以创新能力培养为核心构建多元化实践教学体系

刘梦琴， 邝代治， 冯泳兰， 张复兴， 王剑秋， 许志锋， 唐斯萍

(衡阳师范学院化学与材料科学系，功能金属有机材料湖南省重点实验室，湖南衡阳 421008)

0 引言

衡阳师范学院化学与材料科学系自1999年升格为本科院校以来，秉承学院“实践育人、培养高素质创新型应用性人才”的办学指导思想，在国家十一五规划课题“教学型师范院校教师评价体系创新研究实践”、湖南省十二五规划课题“构建服务于地方经济的产学研结合实践教学模式的研究与实践”、湖南省教改项目“高分子材料与工程专业产学研结合实践教学体系的构建与实践”和“高等师范学院化学类专业‘三平台四层次’实践教学体系的构建与实践”的大力支持下，依托湖南省基础化学示范实验室和湖南省大学生化学化工创新训练中心等平台建设，经过多年的研究与实践，达到了预期的目标。目前，衡阳师范学院化学与材料科学系全面承担化学、应用化学、化学生物学、高分子材料与工程、生物科学、食品科学与工程等专业的与化学、化工和材料相关的理论和实验课程的教学工作及学生毕业论文和科技创新工作，学生实验人时数达10万以上。

1 研究背景和改革思路

建设创新型国家关键在人才，培养具有实践能力的创新人才是地方经济发展的需要，是社会的期待［1-4］。《国家中长期教育改革和发展规划纲要》强调，要坚持素质教育，着力培养学生的实践能力和创新能力。胡锦涛总书记在清华大学百年校庆讲话中特别强调了“创新成为经济社会发展的主要驱动力，知识创新成为国家竞争力的核心要素”。因而高校在培养人才过程中，必须重视实践能力的培养。在整个教学体系中，实践教学具有极为重要的地位。通过实践教学可提高学生实践能力，培养学生的创新精神和创新能力。对于为社会培养人才的高校来说，如何构建科学的培养大学生实践创新能力的实践教学体系具有重要的意义［5-10］。针对地方院校化学及其相关专业实验条件和实验设施相对落后的现状，我们从本世纪初起，就开始了构建基于学生创新能力培养实践教学体系的实践教学改革探索。在吸收国内外先进教育理念的基础上，创造性地提出了“构建化学及其相关专业基于学生创新能力培养的多元化实践教学体系”，所谓“多元化”即“教学内容多层次、教学场地立体化、教学方式开放化”。围绕实践教学改革工作，首先确立“树立创新意识、建立创新机制、组建高素质实践教学队伍、优化实践教学内容、创造良好实践教学条件、创新实践教学手段、打造精品实践教学平台”的创新化战略。以省级基础示范实验室、省级重点实验室建设为突破，改善实验条件，促进实践教学质量的提高;以省级产学研示范基地和省级大学生创新训练中心建设为风标，全面引领应用型创新性人才和高素质型创新性人才的培养，应用教学研究成果，培养具有较强学习能力、实践能力与创新能力的高水平人才［11-16］。始终贯彻“树立以学生为主体，以教师为主导，以能力培养为核心，注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养，坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展，促进学生理论、实践和创新能力全面提高”实践教育理念，探索实践教学改革的方向，积极改善实验条件，优化教师队伍结构，取得了显著的成果。

2 实践教学改革的主要内容

2.1 修订人才培养方案，为创新人才培养奠定基础

为了顺应时代发展对创新型人才的要求，我们不断完善人才培养方案。项目研究中，按照“厚基础、宽口径、强能力、重实践”的人才培养原则，分别在2005年、2008年、2010年对人才培养方案进行修订，并制定所有课程的教学大纲及考试大纲。增加实习时数，加大专业实验教学力度，每门实验课均单独设课，使实践教学总时数与理论课总时数达到1.1∶1以上，构建运行良好的实践教学容体系，为培养具有较强实践能力的创新型人才打下了坚实的基础。通过研究和实践，优化了实践教学内容体系，实践教学内容体系的总体框架见图1。

