大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)合自主型實(shí)驗(yàn)提高大學(xué)生創(chuàng)新能力

晉強(qiáng)　朱琳　王宣

摘 要： 本文根據(jù)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀及存在的問題，論述了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)合自主型實(shí)驗(yàn)的探索性思路。在大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中，教師要結(jié)合自主型實(shí)驗(yàn)靈活地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，改變學(xué)生被動(dòng)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀。在大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中采用高年級(jí)學(xué)生帶領(lǐng)低年級(jí)學(xué)生從事科研試驗(yàn)和自主型實(shí)驗(yàn)的方式，有助于高、低年級(jí)學(xué)生對(duì)科研的認(rèn)識(shí)的加深，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 自主型實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新能力

國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目包括創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目三類。創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是指本科生團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)、研究條件準(zhǔn)備和項(xiàng)目實(shí)施、研究報(bào)告撰寫、成果（學(xué)術(shù)）交流等工作。自主型實(shí)驗(yàn)特色，就是以學(xué)生為主導(dǎo)，教師為輔導(dǎo)。教師提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和任務(wù)，學(xué)生剖析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、搜集資料、編寫實(shí)驗(yàn)大綱，由實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備、耗材等條件。在教師陪同下，由學(xué)生自主獨(dú)立完成構(gòu)件設(shè)計(jì)、試件加載實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理分析和完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的全過程，從而使學(xué)生深入理解和掌握混凝土結(jié)構(gòu)課程基本知識(shí)，真正鍛煉動(dòng)手能力，提高實(shí)驗(yàn)技能。

1.大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀及問題

近年來，隨著國家創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃實(shí)施方案的逐步落實(shí)，大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)越來越受到重視[1]。各地高校為了更好地提高大學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，通過多種方式和手段，培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展需要的更具競爭力的創(chuàng)新型人才，紛紛進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和探索，并以多種多樣的形式（比如導(dǎo)師制和卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃），綜合國家、省市、自治區(qū)、學(xué)校和院系各方面的力量，積極為大學(xué)生搭建和完善創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，概括起來主要做法有：（1）開放實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合自身學(xué)校特色，整理實(shí)驗(yàn)室相關(guān)材料，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)采取實(shí)驗(yàn)室開放的方案，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)；（2）鼓勵(lì)學(xué)生在課余期間，對(duì)自己或者興趣小組需要完成的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性；（3）學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，通過對(duì)特定實(shí)驗(yàn)器材的學(xué)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)，并寫出試驗(yàn)報(bào)告和初步論文。

大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目對(duì)于發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新思維、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)具有積極作用，但在具體實(shí)施過程中仍然存在若干問題[2]。

1.1選題的意義及重復(fù)拷貝現(xiàn)象存在。有些學(xué)生在選題過程中，一味地求新求異，但對(duì)題目的研究意義和試驗(yàn)?zāi)康牧私馍疃炔粔?。有些學(xué)生參加創(chuàng)新項(xiàng)目的目的不純，為了獲得學(xué)分或者只是為了做實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)。因此，個(gè)別學(xué)生要端正參加綜合實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，重新正確定位參加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的目的和意義。有些項(xiàng)目與指導(dǎo)教師的項(xiàng)目基本相同，這說明學(xué)生在選題上缺乏獨(dú)立思考能力，只是跟著教師的思路走。這種做法本身對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的提高意義不大，而且會(huì)影響整個(gè)團(tuán)隊(duì)正常水平的發(fā)揮。這種狀況與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的宗旨是背道而馳的，我們應(yīng)該堅(jiān)決杜絕。

1.2項(xiàng)目的實(shí)施出現(xiàn)急功近利和毫無頭緒的現(xiàn)象。某些大學(xué)生為了獲取學(xué)校和國家獎(jiǎng)學(xué)金、保送研究生等名額，認(rèn)為通過跟隨老師完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)就可以發(fā)表學(xué)術(shù)論文，提高自身素質(zhì)，為自己保研之路添磚加瓦等。因此對(duì)這樣一次真正接觸科學(xué)研究的機(jī)會(huì)，某些學(xué)生不想花太多時(shí)間和精力認(rèn)真思考，缺乏科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。有些學(xué)生基本功不夠，又不愿意花時(shí)間學(xué)或者只是為了學(xué)學(xué)，忽視自身作為研究者的主動(dòng)性，被動(dòng)應(yīng)付。有些時(shí)候?qū)W生想做出些創(chuàng)新，但是由于知識(shí)體系不夠完整或者銜接不夠，沒有經(jīng)過系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練，缺少獨(dú)立思考和分析問題的能力。尤其是有些知識(shí)書本上沒有時(shí)，不知道如何查閱文獻(xiàn)，不知道到哪查，畢竟百度的知識(shí)有限。由此導(dǎo)致采取應(yīng)付的態(tài)度，重復(fù)他人工作，失去創(chuàng)新和研究價(jià)值。

