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摘要：为全面提升本科生实验课的教学质量，提高学生学习的积极性和主动性，培养高素质创新型人才，我们采取了自主创新的实验教学模式进行探索。实践中积极发挥自主创新实验教学模式的优越性，大胆改革，扩大实验课题自主选择范围，增加最新科技动态课题，充分利用学校前沿科研平台和优势师资力量，发挥学生的自主创新能力。在新实验教学模式探索中，增强了学生的学习兴趣，提高了学生的综合实验素质，有效提高了实验课的教学质量。
关键词：自主创新；教学改革；实验
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）04-0056-02
一、引言
创新是人类文明进步的原动力，是大学教育的灵魂。高等教育要培养出高水平拔尖创新型人才，必须充分发挥创新性教育模式在实验教学中的积极作用[1，2]。天津大学是国家“211工程”、“985工程”首批重点建设的大学，学校以培养高素质拔尖创新人才为目标，坚持“办特色、出精品、上水平”的精英教育思路，坚持“育人为本”、“教学优先”、“质量第一”的教育教学理念，对学生实施创新性综合培养，不断加强本科生教育[3]。2010年天津大学在贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革思路下，积极启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[4]，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社會需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用[5]。为积极实施学校卓越工程师教育培养计划，推进学校创新型人才培养战略，提高本科生教育教学质量，材料科学与工程学院深入开展“结构—功能一体化陶瓷材料”系列实验课程的教育模式改革，大力发挥本科生的自主创新能力，充分调动学生的实验积极性和主动性，鼓励自发探索科研课题，取得了良好的教学效果。
二、传统实验教学方法的弊端
高校传统实验教学方法已经实行多年，一贯是学生按照老师给出的既定实验方案进行按部就班的实验过程，得出的实验数据或实验结果，大都为宣讲式或验证式的实验[6]。学生在整个实验过程中缺乏创新性思考，只是简单机械地重复，虽然锻炼了动手能力，但却忽视了动脑能力，无法充分发挥学生的实验积极性和参与性。传统实验教学方法也忽视了学生科研兴趣的调动，所有人都做一样的实验，千人一面，实验报告雷同，不利于学生科研好奇心的引导和科研灵感的激发，也很难对学生的科研能力给出差别性的评价。同时，不同实验之间缺乏相关性和系统性，往往各自独立，互不关联，难以提高学生的综合实验能力和解决问题的能力。传统实验课程也存在知识陈旧、知识点少、仪器落后、实验常规等问题，与课堂教学更接近科技前沿相比，无法满足学生对先进知识的渴求和创新性人才培养的要求。
三、自主创新实验的设计
我们在实行本科生自主创新实验教学改革的过程中，大胆尝试，积极进取，针对以上传统实验教学中存在的问题，进行了多项探索，以期更好的为本科生创新能力的提高提供良好的平台。具体自主创新实验的设计如下：
1.设计涉及范围更广、数量更多的科研课题，为学生选择更感兴趣的课题提供可能。我们既紧密结合“结构—功能一体化陶瓷材料”的课程要求，又充分发挥学院各个任课教师所从事的前沿科研课题，设计涉及范围更广、数量更多、选择余地更大的科研课题供学生选择，从而更容易调动学生学习的积极性和主动性，学生的学习兴趣大增，学习效果则明显提高。
2.实验题目更具有开放性和可参与性，积极发挥学生的创新性和思考力。我们一改过去严格要求学生按照既定实验方案做实验的教学模式，设计更开放、更具有挑战性和可参与性的实验课题，鼓励学生通过查阅相关文献，自学相关知识，针对实验课题自行设计实验思路、方案和实施步骤，并验证实验结果或解释实验现象。整个实验过程既调动了学生的好奇心和参与感，又大大锻炼了学生提出问题和解决问题的能力，改革效果明显。学生们提交的实验报告更能体现其学习和实验的能力，同时，由于学生必须自行解决实验中遇到的很多问题，因此他们学到了更多的知识，锻炼了更全面的动手能力，特别是提高了其自主创新的能力。
