复合材料专业创新性实验的设计方案与探索-科技创新论文

1、复合材料专业创新性实验的设计与探索- 科技创新论文复合材料专业创新性实验的设计与探索张奇伟，孙海勤，张邦文（内蒙古科技大学稀土学院，内蒙古包头014010 ）摘要：针对复合材料专业创新性实验的研究现状，为了能够更好地构建和实施创新性实验教学模式， 开展复合材料专业创新性实验的教学将有利于培养学生的创新思维和创造力。为了建立一个良性的创新研究平台，将基础性实验、综合设计实验、 创新性实验有机地结合在一起，通过建立良好的实验平台、培养正确的引导和管理方法、 建立良好的实验结果评价体系三个方面，将对创新性实验的顺利开展奠定很好的基础。关键词：创新性实验；创新思维；创造力中图分类号： G642.0文献

2、标志码： A 文章编号： 1674-9324（2014 ）06-0239-02随着近年来科技的高速发展，传统的单一材料已经很难满足实际应用的需求，而复合材料能在性能上实现不同材料间优缺点的相互补充，产生协同效应，使得复合材料成为人们研究的目标。为适应市场化的需求， 相应的复合材料专业也逐渐成为当前材料科学与工程学科迅速发展的一个重要分支。据了解，国内开设复合材料专业的高校已超过30 所，并且还在增长。除哈尔滨工业大学、西北工业大学等少数高校外， 多数高校以高分子复合材料作为培养方向。近年来，为适应工业、建筑行业的快速发展， 一些高校开始把高分子涂料等方向列入复合材料专业的培养方案。 由于成立时

3、间较长或由于投入充分，这些高校的复合材料专业基本建立了完善的实验教学体系。然而随着国际经济形势的变化、我国市场经济的深入，企业面临产业升级或转型的压力日益增加，对工科学生的动手能力、应变能力和创新能力的培养提出了更高的市场需求。鉴于传统的工科教学体系偏重于理论教学，实验教学依附于课程教学，各自独立，缺乏系统性，并且实验内容陈旧，演示性、验证性实验过多，综合性、设计性、创新性实验较少，很难适应培养实践应用型、 创新人才的需要。 新形势下对于复合材料专业的实验教学要求提高学生动手能力和培养创新性思维等综合能力，使学生能够在学校进行复合材料的制备和研究过程中， 理解各个环节之间的关联， 提高学生独立

4、或协作处理实验研究过程中出现的问题的能力。目前，在具体的实验教学中， 对实验分类的确立往往分为三个层次的实验模式：第一层次为基础型实验， 主要完成实验课程中的基础实验， 帮助学生理解和深化课程中的理论知识，使得学生能够建立好扎实的实验基础，充分理解理论和实践之间的关系；第二层次为提高技能型实验，主要完成各类综合性、 设计性实验和开放实验， 在基础实验的基础上重点提升学生的科研技能和动手能力， 培养学生良好的实验素养和严谨的科学态度，丰富获取知识、培养兴趣和开拓创新的能力；第三层次为创新探索性实验，主要目的是鼓励学生完成创新性实验和科研实践，并进行科研探索， 培养创新能力。 创新性实验计划是近年

5、来国家教育部为推动创新型人才培养工程而实施的一项重要教育改革措施，是高等学校本科教学中的重要组成部分。以学生为主体的创新性实验改革，充分调动学生的主动性、 积极性和创造性， 激发学生的创新思维和创新意识，不仅推动了自主创新人才培养的发展，同时也拓宽了人才培养途径，使学生的综合素质得到提高。 同时，创新性的实验教学摈弃了以验证性或基础性实验为主，依附于理论教学的传统教学模式，将实验教学向更高的层次、 多元化方向发展，对于大学生创新能力的培养具有重要意义。本文在复合材料专业实验的基础上，着重在创新性实验中以学生为主体与探究式学习相结合方面进行设计和探索。一、建立良好的实验平台目前，如何充分使学校或

6、院系实验室所配备的各种仪器最大化利用，如何建立基础 -综合 - 创新三位一体的实验教学模式，成为培养学生动手能力、 发展个性、施展才能、提高学生的创新意识及能力的关键因素。根据复合材料专业实验的特点，从基础性实验、 综合设计性实验、 创新性实验三个层次推进实验教学的深化，形成提高、创优、参与教师科研三个方面的开放式教学。从“知识、能力、创新”着手， 构建基础性实验平台、 综合型设计性实验平台和创新性实验平台，加大创新研究训练性实验的比例，按照“四个模块、三个层次、二个平台”的思路，构建复合材料专业的实验教学体系，最终建立一个环境优良、 可持续发展、综合素质能力提高的复合材料专业实验教学中心，如

