貫通培養(yǎng)創(chuàng)新課程《揭秘超導(dǎo)技術(shù)》的實(shí)施過(guò)程研究

趙文藝　劉志軍　錢鴻雄

摘要：為滿足北京市高端技能人才高通培養(yǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目的需要，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新課程《揭秘超導(dǎo)技術(shù)》，讓學(xué)生體驗(yàn)最新前沿科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的魅力，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新課程；《揭秘超導(dǎo)技術(shù)》；實(shí)施

北京市于2015年開(kāi)始實(shí)施高端技術(shù)技能人才貫通培養(yǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目，作為首批貫通培養(yǎng)改革試點(diǎn)院校，北京電子科技職業(yè)學(xué)院與北京市第三十五中學(xué)、市屬本科院校如北方工業(yè)大學(xué)、北京信息科技大學(xué)等，以及國(guó)外應(yīng)用技術(shù)大學(xué)深度合作，培養(yǎng)七年制高端技術(shù)技能人才。兩年來(lái)，近2000名優(yōu)秀的初中畢業(yè)生進(jìn)入北京電子科技職業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)，成為貫通培養(yǎng)項(xiàng)目的學(xué)生。學(xué)校深化改革，強(qiáng)化內(nèi)涵建設(shè)，突出人才培養(yǎng)質(zhì)量，開(kāi)辟了高端技術(shù)技能人才貫通培養(yǎng)的新通道。

學(xué)生進(jìn)入高端技術(shù)技能人才貫通培養(yǎng)項(xiàng)目，將首先進(jìn)行為期兩年的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，按照教育部關(guān)于高中教育階段教學(xué)大綱的要求和北京示范高中優(yōu)質(zhì)課程標(biāo)準(zhǔn)，以科學(xué)基礎(chǔ)、人文素養(yǎng)、藝術(shù)修養(yǎng)培養(yǎng)為主線，樹(shù)立職業(yè)理想和目標(biāo)，夯實(shí)文化素質(zhì)基礎(chǔ)，拓展國(guó)際文化視野，培養(yǎng)個(gè)性發(fā)展和職業(yè)興趣。創(chuàng)新課程就是在這個(gè)階段開(kāi)出的，旨在面向創(chuàng)意、面向制作、面向競(jìng)賽，面向發(fā)明。要集聚校內(nèi)外創(chuàng)新要素與優(yōu)質(zhì)資源，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為核心，以前沿科技為載體，以校企合作為路徑，走出去，給學(xué)生打開(kāi)一扇窗，讓學(xué)生體驗(yàn)最新前沿科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的魅力，開(kāi)闊視野，激發(fā)創(chuàng)新興趣，建立創(chuàng)新自信，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。下面就以《揭秘超導(dǎo)技術(shù)》課程為例，介紹我們創(chuàng)新課程的開(kāi)發(fā)實(shí)施過(guò)程。

超導(dǎo)現(xiàn)象是指某種材料在低于某一溫度（稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc）時(shí)，電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象。由于冷卻條件容易達(dá)到和冷卻成本較低，高溫超導(dǎo)（HTSC）具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。超導(dǎo)體不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，且還具有特殊的抗磁性。在保持外界條件不變隋況下，超導(dǎo)材料中的電流幾乎可以不發(fā)生衰減。使用超導(dǎo)材料繞制的線圈產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生磁懸浮，這種現(xiàn)象使得磁懸浮火車成為可能。超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用還包括生物醫(yī)學(xué)（核磁共振）、能源（可控?zé)岷司圩?、無(wú)損耗輸電）、信息通信等領(lǐng)域。

1課程主要內(nèi)容

通過(guò)參觀科技館、企業(yè)考察來(lái)體驗(yàn)超導(dǎo)技術(shù)，請(qǐng)企業(yè)專家講解超導(dǎo)技術(shù)最新動(dòng)態(tài)，展示趣味性的八個(gè)超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)；學(xué)生在教師指導(dǎo)下自己動(dòng)手組裝實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并錄制實(shí)驗(yàn)小視頻，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；通過(guò)企業(yè)需求調(diào)查和實(shí)際操作，對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于明確的問(wèn)題采取頭腦風(fēng)暴方式研究解決方案或提出創(chuàng)意；校企雙方教師帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)意的解決方案，通過(guò)展示、對(duì)比、評(píng)價(jià)等方式評(píng)定方案的價(jià)值和實(shí)用性，學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方可分享創(chuàng)新成果。

2合作企業(yè)

