以課程教學(xué)為基礎(chǔ)階梯式大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

豐曙霞 王 璇 董琳慧 楊嘉晟

山東英才學(xué)院建筑工程學(xué)院（250104）

0 前言

近年來，教育部門多次強(qiáng)調(diào)，高等院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要性和必需性，出臺了一系列綱領(lǐng)性文件，明確提出要推動教育創(chuàng)新，改革人才培養(yǎng)模式，把科學(xué)精神、創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和社會責(zé)任感的培養(yǎng)貫穿教育全過程[1]。大學(xué)生教育，課程學(xué)習(xí)是主體，如何將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入到課程教學(xué)中是廣大院校及教學(xué)工作者鉆研的難題。經(jīng)過多年的研究及實(shí)踐，山東英才學(xué)院教師自創(chuàng)了一套獨(dú)特的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式：階梯式創(chuàng)新能力提升法。在課堂教學(xué)中我們分別從創(chuàng)的能力和新的理念兩方面訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生。通過介紹新材料、新技術(shù)、新動態(tài)等“新”知識啟蒙學(xué)生“新”意識；通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生動手能力和操作技能，培養(yǎng)“創(chuàng)”的能力。然后，將創(chuàng)和新融合。通過開放性實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目等教學(xué)和實(shí)踐活動指導(dǎo)學(xué)生找問題、定方向、想辦法、去實(shí)踐，在一系列的自主研究過程中完成創(chuàng)新技能和理念的交融。

1 以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，種植創(chuàng)新理念

1.1 基于傳統(tǒng)建材，剖析現(xiàn)存問題，預(yù)埋發(fā)展理念

講授傳統(tǒng)建材時，除了介紹傳統(tǒng)材料的品種、性能及應(yīng)用外，要注意分析現(xiàn)有材料在生產(chǎn)、使用、回收等過程中的優(yōu)缺點(diǎn)，針對缺點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生思考可能的解決方法，將創(chuàng)新發(fā)展的觀念種植在學(xué)生的腦海中。如在講授砂漿章節(jié)時，分析傳統(tǒng)地面砂漿的性能缺陷，如流動度低，采用批抹方式施工，耗時耗力且質(zhì)量不能保證。然后，針對上述問題引導(dǎo)學(xué)生思考討論可行的解決方案，介紹新型自流平砂漿組成及性能特點(diǎn)，與傳統(tǒng)砂漿相比的優(yōu)勢及現(xiàn)存的問題等。最后展望未來砂漿組成、性能及施工的發(fā)展方向。

1.2 緊跟市場步伐，將新材料、新技術(shù)引入課堂

材料的發(fā)展日新月異，層出不窮，教材內(nèi)容難免會出現(xiàn)知識或標(biāo)準(zhǔn)陳舊滯后的情況，任課教師在講課過程中要注意穿插講解當(dāng)前最新材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，將前沿知識與所學(xué)的基礎(chǔ)課程結(jié)合起來，及時更新教學(xué)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探索性的學(xué)習(xí)。如在講授混凝土章節(jié)時，除了講授普通混凝，對目前比較熱門的新型混凝土品種進(jìn)行簡單介紹，如透水混凝土、植生混凝土等。

1.3 利用教師科研成果及經(jīng)驗(yàn)，引領(lǐng)學(xué)生擴(kuò)大知識面，啟發(fā)創(chuàng)新性思維

土木工程材料未來的發(fā)展方向主要有多功能化、高性能化、綠色化、智能化。教師可以利用已有的科研經(jīng)驗(yàn)，從某種材料的研發(fā)入手，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，進(jìn)而打開創(chuàng)新思路。

2 以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)為溫室，培育創(chuàng)新能力

2.1 豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生課內(nèi)實(shí)驗(yàn)重要性意識

作為一門與建筑專業(yè)密切相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，土木工程材料課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)針對專業(yè)目標(biāo)，體現(xiàn)專業(yè)技能。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要充分體現(xiàn)服務(wù)于建筑類專業(yè)人才技能與知識的培養(yǎng)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時，豐富教學(xué)內(nèi)容。我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時由8學(xué)時增加到12學(xué)時，新增砂漿、瀝青材料方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)一步健全學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知體系，提高學(xué)生的操作技能。

