| 标题 | 材料类专业开放性实验项目探索与完善 |
| 范文 | 雷西萍 袁蝴蝶 姚燕燕 郝磊 张昊 【摘 要】 文章从开放对象、内容、途径、教学方法、结题方式等方面阐述了开放性实验项目主要做法，分析了开放性实验项目运作中存在的问题，提出完善开放性实验室的对策建议：课题内容分层次多样化，有效提高创新思维;改变传统教学模式;推进信息化平台建设，全面实现网络化模式;完善激励措施，充分调动师生参与的积极性。 【关键词】 开放性实验;材料专业;创新 2018年6月21日，教育部部长陈宝生在“新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话”中提出：坚持以本为本。他认为大学教育是学生知识架构、基础能力的形成期，学校要教育引导他们夯实基础知识，了解学科前沿，接触社会实际，接受专业训练，练就独立工作的能力，成为具有社会责任感、创新精神和实践能力的高级专门人才，为学生成才立业奠定立身之本。[1]讲话强调了大学教育的目标应该是培养具有责任感、创新力、实践能力的人才。围绕这个目标，各个高校相继增加了各类创新、创业项目;地方企业和各类协会联合组织了多项创新创业大赛;各个高校也增设了“双创办”机构，专门用来组织和管理学校的双创工作;近期各高校还鼓励教师申报“双创导师”，并将此条件作为学校考核和职称评定的一项重要内容。这些举措说明了创新工作已受到高校重视，创新能力的培养已成为一项重要的培养任务。 创新精神，其内涵是指具有能够综合运用已有的知识、信息、技能和方法，提出新方法、新观点的思维能力和进行发明创造、改革、革新的意志、信心、勇气和智慧。那么如何培养？虽然各个高校具体做法不同，但是都会将实验教学作为最行之有效的途径。开放性实验项目内容丰富，类别多样，参与学生专业不同，最易产生创新成果。西安建筑科技大学作为一所以建筑、土木、环境和材料为主流专业的省部共建院校，其中，材料专业以无机非金属材料为主要特色，同时发展了新兴材料即功能材料、资源循环材料，最容易形成学术交叉，培养学生的创新思维。2017年，学校实管处首先以环境、材料、化学专业为试点，开始实施开放性实验项目。 这里所指的开放性实验项目真正的内涵是除了各个高校均有的ssrt、大学生创新创业项目两类之外，还包括实验室自设项目和教师科研项目两类，前者是由实验室教师承担，后者由任课教师承担。这两类项目是区别于其他高校开设的特色开放实验项目，不仅拓宽了参与教师的范围，同时也极大缓解了有项目、无学生的状态，为学生提前选导师、了解课题提供了有力的平台。因此，就学校特色的开放性实验教学模式，本文重点分析了项目运行的情况以及仍旧存在的问题，提出了解决办法，期望为其他同类院校提供一些借鉴。 一、开放性实验项目主要做法 1、开放对象 目前，学院开放项目为面向全校学生开放，2017年首次开放项目数达28项，2018年基本持平为26项;学生参与人数基本保持在每组3～5人，每年至少70人以上参与。参与的学生全部为本院学生，且主要集中在大三、大四，院内跨专业参加的学生所占比例逐年增加，由原有的无人参与突破至近20%，传统专业如无机非金属材料专业的学生参与新兴材料的趋势显著增加。 2、开放内容 开放实验项目中2017年科研项目所占比例仅为30%，2018年升至50%，说明任课教师参与程度增加;项目内容也由简单到复杂，单一到全面，综合性更加突出。项目内容以前因涉及的教师主要为实验室教师，所以侧重于实验仪器设备的使用，对固定材料性能的测试，制备类偏少。而今年有一半的项目是科研项目，所以内容上更加新颖、更有创新性，对学生能力的培养也更突出综合性。 3、開放途径 这些项目首先需要教师向学院提交申报表，学院提交学校实管处，经过专家遴选出一些项目后，获批的项目再反馈给学院，通知给教师，同时将申报内容发给各班，学生根据自己的兴趣自由选题。