基于實驗室開放項目的大學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐

李先海 李龍江 沈智慧

摘? 要：高校作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地，承擔著為國家和社會輸送優(yōu)秀人才的重任。近年來，隨著國家對創(chuàng)新人才培養(yǎng)重視程度的提升，大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)已成為高校教學改革的重要內(nèi)容，但是目前高校大學生仍然存在創(chuàng)新思維培養(yǎng)不平衡、創(chuàng)新能力不足等問題。實驗室開放項目是在完成計劃內(nèi)教學任務(wù)前提下，利用現(xiàn)有的實驗室條件、師資條件等進行的計劃外的實驗教學項目。論文以作者承擔的實驗室開放項目為基礎(chǔ)，介紹了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐經(jīng)驗，包括興趣導向、教師團隊指導、過程監(jiān)控與定期交流反饋、成果導向激勵機制等，該培養(yǎng)模式有助于大學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的提升。

關(guān)鍵詞：實驗室開放項目;創(chuàng)新人才;大學生;實踐教學

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）39-0015-03

隨著我國國際化進程不斷加快，國際競爭日趨激烈，創(chuàng)新人才已成為影響國家綜合國力和國際競爭力的決定因素。高校承擔著創(chuàng)新人才培養(yǎng)和創(chuàng)新能力提升的任務(wù)，是培養(yǎng)學生研究能力和創(chuàng)新能力的主要基地。2015年5月13日，國務(wù)院在《關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》中強調(diào)，高校要調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置，挖掘和充實專業(yè)課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源，在傳授專業(yè)知識過程中加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[1]。近年來正快速推進的“工程教育認證畢業(yè)要求通用標準”第三條要求教學能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是工科類專業(yè)學生獲得解決復雜工程問題能力的途徑之一。2020年教育部公布“雙一流”建設(shè)高校自主招生將實施“強基計劃”，也進一步加大了基礎(chǔ)學科創(chuàng)新人才培養(yǎng)力度[2]。因此，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是工科類專業(yè)學生獲得解決復雜工程問題能力的途徑之一，培養(yǎng)大學生創(chuàng)新思維、激發(fā)學生創(chuàng)新潛能、提高學生科技創(chuàng)新能力已成為高等學校本科生教育的重要內(nèi)容。

礦業(yè)類專業(yè)課程在學生培養(yǎng)過程中重視實驗和實踐教學，培養(yǎng)學生動手能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力等綜合應(yīng)用能力。相對于理論課程而言，實踐類教學課程在培養(yǎng)學生分析、解決問題能力等方面發(fā)揮著重要的作用[3]。礦物加工工程專業(yè)是一個理論與實踐緊密結(jié)合的專業(yè)，畢業(yè)生必須具備能夠獨立進行實驗操作的能力，能夠針對復雜工程問題提出具體解決方案。在工業(yè)4.0背景下，全產(chǎn)業(yè)鏈加快生產(chǎn)智能化，對礦業(yè)類人才培養(yǎng)提出了更高要求，不但要求礦業(yè)類人才要懂知識、懂管理等，還需要具備扎實的基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新思維。工程教育專業(yè)認證強調(diào)解決復雜工程問題的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，基于實驗室開放項目開展礦物加工工程專業(yè)大學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)，提高學生分析并解決礦物加工工程領(lǐng)域復雜工程問題的能力，促進畢業(yè)要求的達成。

一、大學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

通過國家和地方政策引導以及學校多年的努力，大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)水平已經(jīng)得到很大提升，但是仍然存在一些不足，如創(chuàng)新思維培養(yǎng)不平衡、創(chuàng)新能力不足等。主要表現(xiàn)在以下方面：1. 學校對大學生創(chuàng)新理論知識的教學較多，而創(chuàng)新實踐活動相對較少，導致學生創(chuàng)新意識較強，但創(chuàng)新能力較弱;2. 目前負責創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的專任教師數(shù)量較少且職稱較低，相關(guān)研究將教師專業(yè)素質(zhì)對學生創(chuàng)新績效的影響進行統(tǒng)計分析，得到標準化回歸系數(shù)為0.143，說明兩者具有明顯的相關(guān)性[4]表明，部分高校在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面經(jīng)驗不足，對專業(yè)科技前沿以及學科的熟悉程度相對較低，不能有效激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，也不能有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[5];3. 現(xiàn)在學生普遍存在“高分低能”現(xiàn)象，對理論知識的掌握較強，動手能力較弱。因此，各高校都重視本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過制定政策和各種激勵機制進一步提升大學生綜合能力。

