培养大学生科技创新能力的课堂教学改革实践

摘要：针对大学生科技创新能力培养过程中遇到的问题，在分析课堂教学改革必要性的基础上，从优化整合教学内容、改革教学方法及手段、加强实践教学和改进课程考核方法四个方面阐述“无机材料化学”课程教学改革的一些具体措施。

关键词：课堂教学改革；科技创新能力；大学生；无机材料化学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0051-02

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，其研究与应用水平已成为衡量一个国家科学技术发展水平的主要标准之一[1]。进入21世纪以来，材料学科正在由单纯的材料科学与工程向与众多高新科学技术领域交叉融合的方向发展，而化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，已成为人类认识和改造物质世界的一种极为重要的武器，也是新材料开发和制备新工艺研究的理论基础和发展动力[2]。《无机材料化学》是我校无机非金属材料专业的一门重要基础课程，通过本课程的教学，培养材料专业学生从化学角度提出问题、分析问题和解决问题的能力，为以后的学习和科学研究奠定基础，是培养高素质、创新型从事材料研究人才的基石课程。本文阐述了笔者在“无机材料化学”课程教学过程中采取一些提高本科生科技创新能力的具体措施。

一、课堂教学改革的必要性

当今社会对材料科学与工程人才的素质、知识综合结构和创新能力等方面有了更高的要求，为此，高校需要培养出具有扎实材料学基础知识和良好创新能力的智能型、复合型、创造型人才。课堂教学是学生获取知识的一种重要途径，也是培养学生创新能力的直接渠道。然而，目前大多数高校的教学模式仍以“讲课+考试”为主，重视理论讲解，忽视能力培养和实践训练。课堂上教师的“一言堂”，学生没有养成自主学习和独立思考的习惯；课堂上教师缺乏正确的引导与激励，使学生创新积极性不高，限制了学生创新能力的培养[3-6]。对《无机材料化学》课程来说，课程内容丰富，涉及面广，教材多（教学内容的深度和广度不一），所涉及的领域发展快，给学生科技创新能力培养带来一定的困难。因而，进行课堂教学改革是非常有必要的。

二、优化和整合教学内容，夯实学生科技创新基础

现代科学技术快速发展，材料学科中新技术、新成果不断涌现。笔者按照淡化专业、拓宽基础的原则，根据教学大纲要求，优化和整合教学内容，删除淘汰的内容，合并重复内容，增加新的内容。在课堂讲授中，将国内外的一些最新研究技术成果、材料科学的发展动态和无机材料化学的前沿知识适时地充实到教学内容中，充实和更新教学内容；介绍无机材料化学在新型材料、能源、资源、环境保护及生命等方面的最新进展，拓宽学生的知识面，使学生明确无机材料化学在材料科学中的重要性，同时培养学生科学思维、灵活运用、综合分析问题、解决问题的能力。

三、改革教学方法和手段，激发学生科技创新兴趣

无机材料化学课程课堂内容丰富，信息量大，而教学课时少。笔者在课堂教学过程中将教学内容分为讲授和自学两部分，灵活运用多种教学方法，激发学生的创新意识和独立思考能力，培养学生自主学习能力和创新能力。采用现代化的教学手段，积极开发计算机辅助教学课件，把难点和抽象的内容通过动画的形式反应出来，增强学生的感性认识，即节省教学课时，也提高课堂教学效果和教学容量。同时，充分展示无机材料化学基本理论在材料研究中的应用现状，开阔学生的视野，将学生的思想从纯化学领域带到材料设计和应用领域，使他们认识到本课程学习的必要性和重要性及其应用前景，激发学生科技创新兴趣。

四、加强实践教学，培养学生科技创新能力

传统的化学教学观念，往往偏重于单纯传授知识，忽略了创新精神和创造能力的培养。笔者在重视理论知识教学的基础上，加强实践教学与理论教学相结合，鼓励学生综合运用所学知识去开展创新实践活动。打破过去实验项目主要是验证性的实验方法，以培养学生认识事物所需要的观察能力、分析能力、动手实践能力和初步科研能力为教学目标，重组实验教学内容，完善实验讲义，实行“三性实验原则”（即将教学实验分成验证性、设计性和综合性三种类型），减少验证性实验学时，增加综合设计性实验内容和学时，提高学生的动手能力和实验研究的能力。在实验教学过程中，给学生充分发挥的空间，让学生自己设计实验方案，提高学生的动手能力和实验研究的能力，培养学生创新意识和创造性思维的能力和。此外，积极开展大学生第二课堂创新活动，让部分学生参加笔者的科研工作，从实验设计、实验方法和论文撰写等方面锻炼学生，培养学生科技创新和科研应用能力。

五、改进课程考核方法，引导学生科技创新

目前，大多数课程考核方式是与知识传授型教学相辅相成的，严重限制了学生科技创新能力的培养。课程考核是为了促进学生学习而采取的一种手段，是考查学生提出问题、分析问题、解决问题的能力和创造力以及多向思维的能力。考核的时间应为一种全面的综合的动态评价过程，而不是两个小时的题目回答。为此，笔者在无机材料化学课程教学中通过多种形式进行考核。除了采用传统闭卷考试形式外，还将结合教学内容，布置学生进行查阅文献和资料，写成读书报告或科技小论文进行评价考核，以及进行学术报告，培养学生科技创新思维和创新能力。另外，组织部分英语水平和创新能力突出的学生翻译“无机材料化学”理论知识在材料合成、设计和应用中的科研论文，激发学生科学研究的兴趣，以及提高学生科技论文写作能力。课程的最终考核成绩是学生平时考勤、考试成绩、课堂考评和完成的科研论文（报告）等综合评定的结果。通过这样的综合考核方式，不仅从根本上杜绝了学生“考前突击”应试现象，还有利于引导学生进行科学研究的兴趣，提高科技创新能力。

六、大学生科技创新能力培养的成效

经过对无机材料化学课程教学改革的探讨与实践，已初步建立了一套较为行之有效的教学方法，在培养学生科技创新能力方面展示了很好的效果。近几年来，仅笔者指导的学生已获得国家大学生创新性实验项目、湖南省大学生创新性实验项目等大学生创新实验项目近十项，学生发表或参与发表科研论文十多篇，参与获得国家发明专利1项，在科研和实践环节中获得各种奖励近十项，其中包括“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。在笔者实验室从事过科学研究的学生中有十多人保送或考取研究生，多人在中科院和中南大学继续深造攻读博士学位，他们的科研能力得到相关老师的肯定。

参考文献：

[1]李恒德，师昌绪.中国材料发展现状及迈入新世纪对策[M].济南：山东科学技术出版社，2003.

[2]张联盟.材料科学与工程专业教学改革研究与实践[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.

[3]乔思辉.我国大学生科研训练计划现状评析[J].中国电子教育，2011，（1）：6-11.

[4]郭加书，王鑫，罗征宇.大学生科技创新的探索与实践[J].中国高校科技与产业化（科教纵横），2011，（1-2）：78-79.

[5]蔡苇，余波，兰伟.大学生科技创新活动存在的问题与对策[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2007，（6）：165-166.

[6]瞿浩，何家霖，宋之帅.大学生科技创新能力培养模式研究[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2011，25（1）：9-12.

基金项目：湖南省教学改革项目湘教通（2012）142号第[146项]和长沙理工大学教学改革重点项目（资助号：JG1216）

作者简介：陈传盛（1972-），男，江西乐安人，长沙理工大学物理与电子科学学院副教授，博士，硕士生导师，主要从事碳纳米功能材料的制备和应用研究。