大学生创新实验结合自主型实验提高大学生创新能力

晋强　朱琳　王宣

摘 要： 本文根据大学生创新实验现状及存在的问题，论述了大学生创新实验结合自主型实验的探索性思路。在大学生创新实验实施过程中，教师要结合自主型实验灵活地调动学生的学习积极性和主动性，改变学生被动实验的现状。在大学生创新能力的培养中采用高年级学生带领低年级学生从事科研试验和自主型实验的方式，有助于高、低年级学生对科研的认识的加深，有助于学生创新能力和综合能力的培养。

关键词：创新实验 自主型实验 创新能力

国家级大学生创新创业训练项目包括创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目三类。创新训练项目是指本科生团队在导师的指导下，自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果（学术）交流等工作。自主型实验特色，就是以学生为主导，教师为辅导。教师提出实验目标和任务，学生剖析实验内容、搜集资料、编写实验大纲，由实验室提供实验设备、耗材等条件。在教师陪同下，由学生自主独立完成构件设计、试件加载实验、数据处理分析和完成实验报告的全过程，从而使学生深入理解和掌握混凝土结构课程基本知识，真正锻炼动手能力，提高实验技能。

1.大学生创新实验的现状及问题

近年来，随着国家创新人才推进计划实施方案的逐步落实，大学生创新能力的培养越来越受到重视[1]。各地高校为了更好地提高大学生的动手能力和创新能力，通过多种方式和手段，培养社会发展需要的更具竞争力的创新型人才，纷纷进行大学生创新实验教学的改革和探索，并以多种多样的形式（比如导师制和卓越工程师教育培养计划），综合国家、省市、自治区、学校和院系各方面的力量，积极为大学生搭建和完善创新实验平台，概括起来主要做法有：（1）开放实验室，结合自身学校特色，整理实验室相关材料，根据学生特点采取实验室开放的方案，鼓励学生进行相关实验；（2）鼓励学生在课余期间，对自己或者兴趣小组需要完成的实验，在实验室进行试验，充分发挥学生的学习自主性；（3）学生在指导教师的指导下，通过对特定实验器材的学习，完成实验，并写出试验报告和初步论文。

大学生创新性实验计划项目对于发散学生的创新思维、提高学生的创新能力和综合素质具有积极作用，但在具体实施过程中仍然存在若干问题[2]。

1.1选题的意义及重复拷贝现象存在。有些学生在选题过程中，一味地求新求异，但对题目的研究意义和试验目的了解深度不够。有些学生参加创新项目的目的不纯，为了获得学分或者只是为了做实验而实验。因此，个别学生要端正参加综合实验的态度，重新正确定位参加创新实验的目的和意义。有些项目与指导教师的项目基本相同，这说明学生在选题上缺乏独立思考能力，只是跟着教师的思路走。这种做法本身对大学生创新能力的提高意义不大，而且会影响整个团队正常水平的发挥。这种状况与创新实验的宗旨是背道而驰的，我们应该坚决杜绝。

1.2项目的实施出现急功近利和毫无头绪的现象。某些大学生为了获取学校和国家奖学金、保送研究生等名额，认为通过跟随老师完成创新性实验就可以发表学术论文，提高自身素质，为自己保研之路添砖加瓦等。因此对这样一次真正接触科学研究的机会，某些学生不想花太多时间和精力认真思考，缺乏科学、严谨的科学研究态度。有些学生基本功不够，又不愿意花时间学或者只是为了学学，忽视自身作为研究者的主动性，被动应付。有些时候学生想做出些创新，但是由于知识体系不够完整或者衔接不够，没有经过系统的专业训练，缺少独立思考和分析问题的能力。尤其是有些知识书本上没有时，不知道如何查阅文献，不知道到哪查，毕竟百度的知识有限。由此导致采取应付的态度，重复他人工作，失去创新和研究价值。

1.3创新题目和创新实验严重脱离本科生的能力范围。创新实验，重在创新，但对于本科生来说，很多专业课程都是大三、大四时才开设。而科学研究则是一项系统的、复杂的、专业的工作，学生的创新能力、精力和时间有限，这就决定了创新项目的深度和难度。因此提出一个适合本科生科研的项目是保证创新项目有效开展的关键。若题目难度大、涉及面广，就会影响学生参与创新性实验项目的积极性和自信心，在课题开展一段时间后参加项目的本科学生往往演变为指导教师或研究生的科研助手，仅仅做一些辅助性的工作，则成了单纯的劳动力，达不到该项目立项时的预期效果[3]。