7、下图所示。二、培养正确的引导和管理方法以学为主、教为辅。教学的实验建设应建立在复合材料教学的优良传统基础上，实现实验教学过程从“以教为主向以学为主”的转变，充分发挥学生的主观能动性， 培养动手能力和研究兴趣，强化学生的个性化培养和创新意识，促使其向良好的创新性思维发展。同时也要发挥教师的主导作用，引导学生主动学习，充分发挥学生学习的积极性。教师在引导学生学习的过程中，给学生提供查阅资料的方式和方法， 使得学生在学习的过程中发现自己感兴趣的问题，通过老师正确的引导，逐渐掌握实验设计的基本方法、 步骤和预期可能出现的实验结果。以做为主，管理为辅。创新性实验由于涉及到科学研究中的一些新发现和技术上的

8、新发明，限于学生在本科阶段所掌握的知识有限，动手能力和经验较少， 难以把握和处理在研究过程中所遇到的问题，因而，教师作为一个管理者有责任和义务对学生进行必要的启发、 提示和引导， 而不是完全按照老师的思路去做，让他们在实践的过程中体验实验所带来的乐趣。为了避免学生在关键性问题上出现失误，偏离研究内容， 老师有必要与学生进行交流。老师只需在一些关键性问题上提出一些见解，让学生从心里认识到自己存在的问题，在以后的实验过程中避免，充分调动学生的主观能动性。 老师在学生创新性实验设计和实施的过程中主要起到指导和管理作用， 做到因材施教， 根据学生不同的性格和特点，正确引导他们学会科研思考。三、建立良好

9、的实验结果评价体系创新性实验作为一种要求更高的实验训练，相比基础实验和综合设计实验在实验的规划、 设计和实施上存在根本性的区别，从简单的动手实验过渡到研究探讨型的实验， 老师和学生在实施创新性实验的过程中，二者各自的作用及其所承担的角色发生了转变， 由最初的指导转换为引导、 启发式的探究， 让学生去设计、思考，独立自主地解决实际问题。 相应的对创新型实验结果的评价也要发生改变，不能单纯的注重实验的结果而忽略学生在实验实施的整个过程中所起的作用，如实验设计能力、动手能力、协调能力、处理问题的能力、统筹安排实验进度的能力等。 因此，对于创新型实验的评价应着重强调评价主体和过程的多元化，注重个体间能

10、力、性格上的差异，体现实验过程中学生的动态变化，从而真正起到锻炼学生实践能力， 培养学生独立的科研和组织协调能力。在对学生的创新性实验进行评定的过程中， 要充分发挥老师的导向功能。 指导老师通过对项目的实施制定具体的评价体系， 既包括学生实验过程中的表现，也包含最终的实验结果，合理分配二者之间评价的标准和要求，充分体现创新型实验的本质。其中对实验过程的评价主要包含： 阅读文献发现和提出问题的能力；实验过程中对存在的关键性问题的把握； 为解决问题， 进行设计实验， 对实验的可行性和合理性分析；对预期所要达到目标的把握程度；对实验中可能出现的问题把握程度；在阶段性的实验过程中学生的表现等。成果评价

11、主要包括实验结果以及论文发表、专利情况的定量评价。 作为指导老师， 要经常定期检查学生的实验进度、对待实验的态度，发现不良现象，及时纠正。鼓励学生参加小组讨论，发挥学生间各自的特长，进行多学科的信息交流，活跃思想、启迪思维、开拓视野、激发灵感，从而有效的促进学生自主探究和老师引导的有效统一。同时，建立合理的奖惩制度，充分认可学生在实验过程中表现的优点，对优秀的同学给予一定物质上的奖励，可以在很大程度上提高学生和导师的研究动力，激发其创新热情， 并能不断培养学生的竞争意识， 让他们在竞争中快速成长。 在进行创新性实验实施开展的过程中，注重发掘学生的研究性与创新性，而不单一的追求实验的结果，更为重

12、要的是培养学生发现问题，勇于创新、不怕失败的精神。随着我国科学技术的发展，复合材料专业人才需求必将越来越大。高校大学生创新性实验的开展和顺利进行将为塑造创新型人才，培养大学生的创新性思维和创新精神提供全新的视角。创新性实验将理论知识、 实验课堂和科技创新连接在了一起。 为了建立一个完善的高校研究的创新平台，给学生提供自由宽松的时间、独立的空间和良好的科研环境，通过建立良好的实验平台、 培养正确的引导和管理方法、 建立良好的实验结果评价体系三个方面，创建良性的创新人才培养模式，使复合材料专业的人才培养向更好的方向发展。参考文献：1 赖晓晨，恵煌，夏锋，李丽坤 .大学生创新性实验计划实施的关键问题分析 J.实验技术与管理， 2012 ，29 （ 7）：17