功能材料专业大学生课外科技与课堂教学改革的探索与实践

刘心娟 陈泰强 宫银燕 李灿 牛棱渊

摘要：在分析大学生课外科技面临问题的基础上，探索功能材料专业大学生课外科技与课堂教学改革的建设方案，进而提升大学生创新和独立解决问题的能力。

关键词：功能材料;课外科技;课堂教学改革

中圖分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）22-0159-02

材料、信息、能源是社会发展的三大支柱，新材料是发展基础。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将新材料确定为要超前部署的八个前沿技术专项之一。基于新材料特别是功能材料对经济与社会发展的重要作用，2010年，我国将新材料列为七大战略新兴产业之一，教育部将功能材料列为战略性新兴产业专业，其目的是解决新兴产业发展中对于技术人才的迫切需求问题，重点培养具有创新精神和实践能力、具有适应国际发展的专门应用型人才，为国家未来可持续发展奠定基础。我国《高等教育法》也明确规定“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”，如何培养高素质创新型人才是高等学校人才培养活动中的主要议题。

材料按性能分为结构材料和功能材料。结构材料指具有强度、硬度、韧性等力学性能的材料，功能材料指具有电、磁、热、声、光、化学、生物等功能特性的材料。因此，功能材料是当前新材料的主要组成部分。如何在功能材料专业本科教育过程中加强大学生创新能力培养非常关键。大学生课外科技创新活动是目前高等学校培养创新型人才的主要途径，对本科生运用所学专业知识进行系统设计能力的综合性总结和检验方面，在功能材料专业人才培养上均具有不可替代的重要地位。

一、大学生课外科技面临的主要问题

1.选题：提供合适的创新课题是关键。科学研究工作是复杂和系统的，如何提出一个适合本科生开展的创新性课题是保证项目有效开展的关键。课题难度比较大，涉及范围比较广，导致学生中途退出，达不到该项目立项的预期效果。

2.学生：本科生课程比较多，又兼顾很多课外活动，导致其精力和时间都很有限。许多大学生满足于现状，缺乏创新能力提高的信心。另外，个别学生态度有问题，仅仅是为了能在奖学金评比时加分才参加课外实践活动，从而导致课外科技创新活动不能真正发挥其作用。

3.导师：本科生现有专业学习的程度有限，考虑问题不够全面，设计的实验方案存在诸多问题。在这种情况下，导师出现包办代替的现象，这就导致学生的创新能力和综合素质得不到相应的提高。教师的积极性不高，缺乏有利的条件保障，导致课外科技活动在培养大学生创新能力方面的作用无法得到发挥。

4.经费及设备：功能材料专业的课外科技创新活动需要文献查阅、方案设计、实验准备、材料制备、材料表征、性能测试等环节，周期较长且需要大量的经费，同时需要实验设备等硬件设施。学生科技活动经费有限，活动空间少，缺少必要的物质保障条件，导致项目进展不顺利。

二、大学生课外科技与课堂教学结合的探索

针对大学生课外科技创新活动普遍存在的问题，考虑到启发学生兴趣，有效地调动本科生参与科学研究的主动性、积极性和创造性，提高学生动手及解决问题能力，将光电子材料课堂教学、课外科技创新活动和科研导师队伍建设结合在一起，对大学生进行创新实践能力的培养，塑造大学生科学研究的创造性思维，进而达到提高学生创新能力和综合素质的目的，提出一套适合功能材料专业学生课外科技活动的方案。

1.光电子材料课堂改革。对本人承担的光电子材料课程进行分析，筛选出与功能材料专业教师研究方向一致的章节，结合学生参与的课外科技活动内容，实施课堂教学改革。

（1）教学内容。本人针对熟悉的研究方向比如光电催化、太阳能电池等进行讲解，让学生了解研究前沿、研究进展、存在的问题、解决问题的途径以及发展前景，培养学生参加课外科技创新活动的兴趣和信心。

（2）课堂讨论。组织学生针对自己选定的研究方向查找资料，进行PPT讲解讨论，了解更多的课外科技知识，锻炼学生查阅英文资料，让学生带着好奇心去参与课外科技创新活动。

