朱玲玲，葉國田，周 穎，楊力遠

（鄭州大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

大學(xué)生創(chuàng)新性實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，是高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程中的重點和難點［1］。材料專業(yè)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目的實施，加強和改進實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，探索并建立以問題和課題為核心的教學(xué)模式，推廣研究性學(xué)習(xí)和個性化培養(yǎng)的教學(xué)方式，對進一步推動高等教育教學(xué)改革和提高學(xué)生質(zhì)量具有重要意義［2］。

我們以“α－Al2O3微粉的形貌與其前驅(qū)體形貌的相關(guān)性研究”為題，設(shè)立了創(chuàng)新實驗項目，進行了本科學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主進行研究性學(xué)習(xí)，自主進行實驗方案的設(shè)計與實施、實驗數(shù)據(jù)的分析與處理、總結(jié)報告的撰寫等工作的探索，3名學(xué)生參與了該項目的研究，取得了較好的實驗結(jié)果。整個過程鍛煉并提高了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的自主性、在實驗中的創(chuàng)新性和實驗過程中的團隊協(xié)作性，使實踐教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高。

1 大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃的現(xiàn)狀及問題

近年來，隨著國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目的開展，各高校為了更好地提高大學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)全面發(fā)展、各方面更具競爭力的創(chuàng)新型人才，紛紛進行了大學(xué)生創(chuàng)新實驗教學(xué)的改革和探索，并以多種多樣的形式，綜合國家、省市、學(xué)校和院系各方面的力量，積極為大學(xué)生搭建和完善創(chuàng)新實驗平臺［3－5］，概括起來主要的做法有：

（1）將最初的單項實驗內(nèi)容改為多方案實驗，開放實驗室，實驗項目上網(wǎng)供學(xué)生自由選擇，增加了創(chuàng)新實驗項目的多樣性、趣味性，并大大增強了學(xué)生的自主選擇性；

（2）鼓勵學(xué)生在學(xué)有余力的基礎(chǔ)上，自由組建創(chuàng)新實驗團隊，利用課余時間和假期進行實驗，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性；

（3）學(xué)生在與指導(dǎo)教師積極溝通交流的基礎(chǔ)上，按照要求完成實驗，并寫出實驗報告或小論文。

大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目對于開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)具有積極作用，但在具體實施過程中仍然存在若干問題［6－8］。

1.1 有的學(xué)生沒有深入理解項目的背景或意義

個別學(xué)生需要端正參加綜合實驗的態(tài)度，重新正確定位參加創(chuàng)新實驗的目的和意義。一般而言，各大院校都將參加并完成大學(xué)生創(chuàng)新實驗作為考核學(xué)生綜合素質(zhì)和獎學(xué)金評比的一項重要內(nèi)容，其本意是為了表彰在這一過程中得到充分鍛煉后創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)得到提高的學(xué)生。但是部分學(xué)生卻“曲解”了這項實驗計劃的真正價值，僅僅為了能在獎學(xué)金評比時加分而加入某個或者幾個創(chuàng)新團隊，這既不能在時間上保證項目的實施，無法完成創(chuàng)新團隊統(tǒng)籌分配的任務(wù)，也不能為創(chuàng)新實驗的進行貢獻力量。這種做法本身也傷害到其他學(xué)生，影響了整個團隊正常水平的發(fā)揮。這種狀況與創(chuàng)新實驗的宗旨是背道而馳的。

1.2 有的指導(dǎo)教師仍存有“抱著走”的現(xiàn)象

要進一步發(fā)揮學(xué)生的“主體作用”，就要完全克服常規(guī)實驗課中歷來難以克服的“照方抓藥”現(xiàn)象。創(chuàng)新性實驗計劃的目的和意義就在于打破傳統(tǒng)的常規(guī)實驗教學(xué)中照著實驗指導(dǎo)書做實驗的現(xiàn)象，彌補模仿式操作的不足。然而，在創(chuàng)新性實驗項目的實施過程中，由于學(xué)生所處本科學(xué)習(xí)階段，專業(yè)學(xué)習(xí)的程度有限，常常不能很快領(lǐng)悟?qū)嶒灥木瑁紤]問題不夠全面，設(shè)計的實驗方案或選擇的實驗方法也存在諸多問題。“教師本位”觀念強的指導(dǎo)教師，為了避免學(xué)生實驗中出錯誤、走彎路，沒有正確地把握好指導(dǎo)方法和程度，有時出現(xiàn)“包辦代替”的現(xiàn)象，學(xué)生跟進行傳統(tǒng)的常規(guī)實驗學(xué)習(xí)一樣“照方抓藥”，未能凸顯學(xué)生的“主體作用”，學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)也沒有得到相應(yīng)的鍛煉和提高，這與創(chuàng)新性實驗計劃的目的和意義是完全相悖的。

