基于专业课程教学的大学生实践创新教育探究

梁德伟 胡磊 梁升 胡恩柱 胡坤宏

合肥学院能源材料与化工学院 安徽合肥 230601

创新是引领发展的第一动力，创新型人才的培养是提高我国国际竞争力和综合国力的迫切需求。《教育部 财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》中指出：“高校要切实加强学生实践能力，创新精神和创新能力培养，对实践教学与人才培养模式进行改革。”实践创新能力是指运用所学知识开展实验及实践活动时展现出来的思考能力、动手能力以及开创性探索未知的创新能力。随着经济、科技的迅猛发展以及社会需求的转变，社会对工科大学生的实践创新能力也提出了更高、更新的要求。由此，高校积极响应新兴科技、新兴经济、新兴产业、新兴行业、新兴业态、新兴市场发展的新需求，不断加强工科大学生实践创新教育，对于培养适合新时代需要的高素质应用型人才具有重要的现实意义。

1 现行大学生实践创新能力培养模式存在的问题

地方应用型高校是指高校以应用型为办学定位，要求各专业紧密结合地方特色，构建满足和适应地方经济与社会发展需求的新的学科建设，更新教学内容和教学方法，注重培养学生的实践创新能力，培养具有较强的适应社会能力和竞争能力的高素质应用型创新人才。虽然现在地方应用型高校都在进行创新教学工作，但是绝大多数高校教师还是采用传统方法进行教学，造成学生的实践能力较弱，创新意识和创新能力不强，这些方法已经不符合现代人才培养的要求。

课堂教学还需不断地探索新的教学模式和教学方法，激发学生学习的兴趣和自主性，同时培养学生的理论与实践相结合的能力，引导学生去分析问题、解决问题，从而有效地促进学生的创新能力和科学素养的提高。我们知道，材料是所有科技进步的先导与基石，材料类专业课程一直是新工科工程教育改革的主阵地之一，旨在提升学生理论学习能力的同时，加强学生的实践动手能力，并激发学生的创新思维，从而使学生今后成为具备自主思考、分析、解决复杂工程问题的优秀创新型工程技术人才。以材料类专业“材料科学基础”课程为例，材料的组成与结构—性能—合成与制备—应用“四面体”关系是该课程最核心的知识体系内容；然而传统的教学方法侧重于材料组成与结构的理论知识讲授，对于其他三部分内容(合成与制备过程、性能、应用)只是简单地课本介绍，没有相应的实践创新活动跟进，因而学生对于这门课还是停留在抽象的理论概率学习中，难以获得直观、深入的切身体会，不利于对工科大学生实践创新能力的培养和提高。因此，如何改革传统的课堂教学体系，实现大学生学习主动性和积极性的调动以及理论学习能力与实践创新能力的协调发展，是当前高校教育教学改革的重要研究方向。

2 基于专业课程教学的大学生实践创新教育的实施策略

2.1 改革课堂教学内容与课程考核评价制度

2.1.1 课堂教学内容改革

同样以“材料科学基础”为例，该门课程具有概念性极强、知识点多、内容繁杂、抽象难记的特点，加上不少学生的学习主动性较差，单纯依靠课堂听讲，理解和掌握有一定的难度。另外，当下材料科学的发展迅速，新材料、新性能不断出现，而这些新材料、新性能大多是建立在材料科学的基础上。因此，如何把材料科学领域的前沿成果和课堂知识联系起来，也是一个亟待解决的问题。为此，课堂中除了传统的知识点讲授之外，还应该适当引入相关的前沿科技，比如在讲授理论性较强的晶体点缺陷章节时，我们可以将科研中点缺陷改性材料性能的文献成果带入课堂，让学生们了解这些知识点的实际应用；在讲授到新材料研发的时候，可以播放一些新能源、光刻机等方面的产业动向和行业高水平会议，让学生们了解当前国家重点攻关的卡脖子关键问题，并将其与课本知识关联起来。

2.1.2 课程考核方式改革

课程考试或考核的目的主要是检验教与学的效果，促进教学内容的完善和教学方法的改进，从而提高素质教育和人才培养的质量。以往的教育教学过程过于注重课本中知识点的考核，难以实现对创新实践教育的考核。为了扭转这种现象，有必要对考试内容和形式进行改革。

合肥学院近年来对考试评价方式做出改革，尝试“N+2”的过程考核改革。所谓的“N+2”考核办法中的“N”是指教学过程中的考核次数，由3～5个内容组成，可以是市场调研、文献调研PPT汇报、产品设计、工程实训或者工程参观体会；其中的“2”代表平时出勤和课堂笔记。在总成绩中，期末考试成绩只占50%，过程考核“N”成绩占40%，平时出勤和课堂笔记成绩总和占10%。这种考核模式打破了以往期末考试的评价方式，引导他们由过去记忆型学习向主动性思考、研究、创新型学习转变。

2.2 充分发挥各实践教学环节的作用

除了课堂上的理论教学，实践教学也是培养应用型人才不可或缺的一部分。对于“材料科学基础”课程来说，除了以上提到的课堂教学以及传统的知识点基础实验外，还配套一些与时俱进的“材料科学基础实践与创新”课程，内容可以设置为课堂理论教学外的市场调研、工程研究中心实训和工厂实习(见下图)，从而达到理论与创新实践相结合，实现培养和提高工科大学生实践创新能力的目的。

