高分子材料成型加工实验面向学生实践和创新能力培养的改革与探索

金政，赵东宇，孙立国，姜宪凯

摘要：实验既是培养学生技能的课程，也是培养实践能力的途径。本文结合学生基础知识和创新能力培养，对综合性实验、设计性实验、研究性试验及学生自我选课和自我评价对学生能力发展的影响进行了研究和探索。

关键词：高分子材料；成型加工实验；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0037-02

自从奥地利著名经济学家约瑟夫·熊彼特提出创新理论以来，创新在社会进步和经济发展中的作用被日益重视。尤其是进入科技信息时代以来，创新已成为世界各国经济发展最强大的动力。随着人们对创新的发展和认识，今天的创新不仅包括技术的创新、知识的创新，还包括制度创新和创新型人才的培养[1]。

一、创新人才的特征及培养创新人才的重要性

创新型人才，是指在系统地继承前人理论的前提下能够分析解决问题，并超越前人的研究成果，具有首创能力的人才。创新型人才一般具有以下特征：（1）具有渊博的知识底蕴和优秀的人文精神；（2）具有健康的心理和顽强的毅力；（3）具有强烈的富于探索精神和探究能力，或者有旺盛的求知欲和强烈的好奇心；（4）具有清晰和敏捷的逻辑思维能力和很强的判断力；（5）具有很强的批判精神和批判性思维能力；（6）具有解决实际问题的能力和良好的团队合作意识。创新，不仅仅是提出一种新的方法、新的思想，而且还要基于实际情况解决问题，具有实践的创造性[2]。因此创新型人才既要基础知识扎实，头脑冷静，能客观准确地分析、判断情况，在多种情况中选择较优的行动方案，并付诸实施；又要求创新型人才具有强烈的开拓精神，勇于竞争，具有为实现创新理想而献身的精神。

中国的社会主义事业，不仅需要现代化的科学、技术来推动，更需要相应的创新型人才来支撑。要造就杰出的科学家、思想家、发明家和企业家，更离不开创新型人才的培养。而高等学校在创新教育实施与创新人才的培养中，承担着重要的责任，它是我国创新体系的主要构成部分。高等学校创新人才培养模式是创新人才培养的核心，是在一定的教学组织管理下实施的，包括培养目标、专业结构、课程体系、教学制度、教学模式和日常教学管理，正确的创新人才培养模式是培养创新人才的必要条件[3]。

二、改革高分子材料成型加工实验的重要性

高分子材料作为当前生产生活的重要组成材料，正在与生物、医学、信息、能源、环境等新兴学科交叉发展，在高新技术和国防领域和国民经济中占有十分重要的地位。在当前世界经济一体化的环境下，我国高分子材料工业的生产、加工和研发能力落后于国外先进国家，而高素质的专业人才的培养攸关重要[4]。高分子材料与工程专业教育无论在“质”和“量”上都迫切需要发生大的变革与发展，能否培养出一批综合素质、创新能力、专业基础知识和社会需求适应性强的不同层次的科学研究和工程技术人员，是关系到我国高分子材料领域在将来的国际经济技术竞争中能否处于战略领先地位的重要问题，其核心就是人才培养和竞争。高分子材料成型加工实验课是高分子材料与工程专业学生在完成高分子化学、高分子物理、高分子材料研究方法、高分子材料成型加工基础、塑料成型机械等专业课程的学习后，所开设的实验课程。与其理论教学相比，具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性等特点，对培养学生的应用能力和创新能力起着至关重要的作用[3]。当前的教学改革，关键就是如何制定合理的实验方法和教学手段，以便及时顺应当前科技发展、社会需求和产业进步的需要，培养学生的实践能力和科技创新能力，便于学生及时掌握最新的科研和生产动态，满足我国相关领域对人才培养的需求。

三、“高分子成型加工实验”课程的教学改革探索

1.探讨综合性实验对培养学生成为具有创新能力的复合型人才的作用。综合性实验不应仅局限于实验内容的综合，还应包括实验内容、实验方法、实验手段的综合。因此，我们可以把综合性实验理解为实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段，对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。综合性实验的特征应体现在：实验内容的复合性、实验方法的多元性，实验手段的多样性，人才培养的综合性[5]。

在综合性实验培养过程中，我们通过引导学生的兴趣促使他们自己去发现问题、解决问题；在试验期间举行的讨论培养学生的自信心、进取心和锲而不舍的毅力；总结资料的过程中培养学生独立思考的精神和判断批判的思维能力；在解决问题过程中培养学生将多种知识进行综合，并将理论和实践进行融合；通过运用各种实验手段、设备条件和分析方法，特别是现代化信息技术手段获取新知识的能力，使学生能够逐步掌握如何通过实践和创新手段把所学过的理论知识转化为创造能力和经济财富。

2.研究设计性实验对学生能力的培养，尤其是对学生验证理论的能力和用所学理论解决问题的能力的培养。加强教学实践环节，创造更多的师生交流互动空间以提供更多学生自我动手、动脑的机会，从而激发学生独立思考的精神和自我创新的意识，营造追求真理的氛围，培育学生探究发现能力，使学生身上的创造性品质和创新性潜能得到充分发挥。

（1）学生基础知识准备。学生在研究新的实验项目前，必须具备完成相应项目任务所需要的知识技能和能力，学生要学会如何准备相应的知识。首先，指导教师要了解学生的原有基础，一旦发现缺乏，要及时进行补救性教学，进行集体或个别辅导，或推荐相应书籍等，指导学生完成基础知识的准备。