（3）作业形式。作业中涉及一些开放性题目，比如介绍某一光电材料或器件的研究进展，让学生通过查阅资料，更系统地了解研究动态。

2.课外科技创新活动。对功能材料专业大学生课外科技活动的可行性进行分析，设计出大学四年进行课外科技活动实践的进度安排。

（1）每周组会。组会内容包括文献汇报和实验结果讨论。组会规定本科生汇报1篇英文文献，并且要求是最近3年期刊影响因子大于5的SCI期刊上发表的相关文献。刚刚开始接触英文文献时，效果都很差，甚至出现中间停止无法完成讲解的情况。看到他们第一次看的文献手稿后，我感到有些心疼，但是又欣慰。经过两个月训练之后，他们基本能达到很熟练，甚至是专业汇报的程度。我看到他们的进步，从心底里高兴，感觉所有付出都是值得的。

（2）每周提交实验进展报告，并进行讨论。了解实验进展，找到存在的问题，讨论制定下一步解决方案。

（3）鼓励参加课外科技活动。鼓励学生撰写英文文章并投稿，同时参与各种课外科技竞赛。

3.科研导师队伍建设。本项目参与人的研究方向都是光电材料及器件，研究方向上既有相同点，又有不同点。参与人组成一支科研导师队伍，共同带领学生参与课外科技，撰写英文文献，利用团队力量，共同提高大学生的课外科技创新能力。

三、大学生课外科技与课堂教学结合的实践

本文选择中国计量大学材料科学与工程学院2014级5位学生（胡品品、吴天扬、俞黄泽、徐媛媛和许浩）和2015级3位学生（冯成杰、倪梦莹和李柱）来实施本套功能材料专业学生课外科技活动的方案，通过光电子材料课程课堂改革、配位键调控与计量研究所科研导师队伍建设与课外科技创新活动相结合，在培养大学生课外科技创新能力方面取得一系列佳绩。

1.根据功能材料专业本科生的实际需要，合理修改了教学大纲和课程进度，并适量引入知名大学公开课教学视频，有选择的指导和组织这8位学生学习。在保证他们掌握专业内容的前提下，也提高了他们参与课外科技的兴趣和热情。另外，通过课题讨论和完成作业的形式，他们更系统地掌握了某领域的研究进展及存在的挑战，为参与科研项目打下了很好的基础。

2.通过组会文献汇报和实验进展讨论，这些同学均具备了熟练阅读英文文献、撰写SCI论文和专利、主持科研项目和在竞赛项目中获奖的能力。经过两年的系统学习，8位同学均在课外科技方面取得佳绩。论文：胡品品以一作发表二区SCI论文1篇，影响因子4.4;专利：吴天扬和倪梦莹以一作申请发明专利2项;项目：冯成杰和倪梦莹主持国家级大学生创新创业训练计划项目1项和大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）1项，主持校级实验项目5项;获奖：获得浙江省第十五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖，获得中国计量大学第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛1项特等奖。他们在毕业时基本达到了研究生的水平，并都选择读研究生继续深造。吴天杨就读英国拉夫堡大学，胡品品就读香港岭南大学，李柱就读浙江大学，俞黄泽和倪梦莹就读华东师范大学，冯成杰就读上海大学，徐媛媛和许浩就读河海大学。

综上所述，实施本文提出的适合功能材料专业学生课外科技活动的方案，取得了很好的效果，培养了大学生的课外创新能力和动手能力，提高了功能材料专业本科教育水平。

四、结论

大学生课外科技是培养创新型人才的主要途径。光电子材料课程课堂改革、科研导师队伍建设与课外科技创新活动相结合，有效提高了大学生的创新和独立解决问题的能力，同时扩展了他们的专业知识和眼界。

参考文献：

[1]晋颖，王香兰，锁罗曼.导师制下校企合作“协同育人”模式创新与推广[J].合作经济与科技，2019，（1）：105-107.

[2]李宇哲.大学生课外科技文化活动的隐性思想政治教育分析与路径研究[J].科技风，2019，（25）：81.

Exploration and Practice of Extracurricular Technology and Classroom Teaching Reform for College Students Majoring in Functional Materials

LIU Xin-juan， CHEN Tai-qiang， GONG Yin-yan， LI Can， NIU Ling-yuan

（College of Optical and Electronic Technology， China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018， China）

Abstract： Based on the analysis of the main problems faced by college students in extracurricular science and technology， this paper explores the construction plan of extracurricular technology and classroom teaching reform for functional materials majors in order to enhance college students' ability to innovate and solve problems independently.

Key words： functional materials; extracurricular technology; classroom teaching reform

收稿日期：2019-10-24

基金項目：2017年中国计量大学教改项目“功能材料专业大学生课外科技创新活动的探索与实践”（编号：HEX2017016）

作者简介：刘心娟（1984-），女（汉族），山西临汾人，博士，副教授，研究方向：光电功能材料。