基礎階梯式大學生創新能力培養
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摘要:大學教育，課程教學是基礎。將創新意識、創新能力的培養與基礎課程教學活動相融合，是當前各高等院校及廣大教育工作者思索并為之努力實踐的目標。文章以土木工程材料課程教學為例，介紹了一種以課程教學為基礎的大學生創新能力階梯培養模式。
近年來，教育部門多次強調，高等院校創新創業教育的重要性和必需性，出臺了一系列綱領性文件，明確提出要推動教育創新，改革人才培養模式，把科學精神、創新思維、創造能力和社會責任感的培養貫穿教育全過程[1]。大學生教育，課程學習是主體，如何將創新能力培養融入到課程教學中是廣大院校及教學工作者鉆研的難題。經過多年的研究及實踐，山東英才學院教師自創了一套獨特的創新能力培養模式：階梯式創新能力提升法。在課堂教學中我們分別從創的能力和新的理念兩方面訓練和培養學生。通過介紹新材料、新技術、新動態等“新”知識啟蒙學生“新”意識；通過課內實驗鍛煉學生動手能力和操作技能，培養“創”的能力。然后，將創和新融合。通過開放性實驗、大學生創新項目等教學和實踐活動指導學生找問題、定方向、想辦法、去實踐，在一系列的自主研究過程中完成創新技能和理念的交融。
1以理論教學為基礎，種植創新理念
1.1基于傳統建材，剖析現存問題，預埋發展理念。講授傳統建材時，除了介紹傳統材料的品種、性能及應用外，要注意分析現有材料在生產、使用、回收等過程中的優缺點，針對缺點引導學生思考可能的解決方法，將創新發展的觀念種植在學生的腦海中。如在講授砂漿章節時，分析傳統地面砂漿的性能缺陷，如流動度低，采用批抹方式施工，耗時耗力且質量不能保證。然后，針對上述問題引導學生思考討論可行的解決方案，介紹新型自流平砂漿組成及性能特點，與傳統砂漿相比的優勢及現存的問題等。最后展望未來砂漿組成、性能及施工的發展方向。1.2緊跟市場步伐，將新材料、新技術引入課堂。材料的發展日新月異，層出不窮，教材內容難免會出現知識或標準陳舊滯后的情況，任課教師在講課過程中要注意穿插講解當前最新材料的研究和應用現狀，將前沿知識與所學的基礎課程結合起來，及時更新教學內容，帶領學生進行探索性的學習。如在講授混凝土章節時，除了講授普通混凝，對目前比較熱門的新型混凝土品種進行簡單介紹，如透水混凝土、植生混凝土等。1.3利用教師科研成果及經驗，引領學生擴大知識面，啟發創新性思維。土木工程材料未來的發展方向主要有多功能化、高性能化、綠色化、智能化。教師可以利用已有的科研經驗，從某種材料的研發入手，引導學生帶著問題去學習，進而打開創新思路。
2以課內實驗為溫室，培育創新能力
2.1豐富實驗教學內容，增強學生課內實驗重要性意識。作為一門與建筑專業密切相關的專業基礎課，土木工程材料課程的實驗教學內容應針對專業目標，體現專業技能。實驗教學內容的設置要充分體現服務于建筑類專業人才技能與知識的培養，增加實驗教學課時，豐富教學內容。我們將實驗教學學時由8學時增加到12學時，新增砂漿、瀝青材料方面的實驗內容，進一步健全學生的專業認知體系，提高學生的操作技能。2.2改革教學方法，提高學生主體性意識。為了有效激發學生們學習積極性，鍛煉學生觀察、分析、思考和解決問題的能力，我們一直致力于在實驗教學中將教師的主導作用與學生的主體作用有機結合。如水泥標準稠度用水量的實驗教學，教師在理論課教學中介紹標準稠度用水量的意義和測試方法，布置學生完成實驗課預習內容。實驗教學中，教師演示實驗流程及儀器操作，并在演示過程中講解操作規范和注意事項。不再贅述講解實驗原理、實驗目的等內容，將更多的時間留給學生進行實驗操作。2.3優化實驗教學設計，重視并加強綜合性、設計研究性實驗內容設置。在實驗教學中，增加提出實驗設想、設計實驗方案、分析實驗結果等內容，減少驗證性、單一性實驗的教學時長。優化教學設計，制訂了一套立足基本、多點輻射的教學實驗方案。立足基本，堅持配合比設計實驗的主體教學內容及目的，引導學生根據所學理論知識進行基本四組分配合比計算并進行拌和物和易性實驗，分析實驗結果，使學生掌握水泥普通混凝土基本組成、性能及測試基本技能。多點輻射，我們在基礎組分中增加了工程常用外摻料包括粉煤灰，礦渣粉，常見外加劑包括減水劑、緩凝劑、早強劑等組分，學生可根據興趣選擇任一外加項進行配合比計算及拌和物性能觀察測試，鞏固學生對普通混凝土的掌握，并對高性能混凝土的組成及配制有更直觀的了解和認識。
3以開放性實驗為契機，激發學生創新潛能
