安全工程创新性实验的探索与实践
高玉坤 刘芳喆 黄志安 张英华
[摘 要]创新性实验的开展是为了培养学生的学习兴趣，深化对专业知识的学习和应用，满足学生全面发展的需要。通过分析传统实验课程存在的问题，阐述创新性实验的定位与特点，可以对如何开展创新性实验课程提出合理化建议。为提高本科生创新意识和科研能力，培养学生自主创新能力，创新性实验的开展尤为重要。
[关键词]创新性实验；创新能力；实验课程
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0143-02
“十一五”以来，国家教育部对高等教育教学的改革十分重视，要求对人才培养模式和教学方法进行创新性改革，从高等院校开始，培养大学生科学研究的能力，鼓励学生参加各种校内外的社会实践、科技创新等活动。通过学校的培养，激发学生的自主创新能力和思考、解决问题的能力，培养具备创新精神和实践能力的人才。
一、传统实验课程存在的问题
随着教学系統的不断完善，各大高校都有与理论教学相匹配的实验课程，但由于传统实验课程存在一些问题，如课时短、内容陈旧、形式单一等，无法提高学生学习、思考的能力，不能培养学生的自主创新能力。[1]
（一）课时短
作为理论课程的辅助课程，实验课程时间短，无法让学生完全了解实验原理，只能让学生初步熟悉实验器材的操作。相关知识点之间没有联系，不利于学生对所学内容进行整体把握。由于时间有限，教师为了保证课程的顺利进行，通常采用直接向学生讲解实验仪器、实验原理以及实验步骤的方法，学生在教师的指导下完成实验操作，记录数据并完成实验报告。在实验过程中，学生只是模仿教师的操作，并没有自己的思考空间。这无法培养学生对所学内容进行思考的能力，更不能提高学生的自主能力。
（二）形式单一
绝大多数实验课程实验内容陈旧，教学方式单一，无法给学生提供最新的科研动向，无法培养学生的学习兴趣。如今社会需要的都是交叉复合型人才，这种人才不仅需要掌握大量的理论知识，还应该具备一定的科研能力和实践能力。
（三）经费短缺
随着高校的扩招和学校规模的不断增大，在校学生人数逐年增加，在实验室器材有限的情况下，学校无法保证每位学生都能利用实验室器材进行实验。而且大部分教师都有自己的课题和研究项目，除此之外还要承担大量的教学工作，教师没有足够的精力去指导学生科研，无法保证实验课程带来的效果。实验室一部分实验仪器已经过时，无法让学生了解当前科研的趋势。由于经费短缺，学校不能及时对实验室仪器进行更换或维修，导致学生进行分组实验时，不能充分理解和吸收理论知识。
二、创新性实验的定位与特点
（一）创新性实验的定位
国家大学生创新性实验计划是高等学校本科教学“质量工程”的重要组成部分。该计划的启动和实施，旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式。2007年北京科技大学作为第一批国家大学生创新性实验计划立项学校，倡导以本科学生为主体的创新性实验改革，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，在校园内形成创新教育氛围，建设创新教育文化，全面提升学生的创新实验能力。
随着我国经济的快速发展，社会对创新型人才的要求越来越高。创新性实验的实施，能有效提高大学生综合能力和创新能力，使学生快速了解本专业知识以及运用，培养学生严谨的科学态度，为学生步入社会打下坚实基础。[2]
与传统的实验课程不同，创新性实验面向全体学生，它通过逐渐增加实验的难度，逐渐增强学生的科研能力，这更加有利于学生的发展。创新性实验的项目来源是多方面的，不论是社会热点还是现实中的问题，都可以拿来加以分析，这提高了学生发现问题、解决问题的能力。应把创新性实验贯穿于大学四年的教学中，将创新性实验与毕业设计相结合，以提高学生对专业知识的整体把握，让学生在毕业时都能有所收获。
（二）创新性实验的特点
1.选题广泛。鉴于学生的专业知识未能应用到实际项目中，学生对选题的可行性无法正确把握，选题将在导师指导下完成。[3]这样课题基本来自学校或导师的研究项目，跟专业相匹配，综合性强。
