大学生科技发明论文范文

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关键词：高等教育；科技素质；现状；教育改革

一、科技素质的含义

科技素质主要是指人们为了在科技事业上取得成就并适应科教兴国战略的需要所必须具备的科研能力、科学知识和热爱科学、敢为科学献身的科技道德品质。科技素质既包括科学知识、科学方法、科学理论、科学观念和科学思想：也包括科学思维、科学智慧、科技研究能力、科技发明与创造能力、科技应用能力；还包括讲科学、学科学、用科学、爱科学的科技道德品质。

二、大学生科技素质现状

科学知识与科技素质是两个不同的概念，两者既不能混淆，也不能互相代替。科技素质教育要包括三个层面：科学知识教育、科技技能教育、科学思想品质教育。客观地说，目前，不少高等院校在很大程度上仍然停留在科技知识教育的层面上。就目前高等教育中大学生的科技素质现状来说，存在以下几个方面的问题：

(一)课程设置严重缺乏科技素质教育的内容

课程设置如同大海中的航标，它为大学生指明了学习的方向。由于目前人们仍把科学知识教育等同于科技素质教育，课程设置也就在很大程度上反映了这一陈旧的教育观念。围绕各自的培养方向各高校各专业都设置五花八门的课程，这无疑开拓了学生的知识面，但却无法弥补学生科技素质的缺陷。因为在其课程设置中很少看到“科技发明技巧”、“科技写作学”、“科技发展史”、“创造学”、“科学思维”、“科学研究的理论与方法”、“科技实践”等意在培养学生科技技能和科技思想品质的课程。理工科本来还有一些实验和实习的时间可为学生提供科技技能的体验，但由于实验设备陈旧、实习经费严重不足等原因，只好将实习和实验的时间一缩再缩，只剩下少许的技能体验，再加上有些学生学习态度不端正，将这些少许的技能体验的机会看成可有可无，马虎应付了事，科技技能和科技思想品质的培养根本无法在课程设置中占有一席之地。毕业设计或毕业论文的安排本来可以弥补课程设置的不足，时间一般在12～16周，这是大学生培养科技技能的一次好机会，但由于学生缺少有效的科技发明与创造的理论指导，再加上学校管理上的问题，使科技实践成为一种盲目的、毫无把握的实践。在大学生看来，完成毕业设计或毕业论文是为了顺利毕业，而不是为了提高自己的科技素质，因而对此不予重视。对指导教师来说，选题时基础理论研究的课题较多。而应用型的较少，他们指导学生开展毕业设计或毕业论文工作的思路仍是向学生传授基础理论知识，而不是培养学生的科技技能，同时有些教师把指导毕业设计看成自己完成教学工作量的途径，要求不严格，使毕业设计或毕业论文工作难以发挥其培养学生科技素质的功能，也很难为学生打下扎实的科技素质基础。

(二)校园缺乏科学研究的氛围

在高等院校学生群体中，各种文化娱乐活动很多，但是，很难找到科学研究社团开展的科技活动。学校学生工作部门仍以“德、智、体”评定学生的在校表现，但其“智育”却被“智育”代替了。在“智育”评定中，只要学习成绩优秀，其“智育”就为优秀。采用奖金数额可观的办法对学习成绩优秀的学生给予奖励，学生科技成绩的奖项却很少出现，大学生科技技能的锻炼和科学思想品质的培养很少采取激励的措施。同时学生的科技素质缺乏统一的指导、规划和培养，学校缺乏提高大学生科技素质的指引和导向，校园也就自然缺乏科学研究的氛围。