图1 实践教学内容体系总体框架

以总体框架为指导，针对不同专业的特点，构建了各专业完整的实践教学内容体系。如高分材料与工程专业的实践教学内容体系见图2。

图2 高分子材料与工程专业实践教学内容体系

2.2 完善规章制度，加强实践教学质量监控与评价

我们始终贯彻“高等学校实验室工作规程”，执行“高等学校仪器设备管理办法”，以“衡阳师范学院本科教学工作规程”、“衡阳师范学院实验指导教师教学质量评估卡”、“衡阳师范学院教师教学质量评估方案”、“衡阳师范学院本科教学督导工作条例”等为指南，结合专业特点，建立一整套完善的实验室规章制度，并编印成册。组织实验室管理人员和实验教学人员认真学习，并遵照执行。对实验指导老师、实验室专职老师、学生实验等建立了一整套科学、完善的评价、监控体系。对专职实验老师，制定了“实验员岗位职责”、“实验室工作人员考勤规则”、“实验室工作人员请假制度”、“实验室工作人员专业技术考核方案细则”等。对实验指导老师，制定了“实验室指导教师岗位职责”、“首次上岗指导实验的教师及首次实验项目试讲、试做的规定”等。要求首次上岗指导实验的教师，在上岗前必须对所指导的实验项目进行试做，并写出详细的试做报告。经系评估小组评议合格者方可上岗指导。对学生，改革了学生实验成绩考核办法。学生的实验成绩由两部分组成:平时实验成绩占60%，期末考试成绩占40%，期末考试以操作考试为主。修订了衡阳师范学院学生实验成绩考核评分标准，考核内容包括了实验预习、基本操作、观察和记录、分析问题和解决问题、实验结果、实验报告、卫生等方面的内容，对学生的每一次实验提出了严格要求。按照“制度健全，体系完善，管理科学，运行高效”的建设理念，进行“一个完善”(完善实践教学管理文件)，加强“两个管理”(教学过程管理，教学目标管理)，构建“三个系统”(构建以系部管理为主，学院、系、实验室三级实践教学质量管理系统;构建自检、互检和抽检等多种形式的实践教学质量监督系统;构建由社会、学院、系、学生等多层次构成的实践教学质量评价系统)，搭建了完善、科学的绩效化实践教学质量保证体系。

图3 实践教学的绩效化质量保证体系

2.3 高职称、高学历中青年教师为主的实践教学队伍

近年来，通过自己培养和多渠道引进人才相结合方式，大力加强实践教学队伍建设。目前拥有一支结构合理、素质过硬高职称、高学历、高素质的实践教学队伍。现有专任教师34名，其中教授11人，副教授12人，高级职称占总人数67.6%;9人具有博士学位、14人具有硕士学位。35岁以下的青年教师11人，占教师总人数的32.4%，且全部达到研究生学历。有全国优秀教师1人，湖南省高校学科带头人1人，曾宪梓教育基金奖获得者1人，湖南省教学名师1人，湖南省优秀教师2人，省高校青年骨干教师8人，湖南省优秀实验(实训)教师1人，湖南省首批派驻企业科技特派专家2人。

2.4 改善实践教学条件

不断加强实践教学条件建设，积极为学生创造良好的实践教学及大学生实践能力、创新能力培养的条件和环境。在校内，有整体布局合理，照明、通风、排气设施齐全、安全舒适的实验、训练场地总面积8 000余m2;有各种合成、分离和分析测试仪器设备1 732台(件)，仪器设备总值1 200万元，其中10万元以上的13台(件)，总值471万元。全面承担衡阳师范学院化学、应用化学、化学生物学、高分子材料与工程、生物科学、食品科学与工程等专业的与化学、化工和材料相关的实验课程的教学工作和学生毕业论文及科技创新工作，年人时数达10万以上。在校外，与常宁市水口山经济开发区、岳阳化工总厂、株洲化工集团股份有限责任公司、中国石油化工股份有限公司长岭分公司、衡阳化工总厂、水口山矿务局、衡阳恒飞电缆有限责任公司等多家有实力的大中型企业联合建立了学生实践实训基地。充分利用企业资源，让学生在生产现场直接进行实践技能和创新能力的锻炼和体验。建设了湖南省“功能金属有机材料”高校重点实验室、湖南省基础化学示范实验室、湖南省“铅锌冶化与新材料产学研示范基地”和湖南省大学生创新训练中心“化学化工类大学生创新训练中心”等实践教学平台，为实践教学提供了优势资源。