開放性實驗是一種新型實驗教學模式，以培養學生思考及創新能力為主要目的，一般基于課程教學但又獨立于課程教學而開展，多是設計性實驗[2]。3.1課程教學中教授的理論基礎和實驗操作技能是學生自主完成開放性實驗的前提。教師在土木工程材料課程教學中，及時介紹目前的市場動態及材料應用背景，啟發學生展開聯想和思考，鼓勵學生提出疑問和假設，引導學生帶著問題查閱文獻資料，從而擬訂可行的實驗方案。經過課內實驗操作的學生，具備材料性能測試的基本知識和技能，掌握了常用材料性能測試儀器操作方法。3.2以實際工程應用為背景設置開放性實驗內容。山東英才學院的辦學宗旨是培養一流應用型人才，建筑業作為一種實際應用性較強的專業，尤其重視對學生基本技能和實踐能力的培養，因此教師和學生在設置開放性實驗的內容時，始終注意將培養工程應用能力作為核心，實驗類型從一般驗證性實驗逐漸向綜合設計性實驗不斷轉變，實驗內容注重市場背景及工程背景的融合。近年來，山東英才學院土木工程專業學生相繼開展并完成了“粉煤灰摻量對無機保溫砂漿性能的影響”“骨料粒徑對透水混凝土強度的影響”“市售建筑保溫制品保溫性能的測試與比較”等探索性開放實驗。在整個實驗過程中，教師擔任引路人的角色，輔助學生完成實驗設計、測試、數據分析等操作，賦予學生實驗設計決策權及獨立操作權，調動學生的能動性和創新思維，培養其解決問題分析問題的能力。
4以大學生創新訓練項目為抓手，引導學生自主創新，擴展創新途徑
創新訓練項目是本科生個人或團隊，在教師指導下，自主完成創新性研究項目設計、研究條件準備和項目實施、研究報告撰寫、成果（學術）交流等工作[3]。創新訓練項目重視學術性，要求學生獨立發現、分析和解決問題。近年來，山東英才學院學生先后完成十余項材料類大學生創新創業訓練項目，部分來源于指導教師的科研項目的拓展或分支。如有學生在參與教師科研項目“大摻量粉煤灰水泥基自流平砂漿制備及性能研究”中，較全面地了解了粉煤灰這種固體廢棄物，包括來源、組成、應用現狀等。教師結合當前國家乃至全球的環保熱點作出引導:粉煤灰的產量很大，但反應活性低，導致利用率較低，既污染環境也浪費資源。學生對這一問題產生了濃厚的興趣，查閱文獻并思考粉煤灰高效益利用的可行途徑。在與教師商討后，最終決定采用幾種材料組成復合活性劑提高粉煤灰膠凝體系的凝結速度和早期強度，從而提高粉煤灰的利用率。圍繞研究內容和研究目的，學生們找資料、查文獻、設計研究方案，形成初步研究設想，申報了大學生創新訓練項目“低鈣粉煤灰固凝劑研究”，并成功立項，目前此項目正在順利實施當中。
5以創新創業大賽為平臺，讓創新成果落地生根
創新大賽內容包含產品及服務、市場機會、商業模式、市場地位、目標客戶、市場預估、營銷計劃、投資收益分析等，內容涵蓋創新產品、服務成果轉化、與既有產品或服務優缺點比較等。鼓勵學生參加創新創業大賽，可從以下幾方面提高學生的綜合能力。5.1理論聯系實際的能力。從理論到實驗，再到創新訓練項目，圍繞創新的活動主旨在于“新”，包括對舊事物的新改造，新事物的創建，但注重學生創新思維及能力的培養，對創新的意義和實際應用等方面并未有較多考慮和關注。正因為如此，校園創新容易理想化、脫離實際，而創新創業大賽可以有效解決上述問題。創新創業大賽以學生的新點子、新創意、新產品為基礎，面向市場及實際生產應用，迫使創新者思考理論創新和實際應用之間的聯系及實現途徑。5.2自我判斷的能力。創新創業大賽擔負著“以賽促教、以賽促學、以賽促改、以賽促創”的歷史使命[4]。大賽中，學生將從市場機會、市場預估、目標客戶等方面考察創新產品的實際應用可能性，通過與現有同類產品性能、價格、服務等多方位比較，分析創新產品的實際生產意義，判斷創新產品是否符合社會發展需要、創新方向是否正確。5.3創新創業的實踐能力。創新創業的實際過程是充滿多領域、復雜及困難的過程。前期的創新創業訓練活動多為單純的理念教育，學生對創新創業的復雜性意識淡薄，缺乏面對市場及實際問題的機會。創新創業大賽可有效鍛煉學生應對市場及復雜實際問題的能力。如果將前期的創新創業訓練活動視為練兵的話，創新創業大賽則是實戰演練。學生通過參與各級創新創業大賽可豐富實踐經歷，進一步提高自身創新綜合能力。
6結語
在經濟科技快速發展的新時代背景下，創新能力的培養已經成為大學生教育的核心內容之一。圍繞這一主題，學校和教師應努力鉆研，做好大學生創新教育的每一個環節。自創階梯式創新能力培養方式，可在課程學中根植創新意識，在實驗教學中鍛煉實驗技能，以開放性實驗教學和大學生創新項目為平臺，提升學生發現、思考、創新、驗證等創新能力，鼓勵學生參加創新創業大賽，開闊視野，豐富實踐經歷，夯實創新能力，提高綜合素養。
參考文獻:
[1]溫美榮.政府推進大眾創業萬眾創新的政策效果評估與提升對策[J].理論探討,2018(4):158-163.
[2]景志紅,孫敏,凌寶萍,等.實施開放實驗培養學生綜合、創新能力[J].實驗室研究與探索,2016(2):152-154．
[3]國家級大學生創新創業訓練計劃專家工作組.國家級大學生創新創業訓練計劃工作手冊[M].南京:東南大學出版社,2013:3.
[4]劉毅,趙巖松,朱偉.“互聯網+”大賽對大學生創新創業能力培養的促進作用[J].智庫時代,2019(5):57-58.
作者:豐曙霞 王璇 董琳慧 楊嘉晟 單位:山東英才學院建筑工程學院