3.为每项实验匹配科研精英教师，做到一对一教学。改变传统实验只有很少固定指导教师的状况，充分发挥在科技前沿从事科研工作的精英教师的能力和水平，提高每项实验的专业性和针对性，才能使选择某实验课题的学生可以针对某项感兴趣的实验开展一系列深入和专业的研究。这大大调动了学生们的积极性，在专业教师的指导下，学生们更能充分发挥自己的科研积极性和主动性，在系统的培养下锻炼其创新能力。同时，这样的设计也更能充分利用学院最新的科研仪器和科研手段，让学生们能接触科技前沿课题，开拓眼界，领略最新科技发展动态。
4.鼓励学生针对在实验教学中发现的科研问题做后续深入的研究。我们自主创新实验的实施不仅仅体现在每一项实验课题的完成上，也大力鼓励学生针对在实验课中发现的问题做进一步深入的研究。学院为学生创造性科研想法的提出提供后续研究的平台，并选择优秀的教师进行专门指导，将他们的科研积极性和创造性发挥到最佳。这大大提高了学生对科研和科学知识的探索的兴趣，从而提高了本科生的整体自主创新能力。
5.全新的综合评分制度的实施。一门好的实验教学离不开客观且有激励机制的评分制度[7-9]。我们在实施以上相关自主创新实验改革的基础上，改变过去面对千篇一律的实验报告给出课程分数的简单评分制度，实施全新的综合考评办法。既要考虑学生们选择实验课题的难易程度，又要结合其实验过程中所学到的知识和所体现出的实验能力，同时考察其对实验结果的验证情况或对实验现象的解释情况，最后考虑其实验报告的写作。在整个评分制度中要请全体任课教师参与，保证评分制度的客观性和不同课题的可比性，同时对取得优秀成绩的同学给予适当的奖励，进一步提高同学们上实验课的积极性。 四、自主创新实验的教学效果
通过基于“结构—功能一体化陶瓷材料”系列实验教学模式的探索和实践，我们取得了良好的改革效果，提升了本科生的综合素质和创新能力：
1.由于自主创新实验课题与课堂教学结合更加紧密，使学生在实验过程中巩固了课堂学到的最新知识，开阔了眼界，更提高了其动手和动脑的能力。
2.自主创新实验更多前沿课题的设计及更有激励性评分制度的引入都最大程度地调动了学生们参与实验课学习的积极性和主动性，激发了其参与科研的兴趣和潜力。
3.由于自主创新实验更加鼓励学生自行选择课题，设计实验思路，分析实验结果，从而大大提高了学生们综合实验的能力。在自主创新实验过程中，学生的文献调研能力、知识运用能力、发现问题和解决问题能力、分析数据能力、表征测试能力及实验报告总结能力都得到了很大程度的提高[10]。
4.自主创新实验中专业教师队伍的参与指导，也为学生实验能力的提高提供了更加有针对性、更加综合的平台，好的科研问题的发现及后续实验的深入都为同学们科研能力和创造性的发挥提供了保障。
自主创新能力的培养，对整个高等教育人才培养模式的改革起着举足轻重的作用，是“卓越工程师教育培养计划”中的重要实施内容，是高水平拔尖创新型人才教育的关键[11，12]。开展本科生自主创新实验教学模式的探索和实践非常有意义，弥补了传统实验教学模式的不足，充分调动了学生学习的积极性和主动性，发挥了其实验的创造潜力。同时自主创新实验教学模式充分利用了学校最新的科研条件，跟进了最前沿的科技动态，巩固了课堂教学成果，使创新型人才得到激励和发现，从而更加有利于培养创造型高素质人才。
参考文献：
[1]章军军，崔秀红.创新实验的设计性和自主性[J].实验技术与管理，2008，25（7）：23-24.
[2]孙晓燕，刘正堂.构建创新实验教学平台的实践与探索[J].实验室研究与探索，2006，25（4）：489-491.
[3]龚克.确立教学优先地位注重本科质量提高[J].中国高等教育，2007，（5）：21-23.
[4]周英.落实卓越工程师教育培养计划大力培养工程科技创新人才[J].中国大学教学，2011，（8）：11-13.
[5]龚克.转变观念大胆试验建立卓越工程师教育培养的中国模式[J].中国高等教育，2010，（18）：10-12.
[6]郭兴旺，王庆文.检测技术自主创新实验教学平台的建设[J].实验室研究与探索，2004，23（3）：9-12.
[7]程凤春.教学全面质量管理——理念与操作策略[M].北京：教育科学出版社，2004：159.
[8]马廷奇.高校教学评估与教学管理制度创新J].高教探索，2007，（6）：51-53.
[9]张忠华.论高等教育质量评估的多元化趋向[J].国家教育行政学院学报，2011，（2）：58-61.
[10]黄泽元，陈季旺等.自主创新实验的研究与实践[J].实验科学与技术，2008，6（5）：91-93.
[11]刘志刚.以培养创新型人才为目标构建高水平实验教学大平台[J].中国高等教育，2009，（6）：20-22.
[12]万思志.探索大学生创新性实验计划实施路徑[J].中国高等教育，2010，（11）：42-43.
