實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合提高學(xué)生創(chuàng)新能力*

張紅丹，謝　君，蔣恩臣

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院，新能源與新材料研究所，農(nóng)業(yè)部能源植物資源與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省高校生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東　廣州　510642)

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實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合提高學(xué)生創(chuàng)新能力*

張紅丹，謝君，蔣恩臣

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院，新能源與新材料研究所，農(nóng)業(yè)部能源植物資源與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省高校生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510642)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、提高創(chuàng)新精神的重要手段。我院對(duì)能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，包括將科學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)資源引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中、建立以能力培養(yǎng)為主線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、引導(dǎo)學(xué)生較早地參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)等方面進(jìn)行改革，探索科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相融合、互促發(fā)展，提高學(xué)生科研和創(chuàng)新能力的途徑。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科研；創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是能源與環(huán)境系統(tǒng)工程本科教學(xué)的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)及理論的理解更深入，并鍛煉他們的動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力[1]。同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神必不可缺的重要組成部分, 是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、提高創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)[2-3]。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本是對(duì)書(shū)本內(nèi)容的重復(fù)驗(yàn)證，且書(shū)本內(nèi)容過(guò)于陳舊，跟不上時(shí)代的發(fā)展，不利于學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮[4-5]，能源環(huán)境專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革勢(shì)在必行。當(dāng)前所采用的主要方法是減少傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課，增加創(chuàng)造性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比重，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，同時(shí)注重創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[6]。近幾年來(lái)，我院在能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)中，堅(jiān)持對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，實(shí)踐表明新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和科研創(chuàng)新能力起到了很大提升。

1　將科學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)資源引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

對(duì)書(shū)本內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，因此需要對(duì)其進(jìn)行改革。高校教師在參與教學(xué)工作的同時(shí)兼顧科研，熟悉科研前沿內(nèi)容，將科研內(nèi)容引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代科學(xué)研究相融合，將有應(yīng)用價(jià)值的知識(shí)和方法傳授給學(xué)生，培養(yǎng)符合社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

1.1將科研新方法引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

為與科研緊密結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新能力，這就需要減少驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入科研新方法，不斷對(duì)原有的教學(xué)方法和手段進(jìn)行更新，并將簡(jiǎn)單的科研實(shí)驗(yàn)設(shè)置成探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所觀(guān)察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納總結(jié)，積極思考，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并通過(guò)查詢(xún)資料探索解決問(wèn)題的方法，提高他們分析和解決問(wèn)題的能力，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)新方法的有效結(jié)合。

1.2將科研內(nèi)容引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅要引入科研新方法，還要將已取得的科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的前瞻性、新穎性，有利于開(kāi)闊學(xué)生的視野，拓展知識(shí)面，能極大的提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，進(jìn)而激發(fā)對(duì)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的熱情。例如，針對(duì)本科生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)“由蔗渣原料經(jīng)預(yù)處理制備木聚糖”，眾所周知，廣東是盛產(chǎn)甘蔗的主要地區(qū)之一，每年可生產(chǎn)大量的甘蔗渣副產(chǎn)物，上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合廣東地方的資源優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的探究性，能提高學(xué)生的興趣。將科研實(shí)例引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，提高他們對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的綜合性和創(chuàng)新性的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生現(xiàn)在所學(xué)成為以后實(shí)際工作中的基礎(chǔ)，做到學(xué)以致用，因此目前我院很大一部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是依托教師的科研項(xiàng)目開(kāi)設(shè)的，并取得很好的效果。

1.3將科研儀器設(shè)備引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

本專(zhuān)業(yè)依托農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，有很多先進(jìn)的進(jìn)口儀器設(shè)備，也有部分教師自我研制的科研設(shè)備。在滿(mǎn)足科研需求的情況下，為挖掘科研儀器設(shè)備利用的潛力，科研實(shí)驗(yàn)室需要在時(shí)間、空間和設(shè)備等多方面進(jìn)行開(kāi)放，使科研儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，拓展科研儀器的使用范圍，提高設(shè)備利用率。通過(guò)優(yōu)化配置，建立資源的共享機(jī)制，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供優(yōu)良的教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下熟悉設(shè)備性能和使用規(guī)范，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸培養(yǎng)其動(dòng)手能力，并提高其發(fā)散思維能力，為其后續(xù)科研工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

1.4鼓勵(lì)學(xué)科帶頭人和學(xué)術(shù)骨干承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程

本人所在學(xué)院既有國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科又有省重點(diǎn)學(xué)科，師資力量雄厚，鼓勵(lì)重點(diǎn)學(xué)科的學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干為本科生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生接觸并學(xué)習(xí)新的科研知識(shí)，了解學(xué)術(shù)前沿和當(dāng)今世界的科技新成就。例如本校能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)安排省級(jí)優(yōu)秀教師兼學(xué)科帶頭人為本科生授課并指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生中引起了強(qiáng)烈的反響。高水平教師具有廣闊的視野，所講授內(nèi)容涵蓋科學(xué)研究前沿，學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)將會(huì)在這種氛圍熏陶下慢慢增強(qiáng)，為后續(xù)科研工作打好基礎(chǔ)。