每个项目达到指定人数后成立团队，由教师指定负责人，再将人员信息反馈给学院。指导教师开始组织项目的实施。项目预约、审核均由“开放性实验项目管理平台”完成，极大弱化了对人工办公的依赖性，工作方式更加灵活。 4、教学方法 对于实验室自设项目而言，实验室教师首先对实验背景进行简单讲解，再按照已设定的实验方案安排实验分工，学生根据自己的时间安排进行实验。整个实验周期较短，仅4学时就结束。对于科研项目来讲，指导教师要从课题背景、研究目给学生讲解，但基本也是按照教师已设定的实验方案执行。但整个实验周期较长，一般需要至少1～2个月才能完成。 5、结题方式 实验结束后，根据分工情况，每位学生需要提交结题报告一份，每组负责人还需提交项目总结报告一份，并且提供实验中的证明材料和研究成果，最后纸质材料归档由实验室保存。 6、成绩评定 项目结题后，由指导教师根据每位学生的表现给出五级制成绩，实验室教师经网上平台确认项目已实施，学生方可获得0.6学分，指导教师可获得4学时工作量，学校将此类项目作为岗位聘任和职称评定的可选内容之一。 二、开放性实验项目运作中存在的问题 1、宣传力度不够，开放对象覆盖面不全 虽然西安建筑科技大学将开放性实验项目最终均挂在网上，但是从班主任、专业负责人、学院层面缺乏有效宣传，学生对开放性实验项目的意义和价值不了解，兴趣不浓，参与度不高。选题扎堆、被动现象频频发生。另外，受专业限制，学生还是以参与本专业教师开设的实验项目为主，跨院系申报项目的情况主要集中在大一和大二的学生，但受新老校区地理位置的限制，课题的连续性无法保证，截留了大一和大二的学生，导致跨院系申报难以推进，覆盖面不全。 2、实验内容趣味性不足，创新思维提升缓慢 学院开设的开放性实验项目多数为专业实验项目，验证性比例较高占40%，综合性占60%，而完全由学生自拟课题、自设方案的创新性项目比例为零。实验内容要么简单、重复，要么难度偏大，综合性较强，学生很难结合自己感兴趣的实验项目自设实验，提出自己的想法，加之参与项目的学生基本多数为本专业学生，专业交叉性不足，这些均不利于创新思维的培养。 3、教学方法过于死板，启发式不足 在学生参与实验的过程中，指导教师基本是按照“我讲你记”的方式，按照固定的实验方案执行即可的教学方法，这样指导严重制约了学生创新思维的培养，不符合新工科建设的培养目标。[2]遇到实验问题时，多数教师直接会告诉学生答案，缺乏引导和分析的教学设计，启发式不够。 4、平台建设初步建成，功能仍待完善 由学校实管处负责，两年内建成了实验室开放平台、大型贵重仪器设备开放共享平台、实验室安全知识学习考试平台三个平台和实验室建设和管理系统、仪器设备管理系统、低值/耗材/维修类设备登记系统三个系统，从指导教师、实验室管理人员、学生三方面均可从网上了解预约状态，项目执行情况，但最终结题的方式仍停留在纸质版归档，缺少网上提交平台，学生无法及时获取结题是否通过，学分是否获得的信息，也增加了实验室教师的工作量。另外，相应的实验教学视频资料、答疑互动平台、实验过程体会与分享等栏目还有待补充。 5、激励机制力度不足，教师积极性需要提升 项目结束后，教师可以获得4学时的工作量，学时少等同于变相地鼓励实验课教师多开展此类项目，因为由实验课老师开设的实验项目难度低，内容简单，重复性强，4学时就可以完成，而对于执行科研项目的教师，指导过程费时、费力，学生实验周期长，最后也获得同样的学时和学分，指导教师仅是为了完成考核，这样极大削弱了带有科研项目教师参与的积极性。而且有相当一部分学生愿意跟着更有学术见地的教师做项目，或者为报考某位教师的研究生做准备。激励政策力度不足，会遏制相当一部分有科研项目的教师参与度，考研招生也会受到一定的影响。 