耿 欣，徐玉娟，李晓伟，温广武

(1.山东理工大学 材料科学与工程学院，山东 淄博 255000;2.山东理工大学 工程陶瓷研究院，山东 淄博 255000)

实验教学是高等教育的重要组成部分，是学生实践能力和创新能力培养的主要环节，它对学生学习和掌握科学的思维方法、锻炼研究问题和理论联系实际的能力起着重要作用[1]。过去高等院校主要侧重于课堂教学，即注重于专业知识的传授，无法培养和提高大学生的动手操作能力和创新能力，专业知识难以学以致用，致使无法满足培养符合社会需求的应用型高级专门人才的需求(即“基础厚、能力强、素质高、具有创新精神”)。尤其针对于将要毕业的大四学生，实验操作能力的薄弱让他们的毕业论文设计进展缓慢，难以提出创新性的想法和思路，也使他们在就业和工作过程中无法表现出有利的竞争优势。

为了提高大学生的实验操作能力和创新能力，山东理工大学出台《山东理工大学关于推进课程教学改革的意见》，调整人才培养方案，深化学分制改革，注重过程性考核，建立了“三层次、六模块、全过程”实践教学体系和运行机制；并完善了实验条件。此外，山东理工大学创新学院与材料学院联合开设材料创新实验课程，旨在培养应用型、创新型人才。创新性实验不同于一般的验证性实验，没有明确的实验方案，需要学生在实验过程中根据实验目的及要求，结合所学知识创造性的设计具体实验方案，并不断探索、修订和完善，最终获得合理的实验方案，并将其付诸实施获得相应的实验结果[2]。根据创新实验课程的特点，提出坚持“兴趣驱动，重在过程”的教学原则，经过近几年的实践，该实验创新体系已显现出其对学生综合素质、创新思维和能力培养的显著成效。

1 创新实验课程建设

本文以面向高分子材料与工程专业开设的材料创新实验课程为例，共向该专业大四学生提出4个综合实验。此课程不仅扩展他们的知识面，为即将到来的毕业论文设计奠定了基础，更是为了培养学生的实验动手操作能力和创新实践意识。

1.1 扩展知识面

目前山东理工大学材料学院高分子材料与工程专业主要为该专业学生开设关于高分子材料的专业课，导致学生对于材料学的知识面有限。材料创新实验课程包含的五个综合创新实验：“纳米氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究”、 “火焰原子吸收光谱法测定水样中锌的含量”、“轻金属制备与性能检测”以及“先进陶瓷制备及表征”。由于所包含的实验项目课题范围广、所涉及课程多以及新技术应用强，因此会扩宽高分子材料的专业学生对纳米材料、陶瓷、金属等方向的知识视野，使学生学习了新的理论，掌握了不同的实验方法和表征技术，启发学生对材料专业的兴趣和自豪感。

1.2 兴趣驱动

由于传统的教育模式重知识传递、轻动手能力的培养；一些学生在实验操作中表现出参观式、模仿式学习，缺乏做实验的兴趣，从而无法提高学生的创新实践能力。为了转变这一现象，学校以课程综合改革为切入点，转变教学方式，开设材料创新实验课程，将创新实验与专业知识进行深度融合，以学生学习成效为导向，学生创新精神与实践能力培养进一步得到强化。学生对实验的兴趣不足很大原因在于对实验的背景知识和工艺流程不熟悉，导致学生缺乏了解而无法下手。因此，笔者转变以往的教学模式，提前布置实验任务，让学生对实验课题进行文献调查，通过翻转课堂的形式，让学生加深对实验课题的理解和思考，同时锻炼了学生的文献总结概括能力和表达沟通能力，促进了课堂的互动性与参与性；实验课程设置为验证性实验、设计性实验、综合设计性实验三个阶段，循序渐进，难度逐渐加大，使学生逐步从熟悉实验仪器的使用到了解整个实验流程，再到拓展学生的创新性思维和批判性精神，学生从理论知识到实验操作有了很大的提高；此外，根据学生的预习报告、实验操作、课堂表现、实验报告的实际情况，给予优良中差的评分；同时根据学生在实验过程中表现出的创新性、发散性思维，设置额外的加分项，大大提高了学生的积极性和参与性。

1.3 注重过程

很多高校采用传统分项打分求和的方式对学生的学习效果进行评价，这种方式过于注重结果，尤其是对于创新实验课程来说，实验结果并不具备唯一性，在实验过程中学生可能经受失败和挫折，付出了很大的努力，却得不到比较理想的实验结果，会大大挫伤学生的积极性。根据创新性实验的实验结果不确定性较大，实验涉及环节多的特点，我们摒弃了以实验结果为首要指标的传统实验评价方式，而是将评价指标具体化到创新实验的各个具体环节[3]。以笔者所带的“先进陶瓷制备及表征”创新实验为例，将高分子材料与工程专业69名学生分为6批，每一批11～12人；并将每批人次分为4组，每组3至4人。多批次少人数可有效提高师生比，确保教师能全程参与并指导各小组的实验；其次锻炼学生团队协作能力，促使小组成员自主分工并保证每个同学能充分参与整个实验流程；同时设立助教制，研究生助教全程参与实验课程，实时记录并评价每组成员在实验课堂上的动手操作能力、方案设计能力、创新实践能力等，注重过程性考察，将实验过程的各个环节具体化评价；此外，完善课程教学评价方法，并根据实验过程中出现的问题不断研究、改进相应环节的评定方法，给予学生一个公平、客观的评价对调动学生学习的热情和积极性有很大作用。将过程评价和结果评价相结合，既能保证创新人才的脱颖而出，又对培养创新意识和能力的过程实施监控，推动大学生科技创新活动继续向规范有序方向发展[4]。

2 结论

通过开设创新实验课程，模拟真实的科学科研环境，以培养学生的创新能力和批判性思维。首先以笔者教学经验为例，材料创新课程拓宽了高分子材料专业学生的知识面，开拓了他们对于陶瓷、金属以及纳米材料的视野。创新实验课程不仅促使学生了解材料制备和表征的各个环节，包括制备原理、实验流程以及材料分析测试手段，更极大的丰富了学生的知识储备并提高了学生的动手能力。此外采用多批次小组模式，为学生提供充分的提问和发言机会，提升了学生对创新实验的参与性。而当实验结果不如人意时，共同探讨问题所在，并提出解决方案；此过程能培养学生的反思和问题解决的能力。因此采用过程评价和结果评价相结合的方式，不仅能给予学生公平、客观的评价，还推动大学生科技创新活动向规范有序方向发展。