大型綜合實(shí)驗(yàn)在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用

張興祥 韓娜 宋俊 西鵬 王寧 劉海輝

[摘 要] 針對(duì)基本型實(shí)驗(yàn)在大學(xué)生和研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的問題，通過分析問卷調(diào)查結(jié)果，探究了開設(shè)大型綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要性，研究結(jié)論對(duì)同類型專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有一定的參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞] 大型綜合實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

[基金項(xiàng)目] “紡織之光”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（2017BKJGLX233）;天津市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（66）

[作者簡介] 張興祥（1962—），男，山東煙臺(tái)人，博士，天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)負(fù)責(zé)人，教授，博士生導(dǎo)師（通信作者），研究方向?yàn)楣δ懿牧虾透咝阅懿牧?韓 娜（1981—），女，天津人，工學(xué)博士，天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)槟げ牧虾屠w維材料;宋 ?。?978—），男，湖北天門人，工學(xué)博士，天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心副教授，材料科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心副主任，研究方向?yàn)槔w維材料。

[中圖分類號(hào)] G642.423 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）39-0391-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-25

根據(jù)中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[1]，2020年我國要跨入創(chuàng)新型國家行列，基本建成具有中國特色的國家創(chuàng)新體系?！毒V要》對(duì)高等學(xué)校的人才培養(yǎng)提出了非常明確的要求：人才培養(yǎng)是高等教育最重要的任務(wù)，如何優(yōu)化人才成長環(huán)境，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才是首要任務(wù)。全國高等學(xué)校本科教學(xué)工作會(huì)議明確要求做到“以本為本”“四個(gè)回歸”[2]。目前，部分高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中主要開設(shè)基本型實(shí)驗(yàn)，包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)[3]，單一類型的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作用有限，大學(xué)四年級(jí)和研究生階段的學(xué)生經(jīng)常遇到不知如何開展創(chuàng)新性研究的問題，需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行目的性較差的探索實(shí)驗(yàn)，折射出創(chuàng)新素養(yǎng)的育成不夠。如何利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件提高本科生和研究生的創(chuàng)新能力，是當(dāng)前亟待解決的一個(gè)難題，也長期得到了學(xué)界關(guān)注[4-9]。但目前已經(jīng)發(fā)表的研究結(jié)果之間無法直接對(duì)比，哪種類型實(shí)驗(yàn)更多地影響學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)則沒有報(bào)道。

針對(duì)基礎(chǔ)型、綜合型和創(chuàng)新型三種類型的實(shí)驗(yàn)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用進(jìn)行了對(duì)比研究，在對(duì)本科生、研究生進(jìn)行問卷調(diào)查基礎(chǔ)上，對(duì)大型綜合實(shí)驗(yàn)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用進(jìn)行了探討和分析。

一、實(shí)驗(yàn)的基本類型和學(xué)生認(rèn)可度

為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，從大學(xué)一年級(jí)起，根據(jù)各自專業(yè)特色，陸續(xù)開設(shè)了“無機(jī)、物理、有機(jī)、物化實(shí)驗(yàn)”等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，以及“金屬材料、非金屬材料、高分子化學(xué)和物理、材料近代分析測試和材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)”等專業(yè)性實(shí)驗(yàn)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和素養(yǎng)，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。獲批國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心以后，組織教學(xué)督導(dǎo)專家、實(shí)驗(yàn)教師、大四學(xué)生和用人單位的代表，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、內(nèi)容進(jìn)行了論證，最終將實(shí)驗(yàn)類型分為：基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)（單一知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）[3]、綜合型實(shí)驗(yàn)（多個(gè)相互關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)（多個(gè)內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)）[9]。為了檢驗(yàn)運(yùn)行五年的效果，設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，在天津工業(yè)大學(xué)和東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院及紡織學(xué)院的大四本科生、碩士研究生和博士研究生中進(jìn)行調(diào)查，在420余份反饋問卷中，大四本科生占54%，其他為各年級(jí)的碩士生和博士生。有95%的受訪者認(rèn)可這種實(shí)驗(yàn)分類，并且約40%的受訪者完成了大型綜合實(shí)驗(yàn)，約18%的受訪者完成了創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)?？紤]到碩士和博士受訪者中有非受調(diào)查學(xué)校的生源，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)種類存在差異，這個(gè)結(jié)果中完成大型綜合實(shí)驗(yàn)的比例還是很高的。