（2）科研所需的信息资料的准备。信息资料可以由教师提供，也可以由师生共同搜集准备，最好由教师提出研究方向，并指导学生逐步独立完成相应材料的搜集整理工作。

（3）归纳、总结查阅到的相关资料，指导学生学习工作计划的准备工作，并对研究工作提出相关的问题。

（4）解决研究工作中可能出现的问题解决措施的准备。

（5）进行项目分组。根据科研任务的难易决定如何分组，可将学生按照特长和爱好分成3～5人的项目工作小组，协调学生共同完成相应的实验工作，并做好实验记录工作。endprint

（6）定期组织学生开讨论会，讨论试验进度和试验过程中出现的问题和解决办法，并指导学生在试验后完成试验数据的整理、归纳和总结工作。

通过上述工作的完成，我们发现参与设计性实验的同学验证理论的能力和用所学理论解决问题的能力得到了很大的加强，解决新情况和新问题的能力也明显增加。解决问题的能力是从各种社会工作能力中抽象出来，具有普适性并能够迁移的一种核心能力。它是指能够在具体问题中能准确地把握关键，利用现有条件和资源，提出相应解决方案，并通过方案实施、调整和改进最终解决问题的能力。设计性实验不仅培养了学生解决问题的能力，同时也开发和引导了学生的参与意识和合作能力，引导学生以互相平等的方式与不同的人合作寻求解决问题的方法，从而提高了学生从事各种职业活动都需要的一种基本能力，包括学生解决在工作和生活中问题的能力。

3.分析研究性试验对培养学生的兴趣，扩大学生的知识面，提高学生的科学素质的作用。美国认知主义心理学家杜鲁纳提出的“发现”学习法，就是主张学生通过创造性的自学用自己的头脑获得知识。因此，没有自学能力只能被动地接受知识。发现学习法的重要特点就是强调学生的主体性，因此教师在教学中应该体现这样的科学化教学原则。

学生在参与研究性试验过程中，在教师的指导下独立地搜集资料、整理资料、制定计划、发现问题和解决问题，正符合“发现”学习法，属于学生创造性的自学，在这个过程中高度激发了学生的学习兴趣，培养了自学能力。

科学素质是指人拥有科学精神，树立科学思想，掌握必要的科学技术，并具有独立处理实际问题的能力。随着科技发展、社会需要，个人的科学素质越来越重要。前不久，进行的一项国民科学素质调查表明，我国国民的科学素质在参与调查的三十多个发达和发展中国家中排名靠后[6]。建国以来，我国教育普及程度不断提高，大学生培养规模不断扩大，但学生的科学素质却没有得到应有的提高。因此，如何更有效地提高学生的科学素质是亟待解决的问题。学生在参与分析研究性试验过程中，能够树立科学意识、掌握科学方法并培养优良的科学精神，这对培养学生科学素质具有重要的实践意义。

4.学生自主选择课程和自我评价对培养学生创新精神的作用。现在，学生普遍存在以下问题：对自身的关注多建立在与他人的比较上或者过多在意他人对自己的评价上，而不是从对自身的正确认识及分析基础之上来总结；过多关注结果而不是发展的积累与过程，因此缺乏对自身素质正确的自我评价。自我评价是剖析自我的有效途径，通过自我评价可以确立自我价值感和自我成就感，并达到自我发展的目的。因此，自我评价可以塑造学生的人格与品性，提高责任感与义务感，从而掌握相关的知识和技能，具备胜任岗位要求的工作本领和品质，有独立分析和解决问题的能力[7]。

选题分析和研究过程中分组科研讨论过程，使学生认识到要对自我的状态有一个正确的认识和评价，尤其是共同讨论和分析出现的问题和解决问题的方法，使学生认识到如果对自我没有一个正确的评估，发展模式就会偏离自己的兴趣和特长，不能有效地扬长避短。每个人都有自己的长处，如何发展自己的兴趣和长处才是个人迅速发展的关键。在试验合作的过程中，学生认识到要正确对待自己的成功与挫折，也给予他人一定的宽容和理解。最后，试验的设计和总结，使学生认识到发展就是要根据自身和外部条件，有意识地对自己进行设计和塑造。自我的发展不是一朝一夕的事情，而要伴随整个一生，如果不进行有效地设计，就会使人不能在一种领域或一个方面走得深入，因此也很难获得成功。

参考文献：

[1]李敬湘.创新型人才的培养与高校教学改革[J].广西大学学报（哲学社会科学版），2000，（S1）.

[2]赵文化.用“OTPAE五步训练法”提高学生解决问题能力的实践研究[D].上海师范大学，2012.

[3]余飞.深入挖掘大学物理课程资源提高学生科学素质[J].科技信息，2012，（20）.

[4]赵长生，顾宜.高分子材料与工程专业发展与现状[J].塑料工业，2008，（1）.

[5]蔡珍贵，刘晓艳，文大为，周红英.加强实践教学，培养创新人才的思考[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2011，（3）.

[6]高新，靳国庆.强化大学生的创新精神和实践能力培养[J].理论与实践，1999，（3）.

[7]李彬.自我评价与大学生发展[J].江苏高教，2004，（4）.

基金项目：本文系2013年黑龙江大学新世纪高等教育教学改革工程项目“在聚合物成型加工教学中培养创新型工程科技人才的探讨与实践”的研究成果，项目编号：2013C25。

作者简介：金政（1971-），男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江大学化学化工与材料学院，副教授。endprint