基金项目：天津大学本科教学综合改革立项项目（201109-201209）
作者简介：孙晓红（1981-），女，山东烟台人，天津大学材料科学与工程学院博士，讲师，研究方向为无机功能纳米及孔材料。
关键词：自主创新；教学改革；实验
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）04-0056-02
一、引言
创新是人类文明进步的原动力，是大学教育的灵魂。高等教育要培养出高水平拔尖创新型人才，必须充分发挥创新性教育模式在实验教学中的积极作用[1，2]。天津大学是国家“211工程”、“985工程”首批重点建设的大学，学校以培养高素质拔尖创新人才为目标，坚持“办特色、出精品、上水平”的精英教育思路，坚持“育人为本”、“教学优先”、“质量第一”的教育教学理念，对学生实施创新性综合培养，不断加强本科生教育[3]。2010年天津大学在贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革思路下，积极启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[4]，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社會需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用[5]。为积极实施学校卓越工程师教育培养计划，推进学校创新型人才培养战略，提高本科生教育教学质量，材料科学与工程学院深入开展“结构—功能一体化陶瓷材料”系列实验课程的教育模式改革，大力发挥本科生的自主创新能力，充分调动学生的实验积极性和主动性，鼓励自发探索科研课题，取得了良好的教学效果。
二、传统实验教学方法的弊端
高校传统实验教学方法已经实行多年，一贯是学生按照老师给出的既定实验方案进行按部就班的实验过程，得出的实验数据或实验结果，大都为宣讲式或验证式的实验[6]。学生在整个实验过程中缺乏创新性思考，只是简单机械地重复，虽然锻炼了动手能力，但却忽视了动脑能力，无法充分发挥学生的实验积极性和参与性。传统实验教学方法也忽视了学生科研兴趣的调动，所有人都做一样的实验，千人一面，实验报告雷同，不利于学生科研好奇心的引导和科研灵感的激发，也很难对学生的科研能力给出差别性的评价。同时，不同实验之间缺乏相关性和系统性，往往各自独立，互不关联，难以提高学生的综合实验能力和解决问题的能力。传统实验课程也存在知识陈旧、知识点少、仪器落后、实验常规等问题，与课堂教学更接近科技前沿相比，无法满足学生对先进知识的渴求和创新性人才培养的要求。
三、自主创新实验的设计
我们在实行本科生自主创新实验教学改革的过程中，大胆尝试，积极进取，针对以上传统实验教学中存在的问题，进行了多项探索，以期更好的为本科生创新能力的提高提供良好的平台。具体自主创新实验的设计如下：
1.设计涉及范围更广、数量更多的科研课题，为学生选择更感兴趣的课题提供可能。我们既紧密结合“结构—功能一体化陶瓷材料”的课程要求，又充分发挥学院各个任课教师所从事的前沿科研课题，设计涉及范围更广、数量更多、选择余地更大的科研课题供学生选择，从而更容易调动学生学习的积极性和主动性，学生的学习兴趣大增，学习效果则明显提高。
2.实验题目更具有开放性和可参与性，积极发挥学生的创新性和思考力。我们一改过去严格要求学生按照既定实验方案做实验的教学模式，设计更开放、更具有挑战性和可参与性的实验课题，鼓励学生通过查阅相关文献，自学相关知识，针对实验课题自行设计实验思路、方案和实施步骤，并验证实验结果或解释实验现象。整个实验过程既调动了学生的好奇心和参与感，又大大锻炼了学生提出问题和解决问题的能力，改革效果明显。学生们提交的实验报告更能体现其学习和实验的能力，同时，由于学生必须自行解决实验中遇到的很多问题，因此他们学到了更多的知识，锻炼了更全面的动手能力，特别是提高了其自主创新的能力。
3.为每项实验匹配科研精英教师，做到一对一教学。改变传统实验只有很少固定指导教师的状况，充分发挥在科技前沿从事科研工作的精英教师的能力和水平，提高每项实验的专业性和针对性，才能使选择某实验课题的学生可以针对某项感兴趣的实验开展一系列深入和专业的研究。这大大调动了学生们的积极性，在专业教师的指导下，学生们更能充分发挥自己的科研积极性和主动性，在系统的培养下锻炼其创新能力。同时，这样的设计也更能充分利用学院最新的科研仪器和科研手段，让学生们能接触科技前沿课题，开拓眼界，领略最新科技发展动态。