1.3創(chuàng)新題目和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重脫離本科生的能力范圍。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，重在創(chuàng)新，但對(duì)于本科生來說，很多專業(yè)課程都是大三、大四時(shí)才開設(shè)。而科學(xué)研究則是一項(xiàng)系統(tǒng)的、復(fù)雜的、專業(yè)的工作，學(xué)生的創(chuàng)新能力、精力和時(shí)間有限，這就決定了創(chuàng)新項(xiàng)目的深度和難度。因此提出一個(gè)適合本科生科研的項(xiàng)目是保證創(chuàng)新項(xiàng)目有效開展的關(guān)鍵。若題目難度大、涉及面廣，就會(huì)影響學(xué)生參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的積極性和自信心，在課題開展一段時(shí)間后參加項(xiàng)目的本科學(xué)生往往演變?yōu)橹笇?dǎo)教師或研究生的科研助手，僅僅做一些輔助性的工作，則成了單純的勞動(dòng)力，達(dá)不到該項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)的預(yù)期效果[3]。

2.大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)合自主型實(shí)驗(yàn)提高大學(xué)生創(chuàng)新能力

為了充分發(fā)揮“學(xué)生主體”的作用，達(dá)到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的預(yù)期目的，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中，指導(dǎo)教師既要注意避免包辦代替，適時(shí)、適當(dāng)?shù)貙?duì)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)撥，又要引導(dǎo)他們善于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，善于提出問題，啟發(fā)他們通過自己的努力，解決在實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問題，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力[4]。在以往的教學(xué)過程中，通常采用驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)方式，并沒有使學(xué)生的思維方式和研究能力得到轉(zhuǎn)變和提高，很難建立對(duì)“實(shí)際操作-實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象-分析理論-設(shè)計(jì)計(jì)算”這一過程的完整認(rèn)識(shí)，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。針對(duì)這種情況，有必要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革，設(shè)計(jì)以學(xué)生為主體、全過程由學(xué)生完成的具有綜合設(shè)計(jì)性的自主型實(shí)驗(yàn)，依此促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的提高。根據(jù)上述現(xiàn)狀，我們提出如下解決方案：（1）在大學(xué)生中逐步采用大三學(xué)生帶大一，大四學(xué)生帶大二的方式，教師主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)大三、大四的學(xué)生。大一、大二的學(xué)生跟隨大三、大四做實(shí)驗(yàn)寫報(bào)告，充當(dāng)科研助手，通過兩年的輔助性工作，逐步了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器和小論文的基本寫作鍛煉。在學(xué)習(xí)和試驗(yàn)過程中逐步體會(huì)和了解科研項(xiàng)目，并且積極思索科研項(xiàng)目，為后期科研項(xiàng)目的申報(bào)打基礎(chǔ)。（2）提供開放式的實(shí)驗(yàn)室，并且提供實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)儀器的自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，使學(xué)生可以自主地完成試驗(yàn)。比如我院的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，提供一套自主型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大綱和對(duì)于的指導(dǎo)書，幫助學(xué)生自主完成試驗(yàn)。（3）基于本科生知識(shí)體系不夠完整或者銜接不夠，沒有經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)生專業(yè)訓(xùn)練，對(duì)某些試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)方案不夠了解的現(xiàn)狀，我們采取指導(dǎo)教師主動(dòng)介入，幫其分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)方案，指導(dǎo)學(xué)生查詢和查閱相關(guān)文獻(xiàn)。

2.1創(chuàng)新項(xiàng)目與自主型實(shí)驗(yàn)結(jié)合的實(shí)踐過程。我們?cè)谥笇?dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新研究課題“新型棉花秸稈綠色保溫超輕粗集料的試制研究”中，采用課題開題之前學(xué)生先介入指導(dǎo)教師的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。這個(gè)階段的學(xué)生狀況可以說是毫無章法，盲聽盲從，處于混沌狀態(tài)。但是跟著做了一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)后，隨著對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和試驗(yàn)過程的熟悉，就可以提出自己的看法和認(rèn)識(shí)。