(三)大学生缺少科技实践活动

科技实践活动，可以让学生发现科技领域许多悬而未解的问题。这必然会引起大学生的好奇心与注意力，促使大学生去思考，并努力寻找解决问题的办法，从而激发大学生研究问题的兴趣和创新欲望，促进和提高大学生的观察、联想、动手操作、运用基本知识和基本理论解决问题的能力，进而锻炼大学生独立思考、实践动手和创新的能力，激发他们崇尚科学、追求真知的决心。但多年来，将大学生课外实践活动的目的定位在“了解国情和社情民意”上，高校组织学生开展此类活动就成为“参观访问式”的实践活动，而科研技能只有在科技实践活动的亲身体验中才能得到认识、锻炼、巩固和提高，可惜目前大学生的科技实践活动还没有从真正意义上开展起来，致使一些学生在进入专业基础课的学习过程中，产生的设计灵感经常会因为没有经费、场地和专人指导等因素，而将这些学生从事科技实践的积极性扼杀在萌芽状态。

(四)大学生缺乏科学研究的兴趣

笔者曾作过一次300人的问卷调查，在“每学期参加过多少次科技活动”的栏目中，选择“无”的占97％；在“业余兴趣是什么”栏目中，回答是“参加科技活动”的占2％；在“完成毕业论文的目的是什么”栏目中，回答“是为了自己的科研兴趣”的占1.7％。学生很少参与学校科技活动，究其原因，除了学生对科技活动感觉陌生外，科技兴趣的淡薄也是一个重要的原因。

(五)大学生缺乏为科学奋斗的精神

大学生科学精神的培养是一个以掌握一定的科技基础知识、科学的研究方法、严谨求实的治学态度，以及不怕困难、积极探索的精神为基础的系统工程。大学生是祖国建设的科研后备力量，然而，面对毕业设计题目和指导教师的选择，有些学生事先打听的却是哪位老师题目简单、工作量小、管理松懈、容易通过：面对毕业分配，相当一部分学生事先考虑的却是工作是否轻松、待遇是否好的问题，即使是读生产应用型专业的大学生也不愿意选择生产第一线单位。于是出现了许多学非所用的怪现象，如读电子专业的争着去税务部门工作，读化学专业的争取去银行工作，读汽车维修专业的也一心一意选择去党政机关工作。尤其是近年来采取毕业分配双向选择的措施后，这种学非所用的现象更加突出。即使毕业分配时无奈选择到科研和生产第一线去工作的，走上工作岗位后，也挖空心思跳槽。在这种情况下，全国各地普遍出现了人才流失的现象。造成大学生不愿到科研和生产第一线去工作的原因之一是大学生缺乏为科学奋斗的精神。

三、提高大学生科技素质的思路

科技素质——兴国富邦之必要，时代需要大学生具备良好的科技素质。不重视大学生科技素质教育的后果是严重的，作为高等院校，要设法使受过教育的学生既能掌握科技知识，又具有科技技能和科学品质。要做好大学生的科技素质教育工作，首先就要构建大学生的科技素质教育的思路。

(一)从树立科技素质教育的角度重新构建高等教育办学质量评价标准

相当长的一段时间以来，对高等教育办学质量的评价停留在每年能培养多少大学毕业生的标准上，这种以数量为标准的办学质量评价使我国的高等教育陷入办学实践的误区。 而对高校毕业生的质量评价，以“学历”和“文凭”为依据，这种以“文凭”代替“水平”，以“学历”代替“能力”的评价标准，妨碍了大学生科技素质的培养和提高。评价标准作为一种科学的舆论导向。必须顺应科教兴国的新时代要求予以重构。如果仍以旧的标准评价高等教育的社会贡献，必将产生扭曲高等教育生产功能的严重后果。高等教育的生产功能如同工厂的生产功能，具有外延扩大再生产的功能和内涵扩大再生产的功能。从本质上讲，高等教育生产多少的问题不能体现其固有的生产功能。能够反映高等教育生产功能的是内涵扩大再生产。内涵扩大再生产的主要特点是在不增加教育投入的情况下，通过调动学校人的办学积极性，让教师潜移默化地在大学生心灵深处种下科技创新的种子，通过优化学风、教风、校风的途径，通过设置科学的办学目标，通过制定严格的规章制度，同时，又通过采取有效的激励机制和措施来实现，所体现的应是教育质量从本质上得以提高。