2.申报主体多样。由于学生在刚入校时对专业知识了解得不够充分，所以申报主体多为大学本科三四年级的学生。若选题复杂，涉猎面广，转业学生还可与其他专业学生进行组合，共同完成创新性实验。
3.经费来源充足。为了更好地培养学生的自主创新能力，学生对小型设备的购买以及实验消耗品的购买均可提出申请。此外，学校还会额外发放补助，用于学生打印文字材料等，学生的交通费用也可以报销。
4.能提高学生的多种能力。通过开展创新性实验，不仅可以提高学生的整体科研水平以及自主创新能力，还可以提高学生之间的合作能力。[4]学生通过创新性实验不仅可以对专业知识进行有效运用，还可以在申请项目及结题时充分锻炼自身的自主学习能力，文献检索、报告撰写等能力也可以得到改善和提高。
三、创新性实验的实施
（一）自主选题
创新性实验的题目可以自拟，但大多数题目来源于系里有研究项目的导师或是课题组上。导师或者课题组教师根据项目的难易程度进行分类，并且让学生在导师或课题组教师的项目中抽出难易程度相当、与所学专业课知识能够紧密衔接的部分作为创新性实验主体，经过师生共同研讨，提炼出最终的题目。学生确定题目后统一提出申请，上交选题报告，选题报告包括题目、选题背景等。学校或学院可根据选题报告进行简单评估，预测实验可行性，进行初步筛选，符合要求的可继续研究，并申请实验经费；不符合的可以更改题目或是进一步完善选题报告，重新提交进行审核。
（二）确立方案
在专业课学习的基础上，小组自主进行资料和相关文献的查阅，从国内外研究现状入手，找出前人研究结果的优点和不足，并结合前人的结论，确定实验的研究方案，根据实验最终要达到的结果、实验室的条件以及实验经费的使用情况，进一步提出实验方法、实验装置、实验步骤以及计划进度等。此外，可在导师的指导下进行可行性分析，以保证实验的正常进行和实验结果的科学性。
（三）开展实验
根据已确定的研究方案，小组自主安排时间进行实验。在实验过程中，小组成员应实时完善自己小组的实验方案，并及时与导师商量，最终获取实验数据，并对数据进行深度分析。导师可随时对学生进行指导，对方案进行修正，使实验正常安全地进行。
（四）中期检查
为了保证创新性实验的进度，学院提出要进行中期检查。检查前要求以小组为单位，向学院提交纸质版报告，报告内容应包括：项目是否按计划顺利开展、已完成的工作量及经费使用情况、阶段性成果、与实验课题是否相符、下一阶段的研究计划、预期目标及结果等。导师初步审核并提出修改意见后，由学校或学院统一组织进行中期答辩，根据小组表现进行评分，再次进行筛选。按照预定计划完成实验的小组可以继续进行实验，同时可以根据情况额外申请实验经费；没有完成预定计划的小组要暂停实验，并先对之前的工作进行完善，在规定时间内再次提交中期报告，以便学校或学院再次审核并批准实验继续进行。
（五）结题验收
创新性实验结束时，学生要对实验数据等进行深度的分析总结，将实验结论编入创新性实验报告中，并在导师的指导下结题，以小组为单位上交纸质版材料。材料包括实验结题报告、实验研究报告以及结题论文。导师初步审核并提出修改意见后，由学校或学院统一组织进行结题答辩。答辩组教师根据小组上交的纸质版材料及答辩时的陈述，提出问题并让学生回答，同时根据纸质版材料、答辩时的汇报情况以及回答问题的情况统一评分，并给予相应学分奖励。
四、实施效果
北京科技大学经过近几年的不断改革，现已形成独立的实验教学体系，项目来源短缺和经费来源匮乏的问题也得到了很好的解决。实施创新性实验后，安全工程本科专业的学生自主能力得到了增强，动手能力和综合素质得到了提高。2014年，安全工程专业完成了6项本科创新项目，其中一项获校级二等奖，全面推动了安全工程专业大学生创新能力的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘碧强，叶勇.基于SRTP的创新性人才培养模式探讨[J].扬州大学学报（高教研究版），2012（3）：48-53.
[2] 聂秋林.环境科学与工程实验教学示范中心建设的探索与实践[J].实验室研究与探，2012（7）：103-105.
[3] 芦苇. 基于SRTP的大学生科研创新能力培养路径研究[J].黑龙江教育学院学报，2013（11）：11-13.