图4 实践教学平台和优势资源

2.5 构建多层次、立体化、开放式的创新训练体系

近年来，在全面修订人才培养方案的基础上，也全面修改了化学实验教学大纲。实验课均单独设课，且实验课时与理论课时比例约为1.1∶1。新大纲整合了实验项目，将大部分验证性实验项目整合成适合于使用仿真实验或多媒体教学软件教学。更新实验教学内容，确保实验教学内容科学、前沿，注重传统与现代的结合、学与用的结合;融入科技创新成果和实验教学改革成果。使综合性、设计性和研究创新性实验项目总数达到总实验项目数65%以上。在选择实验项目时，不仅注意到实验的类型，还注意实验的连续性，尽量做到实验的序列化，即上一个实验的产品是下一个实验的主要原料。实现了实验项目序列化、实验内容绿色化、实验方式微型化。通过研究和实践，形成了由五层次、五平台、六模块、三实三创四部分组成的多层次、立体化、开放式的实践教学体系，体系框图见图5。以基础实验、专业实验、学生自主开放实验、科技创新及项目研究实验和产学研实训实验为五个层次;以基础实验室、专业实验室、开放实验室(含省重点实验室)、大学生创新训练中心(含省产学研示范基地)和实践教学基地为五个实践教学平台;以课程实验、课程设计、科技创新、科研训练、毕业论文(设计)和实习实践为六个实践教学模块;实现“三实三创”，融知识、能力、素质教育于一体，创新能力培养贯穿始终。按照“拓宽基础训练、丰富专业训练、优化综合训练、拓展创新训练”的实践教学理念，不断完善和优化实践教学平台和教学内容体系，使实践教学体系能面向全院及周边地区院校的化学及其相关专业开放，并能高效有序地运行。通过系统的培养，学生具备了良好的实践理念、实践精神和实践能力，同时通过在实践教学过程中，充分调动学生积极性，发挥学生自主管理作用，创新了实践教学运行和管理机制，培养了学生的创新思维、创新精神和创新能力。

图5 实践教学体系框架图

3 改革效果及效益

经过多年的实践探索，建立了一个较为完善的化学及其相关专业基于学生创新能力培养的多元化实践教学体系。本体系在实践教学和人才培养方面发挥了积极的作用，取得了明显的效果，产生了良好的社会效应。近5年来，学生在科技创新和各级竞赛中，均取得了骄人成绩。获得国家、省、市各级科技创新竞赛奖项近200项。其中获全国第十一届大学生“挑战杯”科技作品竞赛一等奖和三等奖各1项，湖南省“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛一等奖2项，二等奖5项，三等奖9项。获“吉利杯”全国学生创业大赛三等奖1项。获“上海世博会专项竞赛”一等奖、二等奖各1项，获湖南省大学生课外有机化学化工创新作品竞赛特等奖、一等奖和二等奖各1项，三等奖3项。获湖南省大学生化学实验技能竞赛一等奖2项，二等奖1项，三等奖3项。获得大学生研究性学习和创新性实验项目共16项，其中省级8项。学生研究成果在省级以上刊物公开发表学术论文29篇，其中核心6篇。