(二)从提高大学生的科学理论和科学知识水平出发重新构建高等院校的课程设置

客观地说，不少高等院校现有的课程设置为我国大学生朝“一专多能”的方向发展提供了广阔的空间，但是，由于受到特定的历史条件和传统观念的制约，还不能体现出科教兴国的模式州。为了提高大学生的科学理论和科学知识水平，使他们扎实地掌握科学研究的方法和科学的思维方法，树立大学生的科学道德品质，要下大力气增加大学生科技知识的教育，重新构建高等院校的课程设置。重新构建高等院校的课程设置的基本思路是体现科教兴国的特色，增加科技教育的内容，为大学生开展科学研究和科技发明、科技实践提供扎实的知识准备。

(三)以提高大学生的科技技能为目的重新构建大学生科技实践的内涵

首先，要充分利用好现有的科技实践环节。针对毕业设计的状况，要采取措施扭转这一局面。其一，要求大学生都要认真完成毕业论文或毕业设计所规定的任务：其二，要采取措施加强对大学生毕业论文或毕业设计工作的指导和监督：其三，制定严格的大学生毕业论文或毕业设计答辩制度，答辩不合格的学生不予毕业，重做毕业论文或毕业设计，参加下年度的毕业答辩。学校要加强对毕业答辩过程的监督，各个答辩组的老师要严格执行答辩的各项要求和规章制度，绝对不可草率了事。使学生从思想上更加重视毕业论文或毕业设计工作，更加重视科技素质培养和锻炼的效果。

其次，在学校条件允许的情况下，应多设置大学生科技实践课或实践环节，让学生有足够的时间和条件开展科技实践。对于学生在实习工厂的实习，除了配备足够的设备外，还要进一步规范实习的目的、内容、时间和要求，做到讲授和实践相结合。要采取必要的措施，保证实践活动不流于形式。

再次，要组织力量重新对大学生开展科技实践活动的各个环节进行评估，做到科学而周密地统筹规划和布置。其中，应把对大学生科学思维能力、科技应用能力、科技研究能力、科技创造能力和科技发明能力的培养和锻炼，放在大学生科技实践活动规划中的突出位置上加以重点安排，保证对大学生科技实践活动进行定期的检查、督促和总结。

(四)以深化大学生科技道德品质和科技实践为目标重新构建提高大学生科技素质的激励机制

第一，大学生课外学术科技活动的广泛开展，在客观上要求营造浓厚的校园科技学术气氛，学校应通过各种舆论工具，广泛宣传大学生提高科技素质的重要意义，在学校中营造“提高科技素质光荣”的强大舆论，要以正确的舆论引导大学生开展科技实践活动。结合重大学术科技事件，进行科普宣传，举办科技报告。只有进行广泛的宣传和发动，才能激发广大的教师和同学积极地加入到科技活动的行列中来：才会有大量的科研成果涌现；才能有助于更多的同学锻炼成长：使素质教育真正落到实处。

第二，大学生只有在科技活动中才能感受到提高科技素质的活力。学校可以结合本校实际情况，定期统一组织一些学科知识、科技作品竞赛等大型的科技活动，如科技发明竞赛、科技论文写作比赛、科技创新大赛、科技素质全能赛、机械设计创新大赛、机器人大赛等等，为大学生创造良好的科技活动氛围。结合暑期社会实践，进行科技服务、科技下乡等活动。

第三，增加投入，扩大大学生课外科技活动覆盖面。要积极争取各方面的支持，增加对大学生课外学术科技活动的投入，要积极引导更多的学生来参加科技活动，尤其是要鼓励学生参加项目研究，增强学生的科研和创新能力。要通过政策手段加强对学生参与的应用型项目和社会科学项目的引导和扶持，要逐步转变“重基础、轻应用”的局面，使学生在实用新技术和社会科学研究方面能够取得一定的成果，全面提高高校人才培养的质量。