2　建立以能力培養(yǎng)為主線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

我院本科教育改革的核心是更加注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，將實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，并將創(chuàng)新實(shí)踐和課外科技等活動(dòng)納入教學(xué)計(jì)劃，建立一個(gè)以能力培養(yǎng)為主，多層次多模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)近幾年實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索，目前所形成的多層次的實(shí)驗(yàn)授課體系包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)察與記錄，并運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行解釋?zhuān)箤W(xué)生從總體上對(duì)本專(zhuān)業(yè)有概括性認(rèn)識(shí)，從而引發(fā)學(xué)生的深入思考。綜合性實(shí)驗(yàn)，主要是在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)與專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深對(duì)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的理解，提升其對(duì)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)。研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)主要是結(jié)合我專(zhuān)業(yè)各個(gè)團(tuán)隊(duì)的研究方向，為學(xué)生開(kāi)設(shè)如生物質(zhì)原料經(jīng)預(yù)處理酶解發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等燃料，以及由生物質(zhì)原料制備低聚木糖、糠醛、羥甲基糠醛、葡萄糖酸等平臺(tái)化學(xué)品等實(shí)驗(yàn)課程。其中，一般基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要面向低年級(jí)同學(xué)，幫助他們打牢基礎(chǔ)、加深理解，綜合性和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)主要面向高年級(jí)同學(xué)，在他們已有的實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行提升，使他們的能力得到很大提升，效果較顯著。

3　引導(dǎo)學(xué)生較早參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)

引導(dǎo)學(xué)生較早的參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)可從兩個(gè)方面進(jìn)行。一個(gè)是吸收部分優(yōu)秀學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中，例如從大學(xué)二年級(jí)學(xué)生中選拔部分具有實(shí)驗(yàn)興趣的優(yōu)秀生參與到教師的科研活動(dòng)中，承擔(dān)一些力所能及的工作，增加對(duì)科研的認(rèn)識(shí)，在實(shí)踐過(guò)程的熏陶下，激發(fā)他們的興趣，引導(dǎo)他們對(duì)未知的科研現(xiàn)象進(jìn)行積極探索。目前，我院承擔(dān)的科研項(xiàng)目中，很大一部分的項(xiàng)目均有本科生參與，尤其是青年教師所承擔(dān)的科研項(xiàng)目，本科生是其得力助手。另一方面就是在教師指導(dǎo)下學(xué)生自己組團(tuán)隊(duì)進(jìn)行科研探究，學(xué)生可以自己選擇感興趣的課題，并確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、內(nèi)容和實(shí)施技術(shù)方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題可與指導(dǎo)老師商量解決，直至最后完成整個(gè)科研項(xiàng)目，使學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)完整的研究過(guò)程。經(jīng)實(shí)踐證明，此種訓(xùn)練方式既能鞏固學(xué)生課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)，又提高了學(xué)生的自主研究和學(xué)習(xí)，并鍛煉了實(shí)際科研能力。

4　結(jié)　語(yǔ)

在教學(xué)與科研結(jié)合的原則指導(dǎo)下，我院建立起科學(xué)、規(guī)范、有效的科研促進(jìn)教學(xué)的良好機(jī)制，在此過(guò)程中，教師增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的責(zé)任感，同時(shí)也提高了自身的業(yè)務(wù)水平，學(xué)生培養(yǎng)了發(fā)散創(chuàng)新思維，有利于他們以后不斷探索實(shí)踐與創(chuàng)新改進(jìn)。

[1]魯保富,鄭春龍.實(shí)驗(yàn)體系與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索和實(shí)踐[J].高等理科教育,2005(6):107-109.

[2]黎雙飛,王娟.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2010,29(8):199-201.

[3]韋化,曾冬梅,秦鋼年.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008,(25)5:31-34.

[4]魏天興.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點(diǎn)思考[J].中國(guó)林業(yè)教育,2010,28(1):48-51.

[5]孫琳玲.加強(qiáng)科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào),2014,33(8):46-47.

[6]韋化,唐紀(jì)良.以科研促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2008,3:81-83.

Combining Experimental Teaching with Scientific Research to Increase Students’ Innovative Ability*

ZHANG Hong-dan, XIE Jun, JIANG En-chen

(College of Materials and Energy, South China Agricultural University, Institute of New Energy andNewMaterials,KeyLaboratoryofEnergyPlantsResourceandUtilization,MinistryofAgriculture,KeyLaboratoryofBiomassEnergyofGuangdongRegularHigherEducationInstitutions,GuangdongGuangzhou510642,China)

Experimental teaching is an important method to develop students’ ability of combining theory with practice, and increase the innovative ability. Hence, a series of reforms about Energy and Environmental Systems Engineering were made by our college, including introducing the superior resources of scientific research experimental teaching, establishing the experimental teaching system that centers on students’ cultivating ability, encouraging students early to participate in scientific research, to explore the integration and mutual benefit between scientific research and experimental teaching which could enhance the students’ cultivating ability.

experimental teaching; scientific research; innovative ability

2014年廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項(xiàng)目(粵教高函〔2014〕97號(hào))；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD15B03)；廣州市產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新重大專(zhuān)項(xiàng)(201508020098)；東莞市第一批創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2014607101005)。

張紅丹(1990-)，女，博士，助理研究員；主要從事生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用的研究。

謝君(1965-)，男，博士，教授，博導(dǎo)；主要從事能源植物資源與利用的研究。

TK6

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1001-9677(2016)01-0155-02