二、實驗室開放項目內(nèi)涵

許多工科專業(yè)是以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗是培養(yǎng)科學思維的有效手段，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要途徑，在礦物加工工程專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮舉足輕重的作用。近年來，貴州大學根據(jù)學科發(fā)展特點，為加強學生基本實驗技能、綜合實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進一步提高實驗室資源利用率，制定相關(guān)管理辦法并設(shè)置實驗室開放項目。實驗室開放項目主要資助在完成計劃內(nèi)教學任務(wù)前提下，利用現(xiàn)有的實驗室、師資、設(shè)備等資源面向本校學生開放的計劃外實驗教學項目。實驗室開放項目能夠激發(fā)學生自主學習的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力，加深對理論知識的理解，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

教學和科研結(jié)合是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑之一，我國錢偉長院士說過， “大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育”[6-7]。開放項目的研究內(nèi)容具有一定的科學價值和較強的研究性質(zhì)，在具體實施過程中，要將研究對象、研究內(nèi)容、研究方法等結(jié)合起來系統(tǒng)地培養(yǎng)學生，這種基于實驗室開放項目的大學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式較好地體現(xiàn)了科研與教學的互相促進關(guān)系。

三、創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐

（一）以學生興趣為導向

科學研究是一項創(chuàng)造性的探索活動，科研人員只有潛心鉆研，才能在漫長的科研活動中有所發(fā)現(xiàn)和突破，因此，需要科研人員具有持之以恒的研究精神。愛因斯坦曾經(jīng)說過“興趣是最好的老師”，以興趣為導向能夠促使學生產(chǎn)生強烈的求知欲和探索精神，從而激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能[8]。近幾年，在高考招生方面，學生錄取情況受制于各種不可控因素，導致部分學生被自己不感興趣的專業(yè)錄取。在實驗室開放項目具體實施過程中，教師應(yīng)與參與報名的學生進行一對一交流，了解他們的興趣點，并將之與研究內(nèi)容進行有機結(jié)合，選定合適的題目。礦物資源綜合利用涉及許多學科，能夠很好地與其他學科的知識相結(jié)合，為學生以興趣為導向的選題模式提供了很好的條件。實踐表明，選擇自己感興趣的題目的學生工作積極性很高，在實驗進度、研究瓶頸處理、成果產(chǎn)出等方面表現(xiàn)突出，能夠獲得較好的教學效果。學生通過將自己的興趣點與專業(yè)知識相結(jié)合，能夠更好地認識和了解專業(yè)，有利于提升對專業(yè)的熱愛。

（二）教師團隊指導

在實驗室開放項目具體實施過程中，根據(jù)研究內(nèi)容擬定2—3個相對獨立且互相聯(lián)系的題目，每個題目由2—3名指導教師進行指導，教師團隊具有一定職稱梯度、經(jīng)驗專長，一般高級職稱1人、中級職稱1人（或研究生1人）。研究程序包括資料查閱與文獻綜述、研究方案制定、實驗研究、定期匯報、論文（專利）撰寫等環(huán)節(jié)。通過與教師交流，學生選定自己感興趣的題目。在團隊指導教師指導下，學生通過資料查閱與文獻綜述，擬定可行的試驗方案。在整個研究過程中，教師或研究生進行“手把手”指導和幫助，包括具體礦石樣品的加工流程、實驗設(shè)備操作規(guī)程、化學藥劑的配制方法、測試儀器的使用方法、數(shù)據(jù)處理和繪圖方法以及整個試驗過程中的安全注意事項等。在實驗研究過程中，如果遇到一些復雜問題，通過查閱文獻資料、研究生討論等仍無法解決的情況下，團隊教師一起研究解決尋求解決方案。這種團隊指導方式，有利于營造研究氛圍和幫助學生塑造良好的研究習慣，有效促進培養(yǎng)目標的達成。