三、完善开放性实验项目的措施与建议 1、课题内容分层次多样化，有效提高创新思维 开设开放性实验项目的最终目标是培养学生创新思维和提升学生实践能力，如果内容陈旧、简单，则无法吸引学生，因此，首先要合理设计课题内容，对于实验室教师来讲，仪器操作只是手段，最重要的是如何培养学生分析与解决问题的本领，在此过程中培养他们独立思考、创新思维、实践能力，因此，内容要精心设计，应有一定的难度和趣味性，可以结合当下一些前沿材料，或者以生活中常见的、学生感兴趣的产品为研究对象，让学生探索其本征特性，或者发明创造有意义的产品，从设计到产品出炉全由学生自行完成。另外，对于科研项目类，教师可以将其分为若干个子项目，每个子项目由一组同学共同完成，可以分批次进行，这样既保证了课题的连续性，又缩短了实验周期，降低了实验的难度，学生更有精力去开展研究。 另外，材料专业开设的实验项目多数为实验课题，如果学生有一定的实验基础更能较好的开展研究，但针对大一、大二的学生来讲，基础实验才刚刚开始，但是计算机课程已经修完，如果开设一些虚拟仿真实验、计算模型研究，既可以巩固已学知识，又可以解决跨地区指导带来的不便问题，不仅可以调动更多的学生参与，而且如果他们进入本部学习后，可以接着完成实验课题研究，学生可以学到从理论计算到实验研究一套完整的知识体系，对巩固理论知识，提高分析与解决问题的能力，都有很好的帮助。 2、突破思维定势，改变传统教学模式 传统教学方法中学生处于被动角色，缺少独立思考的习惯，很不利于创新思维的培养。改变“填鸭式”的教学定性思维模式，这就要求教师在内容上要精心设计，适当放手。但怎么设计，往往教师凭借经验，缺乏方法的指导，如果能与其他同行如在大学生创新创业竞赛中成绩突出的指导教师探讨、交流指导心得，或者多参加课程培训类活动，就可以少走弯路，有的放矢。 3、推进信息化平台建设，全面实现网络化模式 学校应尽快将结题资料固化成模块，由学生网上提交给指导教师确认无误后，再经各实验室管理人员审核通过，提交学校，学生获奖、论文发表等成果证明亦可通过网上平台提交。另外，有关实验教学视频全校较少，建议可在相应模块上传一些公共性较强的基础课程实验教学视频，如大型设备SEM、XRD、XRF、TGA/DSA，粉体制备设备如球磨机、辊磨机、振动磨、净浆搅拌机等，机加工仪器如热压机、切割机、螺杆挤出机等，以及材料力学性能测试所用到的万能试验机、硬度计等，观察表面结构的偏光显微镜和表征物质密度的气孔体密仪和测试电导率的四探针仪等的基本操作，学生可通过这些视频提前预习，熟悉仪器操作过程和试样要求，对外专业学生来讲，也可满足他们的好奇心，为选题做准备。再者，可以增加答疑区、讨論区、分享区等模块，给师生提供一个良好的交流互动平台。 4、完善激励措施，充分调动师生参与的积极性 学校在工作量认定方面应划分层次，如实验室自设项目一般设4学时实验，就认定4学时工作量，而科研项目因人而异，一般会超过4学时，学校可以给出更高的工作量如20学时。同时，可以要求大学生创新竞赛项目必须从这些开放性实验项目中选拔，不能自设项目申报，也是激励教师申报开放性实验项目的一种手段。学生每完成一项给予0.6学分，这类学分归属为学生课外素质学分，学分过低，缺乏吸引力，他们会参加别的学分更多的项目，如果适度增加学分如增至1学分，并且作为评定奖学金的必备条件，势必会提高学生的参与度。 【参考文献】 [1] 教育部长陈宝生在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话[N].中国教育报，2018-06-21. [2] 张大良. 新工科建设的六个问题导向[N].光明日报，2017-04-08. 【作者简介】 雷西萍（1979—）女，博士，西安建筑科技大学陕西省功能材料实验教学示范中心教授，研究方向：实验平台建设与创新能力培养. |
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