納米材料的創(chuàng)新設(shè)計與實踐選修課程建設(shè)初探

隋春紅 董順福 薛瑩雪 劉建華 韓麗琴

摘? 要 人普遍存在創(chuàng)新的潛能，教育工作者有義務(wù)通過教學(xué)行為激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。在大學(xué)開設(shè)“納米材料的創(chuàng)新設(shè)計與實踐”課程，通過優(yōu)化課程內(nèi)容，以探究式教學(xué)為主要手段，建立公平合理的形成性評價體系等措施，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新技能等，進而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 納米材料的創(chuàng)新設(shè)計與實踐;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育;大學(xué)生;創(chuàng)新能力

1 引言

習(xí)近平總書記在十九大報告中指出：“世界每時每刻都在發(fā)生變化，中國也每時每刻都在發(fā)生變化，我們必須在理論上跟上時代，不斷認識規(guī)律，不斷推進理論創(chuàng)新、實踐創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、文化創(chuàng)新以及其他各方面創(chuàng)新。”[1] 創(chuàng)新是人所普遍具有的潛能。研究表明，大部分人在青少年時期具有較強的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新意識，但我國現(xiàn)階段在校大學(xué)生普遍存在創(chuàng)新能力不足、創(chuàng)新意識不強、缺乏敏銳的觀察力、創(chuàng)新思維方法少等缺點。

培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力是中國社會發(fā)展和進步的必然要求，是提升我國國際社會競爭力的有力保障。吉林省教育廳于2018年發(fā)布的吉教高〔2018〕12號文件提出，按照“面向全體、注重引導(dǎo)、分類施教、結(jié)合專業(yè)、強化實踐”的原則，發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課堂主渠道作用，立項建設(shè)一批省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育示范課程，注重創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有關(guān)知識、能力、素質(zhì)的有機融合，大力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新技能。

納米科技是21世紀科學(xué)發(fā)展的基本戰(zhàn)略技術(shù)之一，具有重要的支撐作用。納米科技既包含了豐富的科學(xué)內(nèi)涵，又為物理學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)以及信息科學(xué)的發(fā)展提供了較大的創(chuàng)新創(chuàng)造空間。鑒于此，吉林醫(yī)藥學(xué)院化學(xué)教研室教師面向全體在校大學(xué)生開設(shè)了“納米材料的創(chuàng)新設(shè)計與實踐”課程，本門課程屬于通識素質(zhì)類創(chuàng)新教育課程，教學(xué)目的在于：通過本門課程的學(xué)習(xí)，可以開闊學(xué)生的視野，拓展與本專業(yè)相關(guān)各學(xué)科的知識面，讓學(xué)生了解最新納米科學(xué)技術(shù)和發(fā)展狀況，促進高校人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法的創(chuàng)新;鼓勵和支持學(xué)生盡早參與科學(xué)研究和社會實踐等與創(chuàng)新創(chuàng)造有關(guān)的活動，增強學(xué)生進行創(chuàng)新創(chuàng)造的實踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)所需要的高水平創(chuàng)新型人才[2]。

2 課程建設(shè)的具體實施

合理安排教學(xué)內(nèi)容，融入創(chuàng)新教育? 在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上不刻意追求課程的完整性，而是更注重講解重點、難點及與創(chuàng)新創(chuàng)造能力有關(guān)的知識內(nèi)容，相對陳舊、簡單的知識點，留給學(xué)生課后自學(xué)，見表1。這樣既可以節(jié)省大量的時間，也可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。教學(xué)中堅持理論講授與案例分析相結(jié)合，堅持專業(yè)知識講授和活動體驗相結(jié)合，堅持經(jīng)驗傳輸與創(chuàng)新創(chuàng)造實踐相結(jié)合。理論內(nèi)容主要涵蓋納米材料的作用、特異功能、常規(guī)的合成方法以及納米材料在醫(yī)藥和健康領(lǐng)域的應(yīng)用。在實驗設(shè)計上更強調(diào)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，選取操作簡單、應(yīng)用廣泛的靜電紡絲技術(shù)為實驗內(nèi)容，開展具有不同性能的納米纖維材料的制備及應(yīng)用性研究。

