大学生自主创新能力培养模式的构建

2011-11-02朱卓慧徐燕飞孙小康

当代教育理论与实践 2011年10期

关键词：采矿工程创新性创新能力

朱卓慧，徐燕飞，孙小康

(1．湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭411201;2．湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南湘潭411201;3．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083)

大学生自主创新能力培养模式的构建

朱卓慧1，2，3，徐燕飞1，孙小康1

以大学生研究性学习和创新性实验计划项目为平台，构建提高大学生自主学习和创新能力的教学模式，为培养采矿工程专业学生的自主学习和创新能力提供新的途径;同时对采矿工程实践性教学的改进有一定的借鉴作用。

采矿工程;创新性学习;培养模式

一培养采矿工程专业学生自主学习和创新能力的意义

湖南科技大学采矿工程学科是湖南省“十一五”重点学科，创建于1978年，是我校创建最早的学科之一，也是原煤炭工业部所属高校在江南地区设立的唯一以煤矿开采为工程背景的采矿工程学科。三十余年来，采矿工程学科以湖南、江西、贵州、广西、四川等南方省区煤矿开采为工程背景，围绕南方矿区开采过程中的科学和技术问题进行了长期的研究，形成了南方复杂煤层开采、岩石力学与巷道围岩控制、煤矿灾害预防与控制、地表沉陷控制与矿山环境保护等四个稳定的研究方向，为祖国的现代化建设输出了大量的采矿工程技术人才。

采矿工程专业的本科学生是我国能源工业发展的后备军，学生的培养质量对能源工业的发展，对构建资源节约型、环境友好型社会有着重要的意义，因此采矿工程专业学生质量的提高就显得尤为重要［1，2］。

经过三十多年的发展我校采矿工程学科取得了长足的发展，但也暴露了一些问题，比如学生的自主学习能力、创新能力不强，独立发现问题和解决问题的能力不足，学生的综合能力方面有待提高，在工作岗位上主要表现在不能很快的适应现场工作，理论和现场结合不足等。这也是企业用人单位所反映的显著问题。综合分析所出现的这些问题，归根到底是学生的自主意识不够、创新能力不足。学生长期处于老师讲授，学生听讲的教学模式之中，教学方式上停留传授书本知识为主，以教师为中心，以课堂为中心，教学方法缺乏灵活性，这直接导致学生思维的惰性，不愿意主动思考，不能很好地发现问题和解决问题。

采矿工程的教学环节分理论教学和实践教学两大部分，理论教学环节主要是课堂讲授，实践教学环节有实验室实验，现场实习，课程设计三个主要部分，这几方面存在的问题，主要表现在理论教学环节学生学习兴趣不高，实践教学环节学生参与度不够。

面对以上这些问题，培养学生自主创新的意识，拓宽实践性教学的途径，增强学生理论与实践相结合的能力，对采矿工程专业教学的改进和学生综合专业素质的提高是十分有意义的。

二自主学习和创新能力培养模式的构建

大学生研究性学习和创新性实验计划项目是为大学生设置的专项创新性实验研究项目，学生可以按照自己的爱好自主申报，指导老师在整个项目实施过程中参与实验进度安排和实验指导，学校为学生提供一定的专项资金，学生通过查阅资料自主设计实验，实施实验，撰写论文，最后结题，在这一过程中学生充分调动自己的积极性和想象力，通过自主学习极大增加了学生的求知欲望，培养了学生的探索精神和创新精神，它是培养学生学习能力、实现其自身可持续发展的重要保证。因此，可以利用大学生研究性学习和创新性实验计划项目这个平台，构建提高大学生自主创新能力的实践性教学模式，用以提高采矿工程学生自主创新能力，拓宽实践性教学途径。在该模式上，大学生的自主学习，体现为:学生根据自己的学习基础，结合对自己当前学习水平和爱好，在实验计划项目活动开展前，自觉地设置具体的实验项目的目标和实验内容，制定实验的规划、进度，选择为达到实验目标相适应的方式方法。在整个实验项目研究过程中，学生能够对实验过程中所使用的方式方法导致的结果进行观察、监控和调节。针对实验的结果，学生能够对照原先制定的实验目标，进行自我总结和评价，发现存在的问题，积极改进。当学生的这种学习状态从“被动”转变为“主动”，从“要我学”转变为“我要学”，即学生把学习看作是自己的使命时，学生学习的主观能动性就会被充分调动。他们可以利用大学相对较多的自由支配时间和较好学习条件，设置适合自己的学习目标，在学习过程中适时调整自己的知识和能力结构，从而把学习与自己的理想、成长和发展有效地结合起来，并且意识到学习并不是为家长或老师而学，是在为自己今后的持续发展而学。因此，推广该自主创新学习能力培养模式，对学生自主创新学习能力提高，学生个人学习过程中优缺点的认识以及学习方法的优化，甚至学生个人发展都是有意义的，对开展实践性教学也是一个很好的启发。