1.3 有的創(chuàng)新性實驗課題難度不適合本科生

提供合適的創(chuàng)新性課題也是創(chuàng)新性實驗計劃需要解決的問題?？茖W(xué)研究工作是系統(tǒng)、復(fù)雜的，學(xué)生的能力、精力和時間都很有限。如何提出一個合適的創(chuàng)新性課題是保證項目有效開展的關(guān)鍵。有些指導(dǎo)教師給出的課題難度大，涉及面廣，與碩士生甚至博士生的研究課題無異。這種情況對學(xué)生參與創(chuàng)新性實驗項目的積極性和自信心有很大影響，在課題開展一段時間后，參加項目的本科學(xué)生往往演變?yōu)橹笇?dǎo)教師或研究生的科研助手，僅僅做一些輔助性的工作，學(xué)生往往成了單純的勞動力，達不到該項目立項時的預(yù)期效果。

2 大學(xué)生“主體作用”與教師“啟發(fā)式指導(dǎo)”的協(xié)同性

轉(zhuǎn)變“教師本位”觀念，充分發(fā)揮“學(xué)生主體”作用，是創(chuàng)新實驗?zāi)軌蜻_到預(yù)期目的的重要保證。在創(chuàng)新實驗的實施過程中［9－11］，指導(dǎo)教師既要注意避免包辦代替，適時、適當(dāng)?shù)貙W(xué)生進行點撥，又要引導(dǎo)他們善于觀察實驗現(xiàn)象，善于提出問題，啟發(fā)他們通過自己的努力，解決在實驗中遇到的各種問題，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。這種做法不僅有助于豐富本科生實踐教學(xué)模式及內(nèi)容，還能有效地調(diào)動本科生參與科學(xué)研究的主動性、積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，進而達到提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的目的。

我們在指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新研究課題α－Al2O3微粉的形貌與其前驅(qū)體形貌的相關(guān)性研究的具體過程中時刻注意了大學(xué)生“主體作用”與教師“啟發(fā)指導(dǎo)”的協(xié)動，現(xiàn)將實驗的過程簡要介紹如下。

“α－Al2O3微粉的形貌與其前驅(qū)體形貌的相關(guān)性研究”創(chuàng)新實驗項目的實施過程劃分為3個階段。

（1）制定實驗方案階段。要求學(xué)生閱讀文獻，充分認(rèn)識和了解課題的研究現(xiàn)狀、目的和意義，熟悉實驗設(shè)備和原材料，提出并討論初步實驗方案，制定實施方案。

（2）實驗進行階段。獨立完成實驗，進行實驗數(shù)據(jù)初步整理、重復(fù)實驗，保證結(jié)果的可靠性。

（3）撰寫論文或?qū)嶒瀳蟾骐A段。學(xué)生獨立地將實驗過程和獲得的數(shù)據(jù)組織成實驗報告或論文，以鍛煉學(xué)生的文字表達能力。

具體實驗過程如下：本實驗分別以市售工業(yè)Al（OH）3和工業(yè)γ－Al2O3為原料，以無水乙醇為研磨介質(zhì)，采用濕法球磨方法，分別在ND－7型行星式球磨機中研磨3h、9h和15h，球料比為15∶1，轉(zhuǎn)速為240 r/min；研磨后的物料經(jīng)抽濾后在鼓風(fēng)干燥箱中80℃下干燥24h；接下來，分別將研磨后的物料以及未經(jīng)研磨的工業(yè)原料在1 450℃下煅燒3h。研究不同前驅(qū)體的形貌與α－Al2O3微粉形貌的關(guān)系，以及研磨預(yù)處理后前驅(qū)體形貌的演變規(guī)律及其對終態(tài)α－Al2O3微粉的形貌影響。物料經(jīng)研磨和煅燒前后的物相及結(jié)晶性用X’Pert Pro MPD型X－射線衍射儀測定，X－射線源為Cu Kα輻射；物料經(jīng)研磨和煅燒前后的微觀形貌用JSM－7500F型冷場發(fā)射電子顯微鏡觀察。