2.2 改革教學(xué)方法，提高學(xué)生主體性意識

為了有效激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)積極性，鍛煉學(xué)生觀察、分析、思考和解決問題的能力，我們一直致力于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用有機(jī)結(jié)合。如水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師在理論課教學(xué)中介紹標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的意義和測試方法，布置學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)課預(yù)習(xí)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師演示實(shí)驗(yàn)流程及儀器操作，并在演示過程中講解操作規(guī)范和注意事項(xiàng)。不再贅述講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡葍?nèi)容，將更多的時間留給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

2.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計，重視并加強(qiáng)綜合性、設(shè)計研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，增加提出實(shí)驗(yàn)設(shè)想、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容，減少驗(yàn)證性、單一性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)時長。優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，制訂了一套立足基本、多點(diǎn)輻射的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案。立足基本，堅持配合比設(shè)計實(shí)驗(yàn)的主體教學(xué)內(nèi)容及目的，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識進(jìn)行基本四組分配合比計算并進(jìn)行拌和物和易性實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使學(xué)生掌握水泥普通混凝土基本組成、性能及測試基本技能。多點(diǎn)輻射，我們在基礎(chǔ)組分中增加了工程常用外摻料包括粉煤灰，礦渣粉，常見外加劑包括減水劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等組分，學(xué)生可根據(jù)興趣選擇任一外加項(xiàng)進(jìn)行配合比計算及拌和物性能觀察測試，鞏固學(xué)生對普通混凝土的掌握，并對高性能混凝土的組成及配制有更直觀的了解和認(rèn)識。

3 以開放性實(shí)驗(yàn)為契機(jī)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能

開放性實(shí)驗(yàn)是一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生思考及創(chuàng)新能力為主要目的，一般基于課程教學(xué)但又獨(dú)立于課程教學(xué)而開展，多是設(shè)計性實(shí)驗(yàn)[2]。

3.1 課程教學(xué)中教授的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)操作技能是學(xué)生自主完成開放性實(shí)驗(yàn)的前提

教師在土木工程材料課程教學(xué)中，及時介紹目前的市場動態(tài)及材料應(yīng)用背景，啟發(fā)學(xué)生展開聯(lián)想和思考，鼓勵學(xué)生提出疑問和假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題查閱文獻(xiàn)資料，從而擬訂可行的實(shí)驗(yàn)方案。經(jīng)過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生，具備材料性能測試的基本知識和技能，掌握了常用材料性能測試儀器操作方法。

3.2 以實(shí)際工程應(yīng)用為背景設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

山東英才學(xué)院的辦學(xué)宗旨是培養(yǎng)一流應(yīng)用型人才，建筑業(yè)作為一種實(shí)際應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，尤其重視對學(xué)生基本技能和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此教師和學(xué)生在設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容時，始終注意將培養(yǎng)工程應(yīng)用能力作為核心，實(shí)驗(yàn)類型從一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐漸向綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)不斷轉(zhuǎn)變，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注重市場背景及工程背景的融合。

近年來，山東英才學(xué)院土木工程專業(yè)學(xué)生相繼開展并完成了“粉煤灰摻量對無機(jī)保溫砂漿性能的影響”“骨料粒徑對透水混凝土強(qiáng)度的影響”“市售建筑保溫制品保溫性能的測試與比較”等探索性開放實(shí)驗(yàn)。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，教師擔(dān)任引路人的角色，輔助學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計、測試、數(shù)據(jù)分析等操作，賦予學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計決策權(quán)及獨(dú)立操作權(quán)，調(diào)動學(xué)生的能動性和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其解決問題分析問題的能力。

4 以大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目為抓手，引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新，擴(kuò)展創(chuàng)新途徑

創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生個人或團(tuán)隊(duì)，在教師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目設(shè)計、研究條件準(zhǔn)備和項(xiàng)目實(shí)施、研究報告撰寫、成果（學(xué)術(shù)）交流等工作[3]。創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目重視學(xué)術(shù)性，要求學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。