在學(xué)生為主體與教師為指導(dǎo)的協(xié)同工作狀態(tài)下，該課題小組完成了“新型棉花秸稈綠色保溫超輕粗集料的試制研究”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施過程，具體劃分為三個(gè)階段：（1）制訂實(shí)驗(yàn)方案階段。學(xué)生通過閱讀文獻(xiàn)，充分認(rèn)識(shí)和了解課題的研究現(xiàn)狀、目的和意義，熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原材料，提出并討論初步實(shí)驗(yàn)方案，制訂實(shí)施方案。（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行階段。根據(jù)自主型實(shí)驗(yàn)大綱獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)初步整理、重復(fù)實(shí)驗(yàn)，保證結(jié)果的可靠性。（3）撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告階段。學(xué)生獨(dú)立地將實(shí)驗(yàn)過程和獲得的數(shù)據(jù)組織成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以鍛煉學(xué)生的文字表達(dá)能力。

2.2具體實(shí)驗(yàn)過程和研究內(nèi)容。（1）實(shí)驗(yàn)原材料的處理研究。棉花秸稈的切割過程與切割工具的特性、莖稈的物理力學(xué)特性、切割工具與莖稈的相對(duì)位置及切割的速度等都有密切關(guān)系。切割工具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與所收獲的作物相適應(yīng)，刃口越薄，刃口越銳利，越有利于切割，但過于單薄而尖銳的刃口，沒有足夠的強(qiáng)度，會(huì)很快磨損或折斷，而縮短壽命。因此，必須處理好銳利度與耐磨性的關(guān)系。（2）棉花秸稈超輕粗集料的表面改性和裹灰處理研究。丙烯酸是乳液聚合中不可缺少的功能性單體，它具有增加聚合物乳液的穩(wěn)定性，減小乳液粒徑，提高乳液的分散性，增加涂膜的附著力，與水泥復(fù)配促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，起一定的加強(qiáng)作用。如果丙烯酸的量加得少了，則由于涂膜水分干燥快，水泥未來得及水化既已成膜，水泥在其中只起到填料作用，制成的產(chǎn)品性能顯示不出水泥水化物的優(yōu)點(diǎn)，那么就沒有必要采用水泥，因?yàn)楹芏嗔畠r(jià)粉料也可以滿足要求。相反，如果丙烯酸的量加多了，則會(huì)引起水泥水化過快，使聚合物水泥成膜出現(xiàn)干縮以致裂縫，失去防水作用，因此丙烯酸的添加量尤為重要。（3）棉花秸稈顆粒超輕粗集料基本力學(xué)性能的研究。手工去葉、殼和側(cè)枝，外部擦拭干凈。試樣要求通直、無蟲害、無明顯缺陷、沒有表皮的損傷或開裂。自然干燥后測(cè)定棉稈含水率，獲取棉稈試樣后立即做相關(guān)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)并測(cè)定相應(yīng)含水率。

3.結(jié)語

為了保證大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施，真正鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，教與學(xué)是根本保證，實(shí)踐鍛煉是重要手段。為此我認(rèn)為以下幾點(diǎn)非常重要。

3.1學(xué)生的基本科研能力的培養(yǎng)。采用高年級(jí)學(xué)生帶領(lǐng)低年級(jí)學(xué)生的方式，一方面有助于提高高年級(jí)和低年級(jí)學(xué)生的科研能力，另一方面可以幫助更多學(xué)生涉足科研創(chuàng)新，畢竟教師的時(shí)間有限不可能指導(dǎo)很多學(xué)生。

3.2通過前期自主型實(shí)驗(yàn)的積累，才能真正發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。大學(xué)生是思維活躍的一批人，他們思路開闊，富有濃厚的創(chuàng)新精神。為此我們要給他們平臺(tái)，展示自己，這樣才能真正提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.3教師合理的指導(dǎo)、幫助和督促能夠促進(jìn)學(xué)生完成試驗(yàn)，避免創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)流于形式。唯有在不斷的實(shí)踐、探索、改進(jìn)中逐步完善大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，才能真正為在校學(xué)生構(gòu)建一個(gè)高水平綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力的人才。

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基金項(xiàng)目：本文系“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”，編號(hào)201410758020”的研究成果。