“大学生创新创业训练计划”与实验教学的协同关系

邹艳芳, 章立新, 高　明, 王治云

(上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海　200093)



“大学生创新创业训练计划”与实验教学的协同关系

邹艳芳, 章立新, 高明, 王治云

(上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海200093)

“大学生创新创业训练计划”项目旨在推进高校本科教学质量改革,增强学生的创新创业能力。实验教学作为本科教学和实践教育中的重要组成部分,在作用上与“大学生创新创业训练计划”有相通之处,如何将两者有机结合是值得深思的。介绍了两者的现状,并结合实际经验分析了两者的协同关系。

创新创业训练计划； 实验教学； 协同关系

《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》(简称“意见”)中明确提出了着力创新人才培养模式,着力提高学生实践创新能力的指导思想,而资助大学生开展创新创业训练就是其中一项建设内容[1-2]。实验教学是大学生实践教育中的重要组成部分。实验教学能丰富活跃学生的科学思想,培养学生对客观世界的观察能力和分析能力,在培养大学生创新能力过程中起着重要作用[3]。将“大学生创新创业训练计划”项目与实验教学这两者协同配合,符合“意见”中整合各类实验实践教学资源、建设开放共享的大学生实验实践教学平台、支持在校大学生开展创新创业训练、提高大学生解决实际问题的实践能力和创新创业能力的建设目标。

1　“大学生创新创业训练计划”项目的现状

“大学生创新创业训练计划”项目(简称“项目”)是教育部“两个工程”(质量工程、本科教学工程)的重要建设内容[4-5]。“项目”遵循“兴趣驱动、自主实践、重在过程、追求实战”的原则,强调自主性、协作性、探索性及实践性[6],以培养学生的创新能力、创业意识和创业技能为基本内容,注重实践,讲究创新[7],能够改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱、动手能力不强的现状,推广研究性学习和个性化培养的教学方式,转变教育思想观念,形成创新教育氛围[8]。

2013年国家批准北京大学等109所高校实施9 000个大学生创新创业训练计划项目,每个项目支持建设经费1万元[9]。我校在2007年和2008年,先后获批成为实施上海“大学生创新活动计划”和教育部“大学生创新性实验计划”的高校。如今,学校已经拥有包括国家级大学生创新创业训练计划在内的国家、市、校、院“四级”大学生创新创业训练体系。创新创业计划的实施促进了创新创业项目与创新实验、实践教学的互动,教学质量和学生创新创业实践能力有了明显提高。近3年,在全国有较大影响力的科技创新竞赛中,我校取得了30多项全国一等奖,如全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛、德国“红点设计大奖”及全国大学生机械创新设计大赛等。

尽管这几年“项目”蓬勃发展,有大量的申报项目,也取得了较好的效果,但依然存在一些问题。申报项目选题大致来源于生活、关注热点、企业合作、依托竞赛、项目延续、交叉学科以及导师推荐等。由于学生自身素质的限制,大部分都是由导师拟题、学生按照导师的想法来做,有些题目甚至是早已成熟或有了成果的,学生若不摆正态度,同时又缺乏较好的评审机制,“项目”也自然成了走过场；另外,有些学生不了解“项目”的意义,只是为了镀镀金,为简历上添一笔,这样势必发挥不了“项目”的真正作用。此外,申报项目大多来自于教师的科研项目,和实验教学联系在一起的很少,这样也很难将实践教育资源整合起来。

2　实验教学的现状

2007年国家大力加强实验、实践教学改革,重点建设500个左右实验教学示范中心,推进高校实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新[10-11]。同时,提出要全面落实本科专业类教学质量国家标准对实践教学的基本要求,加强实践教学管理,提高实验、实习、实践和毕业设计质量[12],实验教学越来越受到重视。然而,传统的教学理念导致实验教学处于被动位置而难以自成体系,实验课程仍旧只是理论课程的辅助形式,没有相应的实验环境来承担实践和创新的任务。实验教学中存在以下问题:

(1) 传统的实验教学内容比较单一,多以演示性、验证性的实验形式为主,缺少综合性、设计性和创新性的实验,学生学习的主动性和积极性受到限制,不利于学生发现问题和解决问题能力的培养；