在整個創(chuàng)新實驗實施過程中，指導(dǎo)教師在審閱實驗方案時盡量尊重學(xué)生的意見，發(fā)現(xiàn)問題時與學(xué)生共同研究、討論，在此基礎(chǔ)上予以修正。指導(dǎo)教師只重點掌握大框架的合理性、可行性，具體的實驗條件、操作細(xì)節(jié)留給學(xué)生在實驗過程中研究解決。實驗中鼓勵學(xué)生從失敗中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷地修改和完善實驗方案，以此培養(yǎng)學(xué)生從事實出發(fā)探究結(jié)論的歸納學(xué)習(xí)方法，不惜財力、物力和人力充分為學(xué)生提供實驗條件，創(chuàng)造動手實踐機會，讓學(xué)生在不斷的實踐中開拓思維，在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中提高綜合素質(zhì)。

在題為“α－Al2O3微粉的形貌與其前驅(qū)體形貌的相關(guān)性研究”的大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目實施過程中，3名本科生從大二下學(xué)期開始，在積極與指導(dǎo)教師溝通交流的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷了組建項目團隊、調(diào)研文獻資料、制定實驗計劃和方案、購買實驗原料、規(guī)劃管理實驗室、分析處理實驗數(shù)據(jù)、整理實驗結(jié)果及撰寫項目總結(jié)等一系列過程，實驗動手能力和解決問題的能力都有了很大的提高，團結(jié)協(xié)作精神和科技寫作能力明顯進步。與此同時，這一創(chuàng)新性實驗的實施過程大大開闊了學(xué)生的視野和思維，使他們借助這一平臺對科學(xué)研究有了較為深入的了解和認(rèn)知，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力［12］。這對學(xué)生將來的人生規(guī)劃也具有一定的指導(dǎo)意義，使他們在選擇就業(yè)還是考研上少了些盲目，多了份從容。

3 結(jié)束語

要保證大學(xué)生創(chuàng)新性實驗的順利實施，有效地鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，不僅要做到大學(xué)生“主體作用”與教師“啟發(fā)式指導(dǎo)”相協(xié)調(diào)，還要做到以下幾點［13］。

第一，由于創(chuàng)新團隊的成員來自不同的專業(yè)，課程安排不同，課余時間不能完全一致，為了方便學(xué)生完成創(chuàng)新性實驗，實驗室全天候開放，從而有利于學(xué)生合理支配時間。在學(xué)生進行創(chuàng)新實驗過程中，實驗室所有設(shè)備和試劑向?qū)W生全方位開放，免費使用。唯有在不斷的實踐、探索、改進中逐步完善材料類大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目，才能真正為在校學(xué)生構(gòu)建一個高水平綜合創(chuàng)新實驗平臺，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的人才。

第二，實驗教學(xué)效果的提高關(guān)鍵在于教師工作積極性的提高。學(xué)院和教研室應(yīng)該從教師工作量的計算政策和工作質(zhì)量評價上進行一定的傾斜，鼓勵從事專業(yè)課的教師花費更多的精力投入到實驗教學(xué)，因為這些教師一直從事科研工作，具備很強的科研能力和學(xué)術(shù)水品，了解最新的科研動態(tài)，在對學(xué)生進行創(chuàng)新思維訓(xùn)練時具有更為豐富的經(jīng)驗。

第三，建立學(xué)生評教、教研室監(jiān)督的機制，防止創(chuàng)新實驗教學(xué)流于形式，保證實驗教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生的實驗報告只能反映實驗教學(xué)實際效果的一個方面，學(xué)生評教、教研室監(jiān)督可以反映教師實際教學(xué)的工作態(tài)度、業(yè)務(wù)素質(zhì)，督促教師認(rèn)真工作，努力提高業(yè)務(wù)水平。

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