2.大学生创新实验结合自主型实验提高大学生创新能力

为了充分发挥“学生主体”的作用，达到创新实验的预期目的，在创新实验的实施过程中，指导教师既要注意避免包办代替，适时、适当地对学生进行点拨，又要引导他们善于观察实验现象，善于提出问题，启发他们通过自己的努力，解决在实验中遇到的各种问题，充分发挥学生的创造力[4]。在以往的教学过程中，通常采用验证型的实验方式，并没有使学生的思维方式和研究能力得到转变和提高，很难建立对“实际操作-实验现象-分析理论-设计计算”这一过程的完整认识，不利于学生实验能力的培养。针对这种情况，有必要进行实验改革，设计以学生为主体、全过程由学生完成的具有综合设计性的自主型实验，依此促进大学生创新实验质量的提高。根据上述现状，我们提出如下解决方案：（1）在大学生中逐步采用大三学生带大一，大四学生带大二的方式，教师主要负责指导大三、大四的学生。大一、大二的学生跟随大三、大四做实验写报告，充当科研助手，通过两年的辅助性工作，逐步了解相关实验仪器和小论文的基本写作锻炼。在学习和试验过程中逐步体会和了解科研项目，并且积极思索科研项目，为后期科研项目的申报打基础。（2）提供开放式的实验室，并且提供实验室试验仪器的自主实验指导书，使学生可以自主地完成试验。比如我院的结构实验室，提供一套自主型结构试验大纲和对于的指导书，帮助学生自主完成试验。（3）基于本科生知识体系不够完整或者衔接不够，没有经过系统的学生专业训练，对某些试验相关数据和实验方案不够了解的现状，我们采取指导教师主动介入，帮其分析相关实验数据和试验方案，指导学生查询和查阅相关文献。

2.1创新项目与自主型实验结合的实践过程。我们在指导大学生创新研究课题“新型棉花秸秆绿色保温超轻粗集料的试制研究”中，采用课题开题之前学生先介入指导教师的相关实验。这个阶段的学生状况可以说是毫无章法，盲听盲从，处于混沌状态。但是跟着做了一段时间的实验后，随着对实验仪器和试验过程的熟悉，就可以提出自己的看法和认识。

在学生为主体与教师为指导的协同工作状态下，该课题小组完成了“新型棉花秸秆绿色保温超轻粗集料的试制研究”创新实验项目的实施过程，具体划分为三个阶段：（1）制订实验方案阶段。学生通过阅读文献，充分认识和了解课题的研究现状、目的和意义，熟悉实验设备和原材料，提出并讨论初步实验方案，制订实施方案。（2）实验进行阶段。根据自主型实验大纲独立完成实验，进行实验数据初步整理、重复实验，保证结果的可靠性。（3）撰写实验报告阶段。学生独立地将实验过程和获得的数据组织成实验报告，以锻炼学生的文字表达能力。

2.2具体实验过程和研究内容。（1）实验原材料的处理研究。棉花秸秆的切割过程与切割工具的特性、茎秆的物理力学特性、切割工具与茎秆的相对位置及切割的速度等都有密切关系。切割工具的结构应与所收获的作物相适应，刃口越薄，刃口越锐利，越有利于切割，但过于单薄而尖锐的刃口，没有足够的强度，会很快磨损或折断，而缩短寿命。因此，必须处理好锐利度与耐磨性的关系。（2）棉花秸秆超轻粗集料的表面改性和裹灰处理研究。丙烯酸是乳液聚合中不可缺少的功能性单体，它具有增加聚合物乳液的稳定性，减小乳液粒径，提高乳液的分散性，增加涂膜的附着力，与水泥复配促进水泥的水化反应，起一定的加强作用。如果丙烯酸的量加得少了，则由于涂膜水分干燥快，水泥未来得及水化既已成膜，水泥在其中只起到填料作用，制成的产品性能显示不出水泥水化物的优点，那么就没有必要采用水泥，因为很多廉价粉料也可以满足要求。相反，如果丙烯酸的量加多了，则会引起水泥水化过快，使聚合物水泥成膜出现干缩以致裂缝，失去防水作用，因此丙烯酸的添加量尤为重要。（3）棉花秸秆颗粒超轻粗集料基本力学性能的研究。手工去叶、壳和侧枝，外部擦拭干净。试样要求通直、无虫害、无明显缺陷、没有表皮的损伤或开裂。自然干燥后测定棉秆含水率，获取棉秆试样后立即做相关力学特性实验并测定相应含水率。

3.结语

为了保证大学生创新性实验的顺利实施，真正锻炼学生的创新能力和综合素质，教与学是根本保证，实践锻炼是重要手段。为此我认为以下几点非常重要。

3.1学生的基本科研能力的培养。采用高年级学生带领低年级学生的方式，一方面有助于提高高年级和低年级学生的科研能力，另一方面可以帮助更多学生涉足科研创新，毕竟教师的时间有限不可能指导很多学生。

3.2通过前期自主型实验的积累，才能真正发挥学生的创新能力。大学生是思维活跃的一批人，他们思路开阔，富有浓厚的创新精神。为此我们要给他们平台，展示自己，这样才能真正提高学生学习兴趣和积极性。

3.3教师合理的指导、帮助和督促能够促进学生完成试验，避免创新实验流于形式。唯有在不断的实践、探索、改进中逐步完善大学生创新实验项目，才能真正为在校学生构建一个高水平综合创新实验平台，培养出更多具有创新意识、创新精神及创新能力的人才。

参考文献：

[1]冯林，吴振宇，于丽英.大学生综合创新实验中心建设的探索与实验[J].实验技术与管理，2011，28（8）：110-113.

[2]李丽洁，施瑞，陈树森.大学生创新实验项目中的实验教学[J].实验技术与管理，2011，28（3）：162-163.

[3]朱玲玲，叶国田，周颖.材料类专业大学生创新实验项目的实践与思考[J].实验技术与管理，2013，30（5）：178-180.

[4]孙瑞胜，薛晓中.引入科研型模式提高大学本科教学质量[J].理工高教研究，2010，29（6）：99-100.

基金项目：本文系“国家级大学生创新创业训练计划项目”，编号201410758020”的研究成果。