[4] 于晓南，刘燕，杨晓东.从SRTP项目申報的变化思考大学生创新能力培养——以北京林业大学园林学院为例[J].中国林业教育，2012（2）：7-9.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]创新性实验的开展是为了培养学生的学习兴趣，深化对专业知识的学习和应用，满足学生全面发展的需要。通过分析传统实验课程存在的问题，阐述创新性实验的定位与特点，可以对如何开展创新性实验课程提出合理化建议。为提高本科生创新意识和科研能力，培养学生自主创新能力，创新性实验的开展尤为重要。
[关键词]创新性实验；创新能力；实验课程
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0143-02
“十一五”以来，国家教育部对高等教育教学的改革十分重视，要求对人才培养模式和教学方法进行创新性改革，从高等院校开始，培养大学生科学研究的能力，鼓励学生参加各种校内外的社会实践、科技创新等活动。通过学校的培养，激发学生的自主创新能力和思考、解决问题的能力，培养具备创新精神和实践能力的人才。
一、传统实验课程存在的问题
随着教学系統的不断完善，各大高校都有与理论教学相匹配的实验课程，但由于传统实验课程存在一些问题，如课时短、内容陈旧、形式单一等，无法提高学生学习、思考的能力，不能培养学生的自主创新能力。[1]
（一）课时短
作为理论课程的辅助课程，实验课程时间短，无法让学生完全了解实验原理，只能让学生初步熟悉实验器材的操作。相关知识点之间没有联系，不利于学生对所学内容进行整体把握。由于时间有限，教师为了保证课程的顺利进行，通常采用直接向学生讲解实验仪器、实验原理以及实验步骤的方法，学生在教师的指导下完成实验操作，记录数据并完成实验报告。在实验过程中，学生只是模仿教师的操作，并没有自己的思考空间。这无法培养学生对所学内容进行思考的能力，更不能提高学生的自主能力。
（二）形式单一
绝大多数实验课程实验内容陈旧，教学方式单一，无法给学生提供最新的科研动向，无法培养学生的学习兴趣。如今社会需要的都是交叉复合型人才，这种人才不仅需要掌握大量的理论知识，还应该具备一定的科研能力和实践能力。
（三）经费短缺
随着高校的扩招和学校规模的不断增大，在校学生人数逐年增加，在实验室器材有限的情况下，学校无法保证每位学生都能利用实验室器材进行实验。而且大部分教师都有自己的课题和研究项目，除此之外还要承担大量的教学工作，教师没有足够的精力去指导学生科研，无法保证实验课程带来的效果。实验室一部分实验仪器已经过时，无法让学生了解当前科研的趋势。由于经费短缺，学校不能及时对实验室仪器进行更换或维修，导致学生进行分组实验时，不能充分理解和吸收理论知识。
二、创新性实验的定位与特点
（一）创新性实验的定位
国家大学生创新性实验计划是高等学校本科教学“质量工程”的重要组成部分。该计划的启动和实施，旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式。2007年北京科技大学作为第一批国家大学生创新性实验计划立项学校，倡导以本科学生为主体的创新性实验改革，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，在校园内形成创新教育氛围，建设创新教育文化，全面提升学生的创新实验能力。
随着我国经济的快速发展，社会对创新型人才的要求越来越高。创新性实验的实施，能有效提高大学生综合能力和创新能力，使学生快速了解本专业知识以及运用，培养学生严谨的科学态度，为学生步入社会打下坚实基础。[2]
与传统的实验课程不同，创新性实验面向全体学生，它通过逐渐增加实验的难度，逐渐增强学生的科研能力，这更加有利于学生的发展。创新性实验的项目来源是多方面的，不论是社会热点还是现实中的问题，都可以拿来加以分析，这提高了学生发现问题、解决问题的能力。应把创新性实验贯穿于大学四年的教学中，将创新性实验与毕业设计相结合，以提高学生对专业知识的整体把握，让学生在毕业时都能有所收获。
（二）创新性实验的特点
1.选题广泛。鉴于学生的专业知识未能应用到实际项目中，学生对选题的可行性无法正确把握，选题将在导师指导下完成。[3]这样课题基本来自学校或导师的研究项目，跟专业相匹配，综合性强。