“材料科学基础实践与创新”课程体系图

2.2.1 市场调研

“材料科学基础”中涉及的材料主要有金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料，在进行市场调研实践教学过程中，可以选择某一类材料的市场调研活动，比如，对于金属材料钢来说，其种类丰富，组成、结构、工艺、性能以及产品形式也不尽相同；在实际教学过程中，可以对学生进行分组，每组团队协同完成某一金属产品的市场调研活动，途径可以是网络，也可以是超市、建材市场中的产品实物调研，考核方式为提交一份关于该金属产品的公司品牌、市场占比、成本、售价、材料组成、结构、工艺、性能等方面调研报告或者PPT等。

2.2.2 工程研究中心实训

培养学生实践动手能力和创新能力最直接有效的方法就是将科研教学融为一体，利用高端科研平台优势和科研活动所具有的独特知识体验功能反哺教学活动，从而提高人才培养质量。工程研究中心是国家创新体系的重要组成部分，是根据建设创新型国家和产业结构优化升级的重大战略需求，以提高自主创新能力，增强产业核心竞争能力和发展后劲为目标，组织具有较强研究开发和综合实力的高校、科研机构和企业等建设的研究开发实体。

以工程研究中心为基础，开展实践教学具有综合性和先进性两大优势。以笔者所在的合肥学院新能源材料与系统研发中心为例，综合性体现在中心建设内容集中于锂离子电池电极材料的合成、表征，以及锂离子电池的组装和评价等领域，可实现能源化工相关专业在同一平台进行完整流程的锂离子电池实践教学。先进性体现在拥有的X射线衍射仪、电化学工作站、比表面积测试仪以及一整套电池组装和评价等仪器设备都是国际高端技术产品，已经达到国际上先进实验室的试验仪器装备水平，为学生的工程实践和创新实验提供了有力的硬件保障。

合肥学院作为国家首批实施“卓越计划”的地方普通高校之一，经过多年探索，结合学校“地方性、应用型、国际化”的办学定位，近年来打造了多个高水平工程研究中心，除了上述新能源材料与系统研发中心之外，还打造了包括城市固废处理与资源化利用安徽省工程技术研究中心、安徽省现代电子控制与检测应用技术协同创新中心、先进功能纳米助剂研发中心、西伟德建筑及材料研发中心等多个省、市、校级工程中心。通过发挥高水平科研平台优势，将丰富的科研资源有效地转化为优质实践教学资源，可以为学生实践创新的设计和完成提供有力的硬件保障。学生参与创新平台实践活动时，可以根据不同的兴趣爱好选择不同方向的导师开展相应的课题研究，教师积极组织学生参加各种材料类实验技能竞赛以及国家级、省部级大学生创新创业实验项目，或者是参与到教师自己的科研项目中，引导学生把学到的专业理论知识加以创新，并应用到研究过程中来解决实际问题，从而进一步提高工科大学生实践创新能力的目的。

2.2.3 工厂实习

工厂是产品扩大生产的场所，是材料创新、产品更迭的重要支撑，是检验前沿科研成果能否顺利转化的重要环节；工厂中的新工艺、新技术对于“材料科学基础”课程体系来说至关重要，是其四面体知识点内容的进一步深化。带领学生切身参与材料产品的生产过程，对于培养工科大学生实践创新能力具有重要价值。只有了解现阶段材料的生产工艺之后，才能将前沿材料生产工艺与传统材料生产工艺相融会贯通，才能更好地实现材料产品的更新换代。目前，我校能源材料与化工学院已经与国轩高科、诺泰生物科技等地方材料类企业签订战略合作协议，合作共建实践教学基地，这将进一步推进学校办学模式、人才培养模式的改革，同时也增强了学校服务地方经济建设的能力。

通过以上实践课程教学活动设计，使学生普遍具有良好的综合工程实践与创新能力，为学生直接就业或进一步深造奠定基础。

3 构建实践创新教育实施的保障机制

3.1 打造一流师资队伍

教师是人才培养的基础，然而目前大多数高校教师是从学校毕业后直接来到学校任教，很少具有实践经验，加上高校的师生比严重失衡，教师忙于课堂教学，没有充足的时间来提高自己的实践创新能力。教师自身缺少实践的机会，也就无法在教学中培养学生的实践创新能力，因此为了保证“培养和提高工科大学生的实践创新能力”在高校的成功实施，有必须建设一支具有企业工作经历的高水平专、兼职教师队伍，这样才能解决高校讲授的理论知识与企业所用的新技术、新工艺之间的脱节问题，同时扩大学生的知识面，激发学生的创新思维。

3.2 推进校企合作共建一流课程

企业掌握着先进的技术装备和生产工艺，具有真实的工程实践条件和环境，工程技术人才的培养如果没有企业的参与，就难以满足产业界对人才的要求；作为应用型本科高校，应尝试推进企业与学校之间合作共建一流课程，推动产业创新发展的新技术、新知识进课堂、进课程、进实践教学、进创新创业项目，从而实现大学生知识学习能力和实践创新能力的协同发展。

结语

科学与技术的发展及社会需求的转变使得专业课程的教学不再简简单单是基本概念、原理和规则的简单传达，而是由理论知识传授与实践创新技能培养相互渗透所形成的完整教育系统。本文基于现行大学生实践创新能力培养模式中存在的问题，通过改革课堂教学内容和课程考核评价制度，以及构建市场调研、工程实训和工厂实习实践创新教育体系的方式对教学环节进行总结和探究，提高学生学习的主动性和积极性，强化学生实践能力和创新能力的培养，同时通过高水平教师队伍建设和企业参与高校共建一流课程的方式，构建实践创新教育实施的保障机制，为培养和提高工科大学生的实践创新能力奠定基础。