二、大型綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè)

與開設(shè)基本型實(shí)驗(yàn)有具體的大綱要求不同，天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心開設(shè)大型綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容相對(duì)自由，新增實(shí)驗(yàn)經(jīng)申報(bào)、答辯、審核后即可以接收本科生報(bào)名，報(bào)名人數(shù)達(dá)到10人以上即可開設(shè)。每年都有擬開設(shè)的大型綜合實(shí)驗(yàn)因報(bào)名人數(shù)不足而未能開設(shè)，也有受歡迎的大型綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)名人數(shù)超過30人，需要分兩次開設(shè)。大型綜合實(shí)驗(yàn)的自由申請(qǐng)、開設(shè)和棄選，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得到不斷更新。基本型實(shí)驗(yàn)的固定開設(shè)，自主選擇性低，而創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)主要是在教師的研究工作室開設(shè)，參與的學(xué)生主要是拔尖創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班和（擬）承擔(dān)國家級(jí)或天津市創(chuàng)新計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目的學(xué)生，大型綜合實(shí)驗(yàn)面向大學(xué)三年級(jí)全體本科生開設(shè)，每名學(xué)生要參加完成兩個(gè)大型綜合實(shí)驗(yàn)，持續(xù)2周時(shí)間，不但覆蓋面廣，而且可以提高參與實(shí)驗(yàn)的興趣性。

目前的大型綜合實(shí)驗(yàn)中有60%左右是由教師的SCI、EI收錄論文或獲獎(jiǎng)成果轉(zhuǎn)化而來的，或與其目前承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金或天津市自然科學(xué)基金項(xiàng)目的研究內(nèi)容密切相關(guān)。受訪者中約75%的人認(rèn)為有必要將學(xué)院教師發(fā)表的SCI或EI收錄論文內(nèi)容簡化為綜合型實(shí)驗(yàn)，用于本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，高達(dá)85%的人認(rèn)為有必要將學(xué)院教師獲得國家或省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目的內(nèi)容簡化為綜合型實(shí)驗(yàn)，用于本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這說明已經(jīng)掌握了基本型實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)的技能的學(xué)生對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有很強(qiáng)烈的欲望，并對(duì)把實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與本院教師的前沿性成果相關(guān)聯(lián)欲求強(qiáng)烈。

三、大型綜合實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用

之前曾研究了運(yùn)用大型綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高大學(xué)生實(shí)踐綜合應(yīng)用能力[5，6，9，12 ]，但學(xué)生對(duì)不同實(shí)驗(yàn)類型所發(fā)揮作用的反饋僅限于口頭交談，反饋結(jié)果不全面，這次問卷中專門設(shè)置了相應(yīng)的問題。在回答哪類實(shí)驗(yàn)對(duì)你完成畢業(yè)論文最重要時(shí)，三種類型實(shí)驗(yàn)的支持率分別為63%、76%和70%，這說明經(jīng)歷了基本型實(shí)驗(yàn)的錘煉后，大型綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生完成畢業(yè)論文的作用稍優(yōu)于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。在已經(jīng)有論文發(fā)表的受調(diào)查學(xué)生中，三類實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)表研究論文的重要性分別為49%、64%和81%。對(duì)于發(fā)表論文這種創(chuàng)新性要求更高的工作而言，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是在教師的研究室中完成的[9]，環(huán)境開放，研究生和教師的指導(dǎo)作用不可低估，獲得比較高的支持率，說明學(xué)生對(duì)大型綜合實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用還是比較明顯的。

四、小結(jié)

綜上所述，針對(duì)各自專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，適當(dāng)增加大型綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)量和難度，以教師承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金和省部級(jí)自然科學(xué)基金的研究內(nèi)容為方向，將發(fā)表的SCI、EI論文進(jìn)行簡化，作為自主設(shè)置的大型綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即使不能保證實(shí)驗(yàn)的順利完成，對(duì)于促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)積極性，仍然是有積極意義的。

（致謝：東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張耀鵬教授、紡織科學(xué)與工程學(xué)院徐廣標(biāo)教授協(xié)助完成問卷調(diào)查，特表感謝）

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