培養(yǎng)、科學研究、隊伍建設、成果轉化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、等進行深度合作，實現(xiàn)中心內部平臺資源、技術資源、人才資源和知識成果的共享，為錳鋅釩產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，從而為地方經(jīng)濟服務?；诖耍板i鋅釩產(chǎn)業(yè)技術協(xié)同創(chuàng)新中心”提出組建“跨院系、跨學科、跨專業(yè)的教改實驗班”，從化學化工學院、生物資源與環(huán)境科學學院、物理與機電工程學院和信息科學與工程學院的大一、大二學生中進行遴選。任何行業(yè)都是一個龐大的系統(tǒng)工程，都涉及到交叉性、綜合性知識。就錳、鋅、釩三個行業(yè)而言，從上游冶煉到下游應用以及礦渣處理，實際上涉及到化學、化工、冶金、環(huán)境、材料、機械、電子等多個專業(yè)。因此，通過邀請本領域專家、不同院系教授以及本領域企業(yè)家授課，讓學生認識到團隊與合作在個人與企業(yè)發(fā)展中的重要性。同時針對該教改實驗班設置“科研創(chuàng)新課題”，創(chuàng)新課題必須有不同院系不同專業(yè)的學生參與，學生可以在非本院系和非本專業(yè)尋找指導老師。因此，不同院系、不同專業(yè)的學生有更多機會相互接觸，在專業(yè)知識鏈上取長補短，共同研究、共同進步；讓不同院系的學生接受跨院系老師的指導，共享資源，拓寬知識面。教改實驗班的組建，其實質是共享實踐平臺，這是實踐教學改革的一次創(chuàng)新和新的嘗試。

3 豐富實驗教學內容，建立實驗教學開放機制，鼓勵學生進行科研探索

實驗教學是現(xiàn)代教學環(huán)節(jié)、尤其是實踐教學環(huán)節(jié)中的一個重要組成部分，是理工科專業(yè)人才培養(yǎng)不可或缺的一部分[10-13]。實驗不僅能促進科學技術的發(fā)展，還對高級專業(yè)人才的培養(yǎng)起到舉足輕重的作用。一方面，幫助學生樹立正確的科學觀，更好地理解知識，培養(yǎng)學生的思維模式，提高其分析問題、解決問題的能力；另一方面，能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的動手操作能力，促進學生的全面科學發(fā)展，從而提高學生的市場競爭力和就業(yè)率。

3.1 豐富實驗教學內容，完善實驗教學體系，體系區(qū)域特色

以吉首大學化學化工學院為例，在修訂人才培養(yǎng)方案過程中，逐漸豐富了實驗教學內容，完善了實驗教學體系，且體現(xiàn)了武陵山片區(qū)的區(qū)域特色。從無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗到物理化學實驗，每部分都開設了20到30個實驗，實驗內容豐富多彩。從性質實驗、測定實驗、制備實驗到創(chuàng)新實驗，每部分內容又與當?shù)氐闹参镔Y源以及礦產(chǎn)資源有機地結合起來，體現(xiàn)了地方特色。比如在無機化學實驗中，設置了“軟錳礦制取高錳酸鉀”、“用銅、鎘渣回收硫酸鋅”等內容；而在分析化學實驗部分，設置了“軟錳礦中MnO2含量的測定”、“獼猴桃根中微量金屬元素的測定”、“電解錳廢液中重金屬元素的測定”、“石煤中釩含量的測定”這些實驗內容；而在有機化學實驗部分，設置了“單寧酸沉淀法提取煙堿及其GS/MS分析”、“路邊青總多酚的超聲提取及紫外光譜分析”等內容。這些實驗的安排，就是為了充分利用大湘西地區(qū)的植物資源、錳鋅礦產(chǎn)資源。讓學生感覺貼近生活，所學知識能服務地方和社會經(jīng)濟發(fā)展。

3.2 建立健全實驗教學開放機制，鼓勵學生進行科研探索

從基礎化學實驗、綜合化學實驗到專業(yè)實驗，學生可以學到很多專業(yè)基礎知識。更重要的是：實驗教學開放機制逐漸健全。學生參與項目的途徑呈現(xiàn)多元化趨勢：其一是學生自主申請創(chuàng)新課題，如湖南省和學校教務處主管的“大學生創(chuàng)新性實驗項目”、學?？萍继幹鞴艿摹按髮W生科研創(chuàng)新課題”、“錳鋅釩產(chǎn)業(yè)技術協(xié)同創(chuàng)新中心”主管的“大學生開放性實驗項目”。其二是老師為學生申請開放實驗課題，如學校“實驗室與設備管理中心”為老師設置了“開放性實驗項目”。其三是教師申請科研課題，學生可以參與其中?？傊@些實驗內容從學生自選課題到開放實驗項目、教師科研課題，都體現(xiàn)了以學生為參與對象，以項目為紐帶，以提升學生實踐能力、科研創(chuàng)新能力以及解決武陵山片區(qū)的重大社會難題為根本目的。豐富了實驗教學的內涵，學生得到了鍛煉和成長，老師也有了得力的科研助手，相互促進，教學相長。

4 以學科專業(yè)競賽為契機，鼓勵大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

專業(yè)學科競賽有助于鍛煉學生的智力和思維，并補充大量的專業(yè)知識[14]。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽能給學生提供一個優(yōu)質的創(chuàng)業(yè)平臺和創(chuàng)業(yè)氛圍，不僅拓展學生素質，激發(fā)學生創(chuàng)業(yè)潛能，還讓學生學以致用，與市場接軌[15]。我校近年來十分重視學科競賽和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。首先，為了促進學生的成長成才，提升學生的專業(yè)技能，學校加大專業(yè)競賽力度。將學科競賽分成A類、B類、C類不同的等級賽事，給予指導老師和學生不同的獎勵額度，讓師生互惠互利。其次，為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，鼓勵學生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，包括 “全國及省級互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽”、“全國及省級挑戰(zhàn)杯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等。再次，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)已不僅僅停留在口頭上，已通過人才培養(yǎng)方案中“必修學分”形成了一種實踐教學方式和人才培養(yǎng)模式。近年來，我校學生在各大學科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中斬獲大獎，碩果累累。總之，學生通過參加這些比賽受益匪淺，個人綜合素質和競爭力得到了極大的提高，學校就業(yè)率逐漸攀升。學生通過參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，攜帶的項目被多家風投公司看中，還衍生出了一系列公司，如吉首大學信息科學與工程學院學生張果創(chuàng)辦了“必趣網(wǎng)”、體育科學學院的研究生宋霆創(chuàng)辦的“吉首市派特網(wǎng)絡科技有限公司”等。這些驕人的成績與本校實踐教學改革分不開。

5 結束語

在協(xié)同創(chuàng)新和科學研究背景下對理工科實施實踐教學改革十分必要，通過豐富實踐教學體系、重視實踐教學環(huán)節(jié)、共享實踐平臺、豐富實驗教學內容等途徑，進行實踐教學改革，其發(fā)展理念和發(fā)展途徑可行，對武陵山片區(qū)的脫貧致富具有深遠的意義。