在本项目研究和实践过程中，获得全国优秀教师1人，湖南省高校学科带头人2人，湖南省普通高校教学名师奖1人，省级优秀教师2人，省高校青年骨干教师5人，湖南省高等学校实验室工作先进工作者1人，省级优秀实验(实训)教师1人，湖南省首批派驻企业科技特派专家2人。近5年来，主持国家级、省级和市级等各类科研项目51项，其中国家自然科学基金课题4项，省自然科学基金课题8项，省教育厅重点课题1项，湖南省教育厅创新平台项目3项，省科技计划项目8项，科研项目经费418万元。发表科研论文283篇，其中国家A类以上刊物200篇，外文刊物78篇，其中被SCI收录158篇。国家专利11项，其中发明专利2项。获湖南省科学技术进步奖三等奖2项，湖南省自然科学奖三等奖2项，衡阳市科技进步奖二等奖3项，衡阳市科技进步奖三等奖3项。近5年来，获得国家“十一五”规划课题1项，省级“十二五”规划课题1项，省级教改课题4项，院级教改课题10项，参编实验教材2部，近年来发表实践教学研究论文共22篇。获湖南省教学成果奖二等奖1项、三等奖2项，院级教学成果奖一等奖2项。

4 结语

总之，本项目研究过程中融知识、能力、素质教育于一体，应用能力和创新能力培养贯穿始终。按照“拓宽基础训练、丰富专业训练、优化综合训练、拓展创新训练”的实践教学理念，不断完善和优化实践教学平台和教学内容体系，使实践教学体系能面向全院及周边地区院校的化学及其相关专业开放，并能高效有序地运行。通过系统的培养，能使学生具备良好的实践理念、实践精神和实践能力，同时通过在实践教学过程中，充分调动学生积极性，发挥学生自主管理作用，创新实践教学运行和管理机制，培养学生的创新思维、创新精神和创新能力。构建了由实践教学内容体系五层次、教学条件、场地五平台、实施实践教学内容六模块、实践教学的总目标为三实三创四部分组成的多层次、立体化、开放式的实践教学体系。按照“制度健全，体系完善，管理科学，运行高效”的发展目标，进行了“一个完善”(完善实践教学管理文件)，加强了“两个管理”(教学过程管理，教学目标管理)，构建了“三个系统”(构建以系部管理为主，学院、系、实验室三级实践教学质量管理系统;构建自检、互检和抽检等多种形式的实践教学质量监督系统;构建由社会、学院、系、学生等多层次构成的实践教学质量评价系统)，从而创立了科学高效的实践教学管理、评价、监控和质量保证体系。

［1］韦 化.构建多元化开放式实践教学体系培养大学生的“四种能力”［J］.实验室研究与探索，2011，30(5):1-3.

WEI Hua.Building up a multiple and open practice teaching System and cultivating the“Four Abilities”of the university students［J］.Research and Exploration in Laboratory，2011，30(5):1-3.

［2］杜月林.构建多层次全方位实验平台体系培养高素质创新型人才［J］.实验室研究与探索，2013，32(3):202-204.

DU Yue-lin.Constructing a multi-level and comprehensive experimental platform system，exploring the cultivation of high-quality and innovative talents［J］.Research and Exploration in Laboratory，2013，32(3):202-204.

［3］曹慧东，杨 颖，郑伦楚.深化实践教学体系改革，培养学生创新能力［J］.中国高等教育，2011(11):49-50.

CAO Hui-dong，YANG Ying，ZHENG Lun-chu.Deepening the reform ofpracticeteachingsystem， cultivatingthestudents’innovative ability［J］.China Higher Education，2011(11):49-50.

［4］刘 龙，宋书中，陈 岩，等.以“挑战杯”为契机开展大学生科技活动的实践［J］.理工高教研究，2005，24(3):43-44.

LIU Long，SHONG Shu-zhong，CHEN Yan，et al.Based on the“Challenge Cup” for the practice opportunity to develop undergraduates’scientific activities［J］.Journal of Technology College Education，2005，24(3):43-44.

［5］秦钢年，黄大明，卢福宁，等.构建适应创新型人才培养的实验教学体系［J］.实验室研究与探索，2012，31(1):101-104.

QIN Gang-nian，HUANG Da-ming，LU Fu-ning，et al.Construction of an experimental teaching system for cultivating adaptable and creative talents［J］.Research and Exploration in Laboratory，2012，31(1):101-104.