2.申报主体多样。由于学生在刚入校时对专业知识了解得不够充分，所以申报主体多为大学本科三四年级的学生。若选题复杂，涉猎面广，转业学生还可与其他专业学生进行组合，共同完成创新性实验。
3.经费来源充足。为了更好地培养学生的自主创新能力，学生对小型设备的购买以及实验消耗品的购买均可提出申请。此外，学校还会额外发放补助，用于学生打印文字材料等，学生的交通费用也可以报销。
4.能提高学生的多种能力。通过开展创新性实验，不仅可以提高学生的整体科研水平以及自主创新能力，还可以提高学生之间的合作能力。[4]学生通过创新性实验不仅可以对专业知识进行有效运用，还可以在申请项目及结题时充分锻炼自身的自主学习能力，文献检索、报告撰写等能力也可以得到改善和提高。
三、创新性实验的实施
（一）自主选题
创新性实验的题目可以自拟，但大多数题目来源于系里有研究项目的导师或是课题组上。导师或者课题组教师根据项目的难易程度进行分类，并且让学生在导师或课题组教师的项目中抽出难易程度相当、与所学专业课知识能够紧密衔接的部分作为创新性实验主体，经过师生共同研讨，提炼出最终的题目。学生确定题目后统一提出申请，上交选题报告，选题报告包括题目、选题背景等。学校或学院可根据选题报告进行简单评估，预测实验可行性，进行初步筛选，符合要求的可继续研究，并申请实验经费；不符合的可以更改题目或是进一步完善选题报告，重新提交进行审核。
（二）确立方案
在专业课学习的基础上，小组自主进行资料和相关文献的查阅，从国内外研究现状入手，找出前人研究结果的优点和不足，并结合前人的结论，确定实验的研究方案，根据实验最终要达到的结果、实验室的条件以及实验经费的使用情况，进一步提出实验方法、实验装置、实验步骤以及计划进度等。此外，可在导师的指导下进行可行性分析，以保证实验的正常进行和实验结果的科学性。
（三）开展实验
根据已确定的研究方案，小组自主安排时间进行实验。在实验过程中，小组成员应实时完善自己小组的实验方案，并及时与导师商量，最终获取实验数据，并对数据进行深度分析。导师可随时对学生进行指导，对方案进行修正，使实验正常安全地进行。
（四）中期检查
为了保证创新性实验的进度，学院提出要进行中期检查。检查前要求以小组为单位，向学院提交纸质版报告，报告内容应包括：项目是否按计划顺利开展、已完成的工作量及经费使用情况、阶段性成果、与实验课题是否相符、下一阶段的研究计划、预期目标及结果等。导师初步审核并提出修改意见后，由学校或学院统一组织进行中期答辩，根据小组表现进行评分，再次进行筛选。按照预定计划完成实验的小组可以继续进行实验，同时可以根据情况额外申请实验经费；没有完成预定计划的小组要暂停实验，并先对之前的工作进行完善，在规定时间内再次提交中期报告，以便学校或学院再次审核并批准实验继续进行。
（五）结题验收
创新性实验结束时，学生要对实验数据等进行深度的分析总结，将实验结论编入创新性实验报告中，并在导师的指导下结题，以小组为单位上交纸质版材料。材料包括实验结题报告、实验研究报告以及结题论文。导师初步审核并提出修改意见后，由学校或学院统一组织进行结题答辩。答辩组教师根据小组上交的纸质版材料及答辩时的陈述，提出问题并让学生回答，同时根据纸质版材料、答辩时的汇报情况以及回答问题的情况统一评分，并给予相应学分奖励。
四、实施效果
北京科技大学经过近几年的不断改革，现已形成独立的实验教学体系，项目来源短缺和经费来源匮乏的问题也得到了很好的解决。实施创新性实验后，安全工程本科专业的学生自主能力得到了增强，动手能力和综合素质得到了提高。2014年，安全工程专业完成了6项本科创新项目，其中一项获校级二等奖，全面推动了安全工程专业大学生创新能力的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘碧强，叶勇.基于SRTP的创新性人才培养模式探讨[J].扬州大学学报（高教研究版），2012（3）：48-53.
[2] 聂秋林.环境科学与工程实验教学示范中心建设的探索与实践[J].实验室研究与探，2012（7）：103-105.
[3] 芦苇. 基于SRTP的大学生科研创新能力培养路径研究[J].黑龙江教育学院学报，2013（11）：11-13.
[4] 于晓南，刘燕，杨晓东.从SRTP项目申報的变化思考大学生创新能力培养——以北京林业大学园林学院为例[J].中国林业教育，2012（2）：7-9.
[责任编辑：陈 明]