北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司的核心技術(shù)來(lái)自韓征和博士（獲教育部頒發(fā)的“長(zhǎng)江學(xué)者”稱號(hào)，系國(guó)家“十五”863計(jì)劃高溫超導(dǎo)專家組組長(zhǎng)）。公司匯集一批留學(xué)海外歸來(lái)的尖端學(xué)者和管理團(tuán)隊(duì)。基于多年不斷的努力，英納公司已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)高溫超導(dǎo)行業(yè)頂尖的企業(yè)之一，生產(chǎn)的高溫超導(dǎo)線材產(chǎn)品的綜合性能位于世界前兩名。英納公司先后獲得國(guó)家級(jí)和北京市的科技進(jìn)步獎(jiǎng)，并被授予北京市高溫超導(dǎo)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。合作形式如下：

1）提供與學(xué)校要求相符合的課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)教材；

2）提供實(shí)驗(yàn)室整體設(shè)計(jì)、裝修方案；

3）為教師提供培訓(xùn)課程；

4）指派企業(yè)工程師參與創(chuàng)新課程：授課、解決方案及評(píng)價(jià)；

5）提供超導(dǎo)演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)備；

6）提供學(xué)生參觀企業(yè)的機(jī)會(huì)。

3課程目標(biāo)

本課程是學(xué)校與高溫超導(dǎo)材料應(yīng)用研究處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位的科技公司合作開(kāi)發(fā)，所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均是該領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)參觀科技館、專家講座、演示實(shí)驗(yàn)、親手組裝實(shí)驗(yàn)裝置、觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、找出實(shí)驗(yàn)裝置可以改進(jìn)之處，提出創(chuàng)新方案并實(shí)施這樣由淺入深、層層遞進(jìn)的教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目，不僅可以學(xué)習(xí)了解新科技一超導(dǎo)技術(shù)，還能應(yīng)用新科技，引起學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)領(lǐng)域的興趣，激發(fā)創(chuàng)新思維，并體驗(yàn)如何把創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的過(guò)程。學(xué)生親身參與每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，充分體驗(yàn)了新科技帶給人類的益處；與企業(yè)工程師充分學(xué)習(xí)交流、可以更早建立職業(yè)人概念；通過(guò)分工與合作、頭腦風(fēng)暴、反復(fù)討論與修改的過(guò)程實(shí)現(xiàn)自己的新奇創(chuàng)意，可以達(dá)到彰顯學(xué)生的個(gè)性，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

4課程實(shí)施

1）超導(dǎo)技術(shù)新體驗(yàn)（4課時(shí)）：通過(guò)參觀科技館、企業(yè)考察體驗(yàn)新科技。

2）學(xué)習(xí)新科技（10課時(shí)）：演示7個(gè)超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，了解學(xué)習(xí)超導(dǎo)技術(shù)。

3）創(chuàng)新創(chuàng)意實(shí)踐（16課時(shí)）：選取三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行組裝、實(shí)驗(yàn)、記錄；對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出問(wèn)題；頭腦風(fēng)暴方式提出解決方案和創(chuàng)意并實(shí)施。

4）創(chuàng)新成果展示（實(shí)踐周）：改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方案、撰寫(xiě)技術(shù)論文或說(shuō)明書(shū)、總結(jié)創(chuàng)新課程實(shí)踐過(guò)程。

5創(chuàng)新成果展示與深化

創(chuàng)新實(shí)踐階段完成后，組織創(chuàng)新成果展示，讓學(xué)生充分展示項(xiàng)目成果，展示成功或總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，完成自我認(rèn)識(shí)和提高，幫助學(xué)生提高創(chuàng)新和項(xiàng)目實(shí)踐的素質(zhì)。同時(shí)要邀請(qǐng)企業(yè)與指導(dǎo)教師共同評(píng)估有前景的項(xiàng)目，進(jìn)行深化和完善，形成研究報(bào)告、論文、專利、軟件著作權(quán)、作品和產(chǎn)品等成果。針對(duì)優(yōu)秀創(chuàng)意創(chuàng)新項(xiàng)目教師進(jìn)一步指導(dǎo)，嘗試成果轉(zhuǎn)化和社會(huì)服務(wù)。

6結(jié)論

通過(guò)兩輪課程方案的實(shí)施，已經(jīng)初步達(dá)到當(dāng)初定下的課程目標(biāo)，并取得了一定的成果。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處提出了改進(jìn)創(chuàng)意、初步確定了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方案、完成了設(shè)計(jì)小論文或設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、分析了失敗的創(chuàng)新案例，其中優(yōu)秀的創(chuàng)新方案正在申請(qǐng)實(shí)用新型專利。以上充分說(shuō)明我們的課程開(kāi)發(fā)還是比較成功的，當(dāng)然也存在不足之處，有待在今后的實(shí)施過(guò)程中總結(jié)、改進(jìn)。