近年來，山東英才學(xué)院學(xué)生先后完成十余項(xiàng)材料類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，部分來源于指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目的拓展或分支。如有學(xué)生在參與教師科研項(xiàng)目“大摻量粉煤灰水泥基自流平砂漿制備及性能研究”中，較全面地了解了粉煤灰這種固體廢棄物，包括來源、組成、應(yīng)用現(xiàn)狀等。教師結(jié)合當(dāng)前國家乃至全球的環(huán)保熱點(diǎn)作出引導(dǎo)：粉煤灰的產(chǎn)量很大，但反應(yīng)活性低，導(dǎo)致利用率較低，既污染環(huán)境也浪費(fèi)資源。學(xué)生對這一問題產(chǎn)生了濃厚的興趣，查閱文獻(xiàn)并思考粉煤灰高效益利用的可行途徑。在與教師商討后，最終決定采用幾種材料組成復(fù)合活性劑提高粉煤灰膠凝體系的凝結(jié)速度和早期強(qiáng)度，從而提高粉煤灰的利用率。圍繞研究內(nèi)容和研究目的，學(xué)生們找資料、查文獻(xiàn)、設(shè)計研究方案，形成初步研究設(shè)想，申報了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“低鈣粉煤灰固凝劑研究”，并成功立項(xiàng)，目前此項(xiàng)目正在順利實(shí)施當(dāng)中。

5 以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽為平臺，讓創(chuàng)新成果落地生根

創(chuàng)新大賽內(nèi)容包含產(chǎn)品及服務(wù)、市場機(jī)會、商業(yè)模式、市場地位、目標(biāo)客戶、市場預(yù)估、營銷計劃、投資收益分析等，內(nèi)容涵蓋創(chuàng)新產(chǎn)品、服務(wù)成果轉(zhuǎn)化、與既有產(chǎn)品或服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)比較等。鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，可從以下幾方面提高學(xué)生的綜合能力。

5.1 理論聯(lián)系實(shí)際的能力

從理論到實(shí)驗(yàn)，再到創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，圍繞創(chuàng)新的活動主旨在于“新”，包括對舊事物的新改造，新事物的創(chuàng)建，但注重學(xué)生創(chuàng)新思維及能力的培養(yǎng)，對創(chuàng)新的意義和實(shí)際應(yīng)用等方面并未有較多考慮和關(guān)注。正因?yàn)槿绱?，校園創(chuàng)新容易理想化、脫離實(shí)際，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽可以有效解決上述問題。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽以學(xué)生的新點(diǎn)子、新創(chuàng)意、新產(chǎn)品為基礎(chǔ)，面向市場及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，迫使創(chuàng)新者思考理論創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系及實(shí)現(xiàn)途徑。

5.2 自我判斷的能力

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽擔(dān)負(fù)著“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促改、以賽促創(chuàng)”的歷史使命[4]。大賽中，學(xué)生將從市場機(jī)會、市場預(yù)估、目標(biāo)客戶等方面考察創(chuàng)新產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用可能性，通過與現(xiàn)有同類產(chǎn)品性能、價格、服務(wù)等多方位比較，分析創(chuàng)新產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)意義，判斷創(chuàng)新產(chǎn)品是否符合社會發(fā)展需要、創(chuàng)新方向是否正確。

5.3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐能力

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)際過程是充滿多領(lǐng)域、復(fù)雜及困難的過程。前期的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練活動多為單純的理念教育，學(xué)生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的復(fù)雜性意識淡薄，缺乏面對市場及實(shí)際問題的機(jī)會。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽可有效鍛煉學(xué)生應(yīng)對市場及復(fù)雜實(shí)際問題的能力。如果將前期的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練活動視為練兵的話，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽則是實(shí)戰(zhàn)演練。學(xué)生通過參與各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽可豐富實(shí)踐經(jīng)歷，進(jìn)一步提高自身創(chuàng)新綜合能力。

6 結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)科技快速發(fā)展的新時代背景下，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為大學(xué)生教育的核心內(nèi)容之一。圍繞這一主題，學(xué)校和教師應(yīng)努力鉆研，做好大學(xué)生創(chuàng)新教育的每一個環(huán)節(jié)。自創(chuàng)階梯式創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式，可在課程學(xué)中根植創(chuàng)新意識，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鍛煉實(shí)驗(yàn)技能，以開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目為平臺，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考、創(chuàng)新、驗(yàn)證等創(chuàng)新能力，鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，開闊視野，豐富實(shí)踐經(jīng)歷，夯實(shí)創(chuàng)新能力，提高綜合素養(yǎng)。