(2) 传统的实验教学形式大多是教师教,学生听,师生之间缺少必要的互动,实验结果的评定侧重学生平时课上的表现和实验报告的完成情况,不利于教师了解学生的想法和掌握知识的真实情况,不利于教学方法的改革；

(3) 受传统的实验环境和组织方式的影响,实验教学一般都是在固定的时间和专门的实验室内进行,没有给学生提供进一步探究和延伸的空间,尽管提出开放性实验,可是实际落实有一定的难度；

(4) 实验设备大都集成度高,灵活度有限,看不到实验设备主体部分的具体结构,就以传热学实验为例,一共8项实验,大都是验证性的实验,实验的操作性并不强,需要动手的地方也不多,存在“傻瓜化”的现象。

3　“项目”促进实验教学,提高实验教学质量

以能源与动力工程学院中的专业基础实验“传热学实验”为例,基于现有实验项目中的“稳态球体法测粒状材料的导热系数”和“液体导热系数的测量”2个实验,针对现有教学设备的缺陷和不足,依据新的实验原理和方法,分别以“球体导热仪测粒状材料导热系数方法和设备改进”和“一种液体导热系数测定教学实验台的设计”为题，申请了大学生创新创业训练计划项目。在实施过程中发现,“项目”对实验教学起着积极的促进作用,如图1所示。

图1　“项目”对实验教学的促进作用框图

“项目”由教师和学生一起参与,互相交流与探讨,有效地避免了传统课堂上教师和学生的分立性。一方面有助于提高教师的专业素养和业务能力,加强教师与学生之间的交流,帮助教师了解学生的想法和学习情况,有助于教学方法的改革,提高教学质量；另一方面学生在原有的实验基础上,亲自参与实验台的设计和研制,能够提高学生的积极性,充分发挥其主观能动性,也能让其巩固已做过的实验,并能通过应用新的理论,全面掌握所需的理论知识。在这个过程中,实验教师和学生会用到传热学、动力工程测控技术、能源动力类计算机软件实践等理论与实践,有助于学生对所学知识的融会贯通,并增加实验教师本身对理论教学的了解,拉近理论教学和实验教学之间的距离。

多样化的实验教学类型是创新性实验教学多元化模式的重要组成部分,主要由综合性实验教学、设计性实验教学、研究性实验教学和创新性实验教学等构成。创新性实验教学着重训练学生参加科技发明活动与科研课题研究,并将研究成果与实践经验用于促进实验教学内容的革新和扩展。然而,受到实验室管理、实验硬件条件和资金方面等条件的限制,开放性实验实施起来较难,本项目能够作为创新性实验和开放性实验的一个起点和基础,为更好地展开开放性实验提供探索的思路。此外,要找到与实验教学完全契合的教学仪器也比较困难,目前的实验设备大都集成度高,灵活度有限,学生看不到实验设备主体部分的具体结构,实验的操作性并不强,需要动手的地方也不多,基于这样的一个契机,自助研制、开发适合自己教学需要的实验仪器,也是走自制实验设备之路的一个起点。自制实验设备是教学改革的重要内容,直接推动教学内容、教学体系及教学方法的改革。