第四，设立各个级别的大赛奖，加重各奖的含金量，以点带线，以线带面，形成更好的大学生科学研究与创新氛围，借此激励大学生勇攀科学高峰和加快提高科技素质的步伐。在重视奖励学生的同时，不应忽视对指导教师的重奖。学生的各个大赛往往离不开指导教师的辛勤劳动，因此，对指导教师进行重奖也是十分必要的。如果没有教师的积极参与，各个大赛也不能够长久持续下去，即使坚持下来，恐怕也只是流于形式。

四、结束语

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随着素质教育的不断深入发展，社会的进步和学生需求的不断提高，高校共青团应为培养高素质的人才发挥更大的作用，这是新形势下高校共青团组织服务大局和服务青年，增强吸引力和凝聚力的最重要的途径。因此如何创新和发展高校的团学工作，宣传和实践科教兴国国策，开展创新教育，也成为了我们需要思考的一个问题。

一、高校共青团工作面临的新形势

1、新时期高校共青团工作面临新的定位和新的要求

青年是国家的未来、民族的希望，赢得青年才能赢得未来。论文参考，高校。团中央、教育部联合下发《关于进一步加强和改进高等学校共青团建设的意见》中也指出，加强高校团的思想建设，必须以“三个代表”重要思想为指导，始终把思想建设作为高校团的建设的首要任务，把自己锻造成团结和凝聚大学生跟党走中国特色社会主义道路的坚强核心。所有这些重要论述，都为新时期加强和改进共青团工作提供了保证并指明了方向。

2、信息网络时代对新时期高校团工作提出新的要求随着计算机的普及、网络的逐步延伸，被称为第四媒体的计算机网络在许多方面正对高校学生的思想、行为方式产生巨大冲击。网络是把“双刃剑”，如何提高大学生辨别能力，树立正确的网络观、价值观，如何把握机遇、迎接挑战，在网络阵地体现先进性、发挥战斗力，掌握网上育人的主动权，成为新时期团的思想工作面临挑战。

3、工作对象日益复杂化也给高校共青团工作提出新的问题随着社会主义市场经济的深入发展和高校教育改革的不断深化，大学生的思想观念、行为方式等方面也发生了许多新的变化，较之以往的大学生，当代大学生呈现出很多新的特征。当代大学生的特征的变化使高校团组织的凝聚力和团干部的号召力面临前所未有的挑战，这也就要求高等学校团组织要把加强大学生思想政治教育工作摆在突出位置，充分发挥在教育、团结和联系大学生方面的优势，竭诚为大学生成长成材提供服务。

二、时代对大学生的素质要求有了新变化。

1、学会学习。这里的学习强调的是自学能力的培养，要求学生要有正确的学习态度、学习习惯、学习兴趣、学习信心和学习方法，同时在知识经济时代里．还应树立终身学习的观念。

2、学会做事。学会认知和学会做事在很大程度上是不可分的，但后者强调如何教会学生实践他所学的知识，强调从知识、技能到能力的转变。这种能力不仅是实际动手技能，而且包括处理人际关系能力、社会行为、集体合作态度、主观能动性、交际能力、管理和解决矛盾的能力，以及敢于承担风险的精神等综合而成的能力。

3、学会关心。强调关心即强调个人对社会、对他人、对世界的责任。未来社会人与人之间的相互依存关系将越来越明显、越来越重要，人离开他人将无法生存。同时，未来杜会的人必须学会关心，即要关心社会和国家的经济利益；关心全球的生活环境；关心他人，关心家庭，关心朋友，关心自己；关心真理、知识和学习。