（三）過程監(jiān)控與定期交流反饋

在實驗開展過程中，由于持續(xù)時間較長，加之研究過程較為辛苦，部分學生遇到困難就容易停滯不前，甚至退縮，導致教學效果不理想。因此，高校有必要實施過程監(jiān)控與反饋機制，通過持續(xù)、嚴格的考勤制定保證學生研究時間投入。堅持“兩周一次總結(jié)與反饋”制度，定期了解學生的研究進展，根據(jù)存在的問題及時調(diào)整研究方案。兩周一次的“總結(jié)”活動是團隊集中、高效的交流方式，要求每位學生與指導教師參加。每組學生以PPT或其他形式匯報兩周以來的實驗結(jié)果、總體進度、存在的問題以及接下來的工作計劃等，這種集中式的匯報與反饋方式，與正式的學術(shù)會議交流非常相似，具有以下作用：1. 指導教師團隊可以充分了解學生的研究進展、研究方法的合理性以及存在的瓶頸;2. 提高PPT制作水平，鍛煉學生學術(shù)交流能力以及公開匯報能力等;3. 各組學生互相了解研究內(nèi)容、借鑒研究思路、拓寬知識面等，相互激勵及督促。

（四）成果導向的激勵機制

學校為鼓勵學生在參與實驗室開放項目過程中獲得較好的創(chuàng)新成果和較強的創(chuàng)新能力，優(yōu)先立項資助和組織學生參加全國性各類專業(yè)技能大賽前期培訓類的開放項目，因此，教師團隊在指導學生過程中應(yīng)有意識地鼓勵學生以研究成果參加各種創(chuàng)新大賽，如“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽、全國高等學校礦物加工工程專業(yè)學生實踐作品大賽等，通過競賽反饋學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)情況。學生通過競賽鍛煉了思維、動手、表達、寫作及團隊協(xié)作能力，增強了榮譽感和責任感。對較優(yōu)秀的研究成果，教師可鼓勵學生以學術(shù)論文、專利或模型等形式公開發(fā)表，通過這種方式讓學生提升研究獲得感，激發(fā)學生的科研興趣，對后期學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有積極促進作用。高校應(yīng)鼓勵學生通過參與實驗室開放項目的研究工作，申報大學生研究訓練計劃、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃等創(chuàng)新訓練項目，讓學生在承擔這類項目中進一步增強創(chuàng)新意識和提升創(chuàng)新能力。通過各種形式的激勵機制，學生不僅完成了實驗室開放項目的研究內(nèi)容，而且進一步激發(fā)了創(chuàng)新熱情。

四、結(jié)語

實踐表明，通過以興趣為導向的選題方式，能使學生工作積極性提高，通過團隊互動指導，營造研究氛圍和塑造良好的研究習慣，通過嚴格的過程監(jiān)控與定期交流反饋，實時與集中指導方式相結(jié)合，有利于學生按照計劃完成研究內(nèi)容，提升創(chuàng)新能力。通過成果導向的激勵機制，進一步激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情，讓學生從“盲目”到“主動”、從“嘗試”到“熱愛”，讓學生的創(chuàng)新意識進一步增強?；趯嶒炇议_放項目的大學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，較好地促進了科研與教學的互相融合，具有較強的可持續(xù)性。

參考文獻：

[1] 岳雨霏，唐欣，王文，等. 大學生創(chuàng)新訓練項目在線培養(yǎng)模式探索[J]. 教育教學論壇，2020（47）：232-235.

[2] 郭建如，鄧峰. 高校人才培養(yǎng)改革對大學生創(chuàng)新能力的影響[J]. 高等教育研究，2020，41（07）：70-77.

[3] 李先海，李龍江，沈智慧，等. 基于補償模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實驗課程考核機制研究——以礦物加工學實驗“重選實驗”為例[J]. 西部素質(zhì)教育，2019，5（13）：151-152.

[4] 王亞娜，金麗馥，毛罕平. 學科競賽中大學生創(chuàng)新績效影響因素分析[J]. 高校教育管理，2019，13（05）：104-114.

[5] 穆丹，李沁，豈澤華，等. 基于項目教學法的大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索與實踐[J]. 科教文匯（中旬刊），2021（06）：58-60.

[6] 程偉，張覃. 團隊式教學在本科畢業(yè)論文指導中的實踐與思考[J]. 教育文化論壇，2016，8（03）：67-70.

[7] 王文甲，劉芳，呂雪飛，等. “新工科”背景下，以科研項目為導向的大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]. 生命科學儀器，2019，17（06）： 90-95.

[8] 晏維龍，吳明忠. 高校學分制改革的理論基礎(chǔ)與制度保障[J]. 教育研究，2015，36（07）：57-63.

（責任編輯：淳潔）