由于靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維在藥物傳輸載體、促進傷口愈合、人體組織工程支架、藥物控釋[3]等方面有著廣泛的應(yīng)用，這些方面的知識與醫(yī)藥學(xué)專業(yè)有著廣泛的聯(lián)系，勢必會激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和興趣。以納米醫(yī)藥材料設(shè)計競賽、納米材料創(chuàng)新設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯課外科技學(xué)術(shù)作品競賽的基本設(shè)計原則和方法為教學(xué)內(nèi)容，對專業(yè)課知識與納米材料相關(guān)知識點進行整合，更新教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極參與教師負責(zé)的科研項目研究，在進行實驗操作的過程中，教師嚴謹求實、開拓創(chuàng)新的科研態(tài)度會對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響。鼓勵教師將取得的最新科研成果及時融入教學(xué)工作，以科研水平的不斷提高推動教學(xué)水平的持續(xù)進步。

改進教學(xué)方法手段，提高教學(xué)質(zhì)量? 本課程采用探究式教學(xué)和課題項目實踐教學(xué)為主要手段，輔以案例式教學(xué)和專題式教學(xué)，依靠先進的網(wǎng)絡(luò)資源，充分發(fā)揮學(xué)生在課堂上的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生采用先自主式后互動式的學(xué)習(xí)策略。選取重要且有一定難度的知識點，留給學(xué)生一段獨立的思考時間，激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望和興趣;接下來讓學(xué)生與同小組同學(xué)進行討論交流，在課堂中分享結(jié)果，將個人單獨學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為群體式學(xué)習(xí)，在“思考—配對—分享”的過程中提高學(xué)生的知識水平與自信度，提升學(xué)生創(chuàng)造性探究的能力。

在教學(xué)實踐過程中注重將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與納米材料的基礎(chǔ)教學(xué)滲透融合，突出實踐教學(xué)的重要性。在學(xué)習(xí)和掌握納米材料合成技術(shù)后，要求學(xué)生在實驗室原有設(shè)備的基礎(chǔ)上自主進行納米材料的創(chuàng)新性設(shè)計，整個自主設(shè)計實驗過程重點加強對學(xué)生創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力、操作能力、組織能力的培養(yǎng)。通過聘請專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)教師，對項目申請書的撰寫給出具有針對性的修改與指導(dǎo)意見，增強學(xué)生在參賽項目中的競爭能力，提高學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐的熱情。

經(jīng)過一系列有針對性的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)后，學(xué)生對納米材料的創(chuàng)新性設(shè)計有了一定的認識，最后通過參與模擬創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)答辯活動，鞏固學(xué)習(xí)成果，樹立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。經(jīng)過成員組隊、選定研究項目、撰寫申報書以及最后完成現(xiàn)場答辯等過程，學(xué)生不僅獲得寶貴的模擬創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的經(jīng)驗，也提高了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和科學(xué)探索的興趣，為參與各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽打下堅實的基礎(chǔ)[4]。

完善網(wǎng)絡(luò)信息平臺，豐富教學(xué)資源? 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)消除了空間上的壁壘，突破了時間上的限制，可以實現(xiàn)隨時播放教學(xué)相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生通過碎片化的學(xué)習(xí)模式，分階段分層次地學(xué)習(xí)知識，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。繼續(xù)完善“吉醫(yī)在線學(xué)堂（超星一平三端）”功能模塊的建設(shè)，涉及納米材料在實際生活中的應(yīng)用時，以案例的形式通過網(wǎng)絡(luò)推送給學(xué)生，提升創(chuàng)新意識，強化勇于創(chuàng)新進取的科學(xué)態(tài)度。定期更新上傳與納米材料相關(guān)的音頻、視頻、圖片等素材，通過學(xué)習(xí)先進的科學(xué)技術(shù)和納米材料的科技人才先鋒，使學(xué)生感受納米材料與時代發(fā)展的聯(lián)系，體現(xiàn)以改革創(chuàng)新為核心的時代精神，加深對社會主義核心價值觀的理解。實時向“吉醫(yī)在線學(xué)堂”發(fā)送與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的培訓(xùn)輔導(dǎo)會議，通過各位知名專家的在線講解，進一步開闊師生的學(xué)術(shù)視野，更新創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念，引導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師把工作重心轉(zhuǎn)向教學(xué)能力和水平提升，從而更好地為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貢獻智慧和力量。