三、根据以上这些新的要求和变化，高校共青团工作也要相应的进行发展和创新。论文参考，高校。论文参考，高校。

1、加强校园文化建设。校园文化是一种主导的、科学的、高雅的文化，开展丰富多样的校园文化活动有利于提高学生的科学文化水平；有利于提高学生的道德修养水平；有利于学生建立台理的知识结构；有利于培养学生的动手能力、创新能力和组织管理能力；有利于促进学生身心健康的发展。

2、抓好社团建设。论文参考，高校。学生社团活动是学生自我教育、自我管理、自我服务的重要形式。学生社团活动大大丰富了校园文化的内容，使更多的学生在校园文化建设中得到锻炼，它突出了学生在活动中的主导作用。要注意的是，共青团在组织和指导社团活动时，要大力扶持学术科技型社团，努力引导理论学习型社团，积极支持社会服务型社团，监督和引导兴趣爱好型社团，重点要发挥社团在校园文化建设中的生力军作用，使学生社团成为拓展学生知识面、培养综合素质和能力的一个重要场所。

3、积极开展学生课外科技活动。大学生参加课外科技活动对培养他们独立思考问题的能力和开发创造性思维具有显著的作用。共青团组织要建立引导学生积极参与课外科技活动的导向机制，建立学生课外科技项目申报、立项、资助、开发、评审、奖励的激励机制。

(1)科技普及类活动。可以以展览或讲座等形式为主要载体，其内容非常广泛，从现代技术观到现代人生观，从生活中科技常识到人化自然的技术原理，从技术人才的成长到科学家的伟大成就，从小发明的方法到现代生活工艺与流程，从自行车的力学原理到核潜艇和航天飞机，从技术发明故事到自然辩证法，从技术发明方法到技术创新理论等等。

(2)技术实践和竞赛类活动。包含学具、教具和玩具制作，车船模型、航空航天模型、建筑模型的制作。电子技术制作，电化教育媒体制作、摄影技术制作，实验器材的制作，以及有关比赛、展览的活动等等。

(3)技术性乃至学术性的小组或团队活动。包括实验钻研小组、小发明协会、学生科协、假日科研沙龙，等等。创新教育活动的形式和途径非常丰富，应依据具体条件和阶段目标，因地制宜地进行系列化活动构建。论文参考，高校。

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doi：10.16083/ki.1671-1580.2017.03.009

中图分类号：G64

文献标识码：A

文章编号：1671-1580（2017）03-0032-03

理工科大学生作为国家未来科技建设的储备人才，他们的动手能力及创新思维能力的发展，在未来将直接影响我国科技发展水平，因此，着重培养理工科大学生的创新意识和自主创造发明能力，是当工科高校教育改革面临的重大课题和挑战，是国家发展战略的核心关键。

一、大学生创新能力的影响因素分析

（一）传统教育方式、教学评估的片面性制约

理工科大学生从高中开始就习惯应试教育，多数学生很难从标准答案的定势中突破自己，不能积极主动地发表自己的见解，导致了理工科电子类专业大学生通常都思维逻辑较强，但是缺乏创新意识及创新能力，因而，这些工科电子类专业学生在毕业后大部分都成为了一名合格的技术人员、工程师，却很少能够成为具有发明创造性的科学家。与此同时，各式各样的教学评估、学习评价太过于着重学生对课本知识的记忆和复现，并将此作为评价标准，而忽视了学生对问题的全面解析，使学生缺乏创新实践的勇气，丧失挑战权威的能力。

（二）教学实践环节相对匮乏的约束

从实践中教学是培养和提升大学生创造发明能力的关键性环节。在工科高校中主要的教学实践环节有：课程设计、毕业设计、综合性实验、工程训练实习等。这些教学实践大多是验证性的，缺乏设计性实验。并且由于一些学校自身的实验条件的限制，导致在验证性实验中，还是少部分学生动手做实验，多数学生袖手旁观并没有参与其中。同样，在工厂或者科研院所进行实习的过程中，学生也不是积极参与进来，而演变成了参观性学习，不敢动手实践，实习训练的效果往往也达不到期望值。