4.鼓励学生针对在实验教学中发现的科研问题做后续深入的研究。我们自主创新实验的实施不仅仅体现在每一项实验课题的完成上，也大力鼓励学生针对在实验课中发现的问题做进一步深入的研究。学院为学生创造性科研想法的提出提供后续研究的平台，并选择优秀的教师进行专门指导，将他们的科研积极性和创造性发挥到最佳。这大大提高了学生对科研和科学知识的探索的兴趣，从而提高了本科生的整体自主创新能力。
5.全新的综合评分制度的实施。一门好的实验教学离不开客观且有激励机制的评分制度[7-9]。我们在实施以上相关自主创新实验改革的基础上，改变过去面对千篇一律的实验报告给出课程分数的简单评分制度，实施全新的综合考评办法。既要考虑学生们选择实验课题的难易程度，又要结合其实验过程中所学到的知识和所体现出的实验能力，同时考察其对实验结果的验证情况或对实验现象的解释情况，最后考虑其实验报告的写作。在整个评分制度中要请全体任课教师参与，保证评分制度的客观性和不同课题的可比性，同时对取得优秀成绩的同学给予适当的奖励，进一步提高同学们上实验课的积极性。 四、自主创新实验的教学效果
通过基于“结构—功能一体化陶瓷材料”系列实验教学模式的探索和实践，我们取得了良好的改革效果，提升了本科生的综合素质和创新能力：
1.由于自主创新实验课题与课堂教学结合更加紧密，使学生在实验过程中巩固了课堂学到的最新知识，开阔了眼界，更提高了其动手和动脑的能力。
2.自主创新实验更多前沿课题的设计及更有激励性评分制度的引入都最大程度地调动了学生们参与实验课学习的积极性和主动性，激发了其参与科研的兴趣和潜力。
3.由于自主创新实验更加鼓励学生自行选择课题，设计实验思路，分析实验结果，从而大大提高了学生们综合实验的能力。在自主创新实验过程中，学生的文献调研能力、知识运用能力、发现问题和解决问题能力、分析数据能力、表征测试能力及实验报告总结能力都得到了很大程度的提高[10]。
4.自主创新实验中专业教师队伍的参与指导，也为学生实验能力的提高提供了更加有针对性、更加综合的平台，好的科研问题的发现及后续实验的深入都为同学们科研能力和创造性的发挥提供了保障。
自主创新能力的培养，对整个高等教育人才培养模式的改革起着举足轻重的作用，是“卓越工程师教育培养计划”中的重要实施内容，是高水平拔尖创新型人才教育的关键[11，12]。开展本科生自主创新实验教学模式的探索和实践非常有意义，弥补了传统实验教学模式的不足，充分调动了学生学习的积极性和主动性，发挥了其实验的创造潜力。同时自主创新实验教学模式充分利用了学校最新的科研条件，跟进了最前沿的科技动态，巩固了课堂教学成果，使创新型人才得到激励和发现，从而更加有利于培养创造型高素质人才。
参考文献：
[1]章军军，崔秀红.创新实验的设计性和自主性[J].实验技术与管理，2008，25（7）：23-24.
[2]孙晓燕，刘正堂.构建创新实验教学平台的实践与探索[J].实验室研究与探索，2006，25（4）：489-491.
[3]龚克.确立教学优先地位注重本科质量提高[J].中国高等教育，2007，（5）：21-23.
[4]周英.落实卓越工程师教育培养计划大力培养工程科技创新人才[J].中国大学教学，2011，（8）：11-13.
[5]龚克.转变观念大胆试验建立卓越工程师教育培养的中国模式[J].中国高等教育，2010，（18）：10-12.
[6]郭兴旺，王庆文.检测技术自主创新实验教学平台的建设[J].实验室研究与探索，2004，23（3）：9-12.
[7]程凤春.教学全面质量管理——理念与操作策略[M].北京：教育科学出版社，2004：159.
[8]马廷奇.高校教学评估与教学管理制度创新J].高教探索，2007，（6）：51-53.
[9]张忠华.论高等教育质量评估的多元化趋向[J].国家教育行政学院学报，2011，（2）：58-61.
[10]黄泽元，陈季旺等.自主创新实验的研究与实践[J].实验科学与技术，2008，6（5）：91-93.
[11]刘志刚.以培养创新型人才为目标构建高水平实验教学大平台[J].中国高等教育，2009，（6）：20-22.
[12]万思志.探索大学生创新性实验计划实施路徑[J].中国高等教育，2010，（11）：42-43.
基金项目：天津大学本科教学综合改革立项项目（201109-201209）
作者简介：孙晓红（1981-），女，山东烟台人，天津大学材料科学与工程学院博士，讲师，研究方向为无机功能纳米及孔材料。