建立公平合理的形成性考核評價體系? 形成性考核評價對促進學(xué)生積極參與課程學(xué)習(xí)，增強創(chuàng)新意識和提高創(chuàng)新創(chuàng)造能力是非常重要的。形成性考核評價在本課程總評中的比重為80%，以課堂表現(xiàn)、閱讀文獻能力、實驗操作能力、發(fā)表論文情況、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目作為主要評價指標。通過對本門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生對納米材料的有關(guān)知識和先進的合成方法會產(chǎn)生較深的認識;通過創(chuàng)新性項目申報的學(xué)習(xí)和實踐，學(xué)生參與各類活動的自信心會有很大程度的提高。

為此，教師應(yīng)多多鼓勵學(xué)生積極申報各個級別的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，對于實驗結(jié)果較好、水平較高的項目，應(yīng)在教師的指導(dǎo)下積極撰寫論文，有理有據(jù)地對結(jié)果進行理論分析，發(fā)表期刊論文、申報發(fā)明專利。教師也要熱心幫助和指導(dǎo)學(xué)生參與各類各級別獎學(xué)金的評選和各類榮譽稱號的申請，通過形式各異的競賽評選，對表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生給予一定的獎勵。結(jié)題合格的項目、發(fā)表的論文、獲得的各類獎項，都可以置換相應(yīng)級別的學(xué)分，激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主動性和積極性，提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在“納米材料的創(chuàng)新設(shè)計與實踐”課程中把對學(xué)生成績的考核分散到整個學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新創(chuàng)造能力在循序漸進的教學(xué)過程中得到鞏固和提升。

3 教學(xué)實施效果描述

基礎(chǔ)實踐階段、專業(yè)實踐階段和綜合實踐階段活動的有機結(jié)合，不僅達到對學(xué)生傳授知識的目的，而且有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、溝通能力、協(xié)作能力、組織能力、表達能力，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

近三年參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和各類競賽的學(xué)生數(shù)已達到500人次，占學(xué)生數(shù)的75%左右。每年以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新論壇暨實驗設(shè)計大賽、電子商務(wù)“創(chuàng)新、創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、創(chuàng)青春大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、“青年紅色筑夢之旅”、數(shù)學(xué)建模比賽和吉林省生物技能大賽為載體，鼓勵學(xué)生積極參與各級各項賽事，逐步提高學(xué)生的競技水平和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。據(jù)不完全統(tǒng)計，參與本門課程學(xué)習(xí)的學(xué)生在指導(dǎo)教師的幫助下，通過不懈努力，在各類項目申報和比賽中取得優(yōu)異的成績。其中，獲批校級以上大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目60余項，參與省級以上各類比賽70余項，獲得三等獎以上獎勵35項。

4 結(jié)語

青春、創(chuàng)新、創(chuàng)造是最美的語言，當代青年肩負著祖國的希望和未來，大學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，更應(yīng)該關(guān)注創(chuàng)新思維的養(yǎng)成和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的提升。隨著納米材料的日新月異，人們對納米材料的認知更加深入，“納米材料的創(chuàng)新性設(shè)計與實踐”課程的開設(shè)符合時代的要求，與科學(xué)前沿的有機結(jié)合能夠激發(fā)大學(xué)生對本門課程的求知熱情，進而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造的積極性和主動性的目的。本課程更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，重視創(chuàng)新思維的形成和實踐技能的應(yīng)用。通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以拓展與本專業(yè)相關(guān)各學(xué)科的知識，了解最新納米科學(xué)技術(shù)和發(fā)展狀況，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，提高綜合素質(zhì)，不斷激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)造熱情，成為創(chuàng)新創(chuàng)造的后備人才，努力形成知識帶動創(chuàng)新、創(chuàng)新帶動創(chuàng)業(yè)的良好氛圍。

參考文獻

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[4]杜巖錦，曾艷明，房卓婭，等.基于“產(chǎn)學(xué)合作、協(xié)同育人”教育理念的工程教育改革探究與實踐[J/OL].新教育時代電子雜志（教師版），2018（30）：259-246.