［6］徐 强，孟江平，宋仲容，等.应用型本科院校化学专业实验课程体系改革与实践研究［J］.重庆文理学院学报(自然科学版)，2011，30(2):90-94.

XU Qiang，MENG Jiang-ping，SONG Zhong-rong，et al.Study on the reform and practice of applied type undergraduate curriculum system of chemistry experiment［J］.Journal of Chongqing University of Arts and Sciences(Natural Science Edition)，2011，30(2):90-94.

［7］宋 跃，谭爱群.构建三位一体的教学体系，提高学生的实践创新能力［J］.实验技术与管理，2010，27(3):15-18.

SONG Yue，TAN Ai-qun.Constructing three-in-one teaching system，improving students’innovation and pratice abilities［J］.Experimental Technology and Management，2010，27(3):15-18.

［8］梁 颖，苏一丹，丁 宇.构建有利于创新人才培养的实践育人体系［J］.中国高等教育，2012，20:44-47.

LIANG Ying，SU Yi-dan，DING Yu.Construction conducive to the cultivation of an innovative talents cultivation system［J］.China Higher Education，2012，20:44-47.

［9］李广伟，胡留现.实验教学改革与创新人才培养的探索与实践［J］.实验室研究与探索，2008(9):110-112.

LI Guang-wei，HU Liu-xian.Exploration and practice on reform of expermiental teaching and training of creative talents［J］.Research and Exploration in Laboratory，2008(9):110-112.

［10］时连君，万殿茂，王 芳，等.实验室开放与创新型人才培养的探索［J］.实验室研究与探索 ，2009，28(5):168-170.

SHI Lian-jun，WAN Dian-mao，WANG Fang，et al.Exploration of opening laboratory and cultivation of innovative talents［J］.Research and Exploration in Laboratory，2009，28(5):168-170.

［11］申少华，田 俐，肖秋国，等.产学研相结合，加强材料化学专业实践教学［J］.实验科学与技术，2012，10(3):87-89.

SHEN Shao-hua，TIAN Li，XIAO Qiu-guo，et al.Strengthening practical teaching of materials chemistry specialty through the cooperation between industry and colleges or scientific institutes［J］.Experiment Science and Technology，2012，10(3):87-89.

［12］刘广君，马泉山，魏 杰.材料类专业创新型实践教学体系的构建与探索［J］.实验技术与管理，2011，28(7):160-163.

LIU Guang-jun， MA Quan-shan， WEIJie. Exploration and construction of innovative practice teaching system for material specialty［J］.Experimental Technology and Management，2011，28(7):160-163.

［13］邝溯琼，杨定新，陶利民，等.开放式教学实验室综合评价体系与方法初探［J］.实验室研究与探索，2013，32(5):205-211.

KUANG Su-qiong，YANG Ding-xin，TAO Li-min，etal. A comprehensive evaluation system and method for open teaching laboratory［J］.Research and Exploration in Laboratory，2013，32(5):205-211.

［14］王 煌.高水平建设实验教学示范中心，全面提升人才培养质量［J］.中国高等教育，2009(6):19-21.

WANG Huang.High levels of the construction of experimental teaching demonstration center，enhancetheoverallqualityof personnel training［J］.China Higher Education，2009(6):19-21.

［15］袁银男，许桢英，刘会霞，等.完善实践教学体系强化创新能力培养［J］.实验室研究与探索，2010，29(4):97-99.

YUAN Yin-nan，XU Zhen-ying，LIU Hui-xia，et al.Optimizing practice teaching system for the cultivation of engineering innovation capability［J］.Research and Exploration in Laboratory，2010，29(4):97-99.

［16］张友琴，王 萍，朱昌平，等.以大学生创新性实验计划为契机培养创新型人才［J］.实验技术与管理，2011，28(7):167-170.

ZHANG You-qin，WANG Ping，ZHU Chang-ping，et al.Cultivating creat ive talents based on innovation plans for college students［J］.Experimental Technology and Management，2011，28(7):167-170.