以大学生研究性学习和创新性实验计划项目为平台，提高大学生自主创新能力的教学模式流程图见图1。

该模式的整个流程包括三部分，实验准备阶段、实验开展阶段、成果展示阶段。实验准备阶段:学生就自己感兴趣的一个方面讨论，商讨解决的方法和途径，最后把问题集中，和指导老师商讨，结合学校的实验设备把这些问题凝结，用一个题目概括出来，作为项目申报的题目。根据这个题目学生去查阅资料，撰写项目申报书，项目审批通过以后，实验小组就要把问题分解成几个部分，针对每一部分的问题，制定解决该问题的实验途径，制定出实验方案。实验开展阶段:根据实验方案要求购买所需的器材，制作试样为实验做好准备，然后学习实验仪器的操作方法，因为采矿专业实验仪器都是精密贵重仪器，该环节一定要有老师的指导，之后分步开展相应的实验。成果展示阶段:实验结束后，要对实验所得的数据进行数据处理，得出结论，最后用所得的数据撰写论文、制作PPT等，进行成果展示，最后结题。

整个过程就是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程，一个问题的解决方法是很多的，整个过程中学生充分调动自己的积极性，探求他们自己认为最优的解决途径，在这样一个探索的过程中学生自主和创新意识得到锻炼，达到培养学生自主创新能力的目的。

学生在自主创新的过程中，根据需要重新认知、加工，自主调控学习材料和信息，使学习的过程在时间和容量上由有限的短时间记忆，转变为长时间记忆，从而增强学习效能。学生运用已有知识和能力自主获取新知识新技能的学习过程就是自主性学习［3－5］。美国著名心理学家布鲁纳说:“学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获取过程中的主动参与者。”著名教育家杜威说:“教育的目的在于使人能够自己教育自己。”他们都强调了学生是自主学习的主体，旨在培养学生浓厚的学习兴趣和强烈的学习动力。

图1 提高大学生自主创新能力的教学模式

同时学生在教师引导和强烈的学习动机支配下已有知识经验，自主参与学习，并通过运用各种有效的学习方法，对所学知识展开独立的思考，进行多向思维，探索新问题，从而在学习过程中有所创新，达到培养创新能力的目的。创新学习作为与维持性学习相对应的一种学习方式，是创新型人才的必备素质。目前我国大学生明显缺乏创新学习能力，表现在学习方式上缺乏主动性和创新性的被动式学习方式［6，7］。

构建创新学习方式来培养高素质人才以迎接知识经济和信息时代社会的高速发展，已成为当前教育改革中亟待解决的问题［8］。

自主创新学习是一种全新的学习模式，是一种致力于提高学生内在素养和优化学生的外在条件，使学生在学习上发挥主观能动性掌握客观规律，从而为学生的发展打好基础的学习方式，体现了终身学习的观念。突出强调了学生在学习过程中的主体地位和作用，并强调学生的实践能力和创新精神。通过学习提高学生的发现、吸收新信息解决新问题的能力。高等教育必须注重培养学生的自主创新学习能力，并将自主创新教育作为教学改革的切入点。

三自主学习和创新能力培养模式的实施效果

在本人指导下，2008级采矿工程专业学生孙小康等五位同学成功申请了2010年大学生研究性学习和创新性实验计划项目，项目题目为:三轴应力状态下分级加卸载岩石的弹塑性流变特性实验研究(KDSC1001)，该项目是利用RMT－150C和RYL－600三维岩石剪切流变仪，采用分级加卸载的方式对岩石在三轴应力状态下的弹塑性流变特性进行研究，从而得出在不同围压条件下的岩石在分级加卸载状态下的流变特性及其变形、破坏的形式，并解决以下问题:

1)研究不同围压下的岩石在分级加卸载状态下的弹塑性流变特性。

2)探索岩石全蠕变阶段的非线性弹黏塑性变形特征，并进行蠕变稳定性分析。

3)推导不同围压下岩石的本构模型。

按照以上所阐述的自主学习和创新能力培养模式，该创新性实验计划项目。自立项来，在一年时间内，项目组开展了一系列的工作，主要包括:国内外文献资料收集;实验方案设计和调整;岩石材料的购买和加工;试验机操作软件的学习和改进;实验的开展和总结。取得了以下成果:完成了试验机操作系统的改进;进行了大量实验;已发表论文三篇。说明该模式的实施是可行的，效果是明显的。