4　实验教学为“项目”提供选题来源,整合资源

学生在做实验过程中发现问题,从而作为“项目”的选题来源,不仅能保证“项目”的可实施性,也能再次激发学生对实验的兴趣。

例如：“稳态球体法测粒状材料的导热系数”这个实验是基于等厚度球状壁的一维稳态导热过程,特别适用于测量粒状松散材料的导热系数。在实验教学中会发现,学生只能通过观察、记录温度的实时变化之后,再通过计算出温度变化率来近似判断传热是否达到稳定,这种判断方法不具备实时性,且不直观,不利于学生的观察。基于此,采用A级PT100热电阻测出的各点温度,通过温度变送器与USB采集卡,以数字信号传输到电脑,并且通过Labview编程将实时温度以图表(T-t,温度-时间)形式反映出来。操作者改变电加热器的功率之后,只需透过程序窗口中的T-t表观察温度变化曲线的斜率,这样的设置较之前的设备而言,相对简易与直观。在“液体导热系数的测量”这个实验的教学过程中,会发现我校实验室液体导热系数测量设备大多参考测量固体导热系数的实验方法,实验原理与测量不良导体的稳态平板法的实验原理基本相同。为限制对流对导热系数测量的影响,被测液体的厚度一般要求在3 mm以下,因此,对盛装样品的容器的制作要求很高。实验设备本身具有环境散热量大、冷却不及时、冷端温度不稳定等缺点,使得实验结果与理论值存在较大的误差。同时,设备笨重不灵活,且盛装被测液体的容器不易清洗。学生针对以上问题,基于通过圆柱的稳态导热微分方程,设计了一套新的实验装置,采用灵活的拼装设计,便于实验装置的维护与清洗。实验装置小巧易安装和携带,也便于测量多种液体的导热系数。

在这样的探索过程中,学生通过搜集文献资料、发现问题、分析问题、解决问题、全面应用所学理论知识等，能力得到提高；同时,“项目”的实施有较好的平台,充分地利用了学校的教育资源,将学生、教师以及实验室硬件设施等有效地整合,如图2所示。

图2　教育资源整合图

5　结语

创新不被固有想法所束缚,然而创新也不是异想天开,仍需具备一定的客观性。实验教学为大学生创新创业训练计划项目提供了理论依据和实践资源,大学生创新创业训练计划项目为实验教学提供了改革良方,改变传统的人才培养模式,探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识。这两者紧密结合,互相渗透,协同配合,有利于整合实验实践教学资源,建立开放共享的大学生实验实践教学平台。

References)

[1] 许德涛.大学生创新创业教育研究[D].济南:山东大学,2013.

[2] 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:教高[2011]6号[Z].2011.

[3] 程敏熙,赵芝孟,颜巧莹.简论高等学校理论教学与实验教学的关系[J].实验技术与管理,2001,18(2):186-189.

[4] 于斌,颜贤斌.“大学生创新创业训练计划”项目管理探索与实践[J].实验技术与管理,2015,32(9):30-33.

[5] 教育部.关于做好“本科教学工程”国家级大学生创新创业训练计划实施工作的通知:教高函[2012]5号[Z].2012.

[6] 王琼,盛德策,陈雪梅.项目驱动下的大学生创新创业教育[J].实验技术与管理,2013,30(6):99-101.

[7] 李人杰,商万军.解析高校大学生创新创业教育的内涵和意义[J].科技创新导报,2010(9):245.

[8] 刘长宏,李晓辉,李刚,等.大学生创新创业训练计划项目的实践与探索[J].实验室研究与探索,2014,33(5):163-166.

[9] 教育部.关于批准实施“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”2013年建设项目的通知:教高函[2013]2号[Z].2013.

[10] 王少刚.开放性实验教学模式探索与实践[J].高校实验室工作研究,2010(3):71-74.

[11] 教育部,财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见:教高[2007]1号[Z].2007.

[12] 教育部，中国共产党中央委员会宣传部，财政部，等.关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见:教思政[2012]1号[Z].2012.

Synergic relationship between “Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Program” and experimental teaching

Zou Yanfang, Zhang Lixin, Gao Ming, Wang Zhiyun

(School of Energy and Power Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, China)

The “Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Program” aims at promoting the reform of university undergraduate teaching quality and enhancing students’ innovative ability. As an important part of undergraduate teaching and practical education,the experimental teaching has much in common with the program in function. It may be worth contemplating how to combine the both. The status of the two is introduced,and the synergic relationship is analyzed with practical experience.

innovation and entrepreneurship training program; experimental teaching; synergic relationship

10.16791/j.cnki.sjg.2016.09.045

2016-03-15

上海理工大学2016年度教师教学发展研究重点项目(CFTD160147Z)

邹艳芳(1987—),女,湖北洪湖,硕士,助理实验师,主要从事实验教学工作.

E-mail：yanfang_zou@163.com

G642.0

A

1002-4956(2016)9-0172-03