（三）大学生评价和考核量化标准单一的约束

高校对大学生的考核和评估标准更是只看重共性却忽略了学生们的个性发展，其评测标准脱离了社会对人才创造发明能力的综合素质要求，其考核方式也较单一。大学老师为完成基本的教学工作量，为教而教，忙于“挣课时”，大学生为顺利毕业而被动接受，忙于“刷绩点”，这样周而复始便导致学生局限于书本，难以发挥自己的个性和兴趣，这种评价体系却忽略了对学生创新能力的培养。

大学生创新能力的培养是一个系统的工程，随着教育的大众化和多元化，各方面的因素都要综合考虑到，对大学生创造发明能力的考核体系和教学管理评估的考核方式进行不断完善，构建出新的实践教学体系，教师自己首先要不断提高创新能力，提升教学质量，全面贯彻以人为本的教学思想、切实关注和落实大学生创新发明能力、科学实践能力的培养。

二、提高电子类专业大学生科技创新能力的方法

通过调研，提出基于科学研究的理工科大学生实践创新能力培养的途径如下：

（一）开设创新性实验课程

实验教学也是培养创新性人才不可或缺的一项环节，理工科高校现开设的实验有基础实验、课程设计、综合实验等。这类实验中除了课程设计外，大部分实验都只是验证性的，而课程设计在某种程度上是一种创新性实验，但这种设计性的实验被安排在课堂中，也就有了一定的约束条件，比如实验条件、课程安排时间等，通常情况下取得的效果也达不到期望值。既不能激发学生的学习兴趣又抑制了学生的发明创造能力。

开设大学生创新性实验，原则上可以弥补过去实验教学中的缺陷。开设创新性实验课程就是为了倡议高校创新性实验的重大变革，能够激发出学生的积极主动性及发明创造性，从而提高大学生的新能力和实践能力。

创新性实验主张学生首先需要根据实验要求和实验目的进行查阅资料，做好前期的准备工作，然后自主设计并完成总体方案，明确设计中关键技术和技术路线，最终搭建实验设备和平台，完成实验，并对实验结果进行分析和处理。在整个实验的完成过程中，始终是学生为主老师为辅，老师只需对实验方案的可行性进行审核，并在实验过程中引导学生完成实验，最后对学生的实验结果和实验报告作出评测。这种方式培养了学生学会收集和处理资料并汲取新知识的能力，使得学生能够运用科学严谨的思维和研究方法去解决实际问题，激发了学生的积极主动性和创造发明性，加强了学生分析并解决问题的能力，从而促进了学生的创新能力及实践能力的提高。

（二）开放科研实验室

全面开放科研实验室，作为学生创新能力的培养基地，借此契机筹备并整合资源，建立起面向学生的科技创新科研实验室开放平台，吸引更多的学生参与开放性的实验课题和实验项目，使科技创新活动更加普及。既有利于高端人才的培养，又有利于形成一种科技创新的氛围。

工科电子类高校可以根据各个专业的优势整合资源，实时掌握学科发展前沿，科研实验室面向全体学生开放，将课业之外仍有精力、有能力的本科生和对科学研究感兴趣的学生组织起来，让他们参与到教师的科研团队中，开展学科前沿的研究工作。同时鼓励这些已加入到科研团队中的同学自己申请国家、省和学校的一些有回馈的开放课题、创新性小项目和科研小制作等。在科学实践的过程中，学生由老师指导怎么做科学研究实验，到自己独立动手完成设计，再自己申报课题，申请各种发明专利，独立完成科研论文的一系列科研活动中，全方位地得到培养和锻炼。开放科研实验室，对于学生而言，可以开拓眼界，能够将所学的基础知识和专业技能结合起来，也就是说将理论和实际进行了结合，提高了学生的实践能力和科研创新能力；对于教师而言，教师通过对学生创新思维和能力的培养，自身的专业素养也得到加强，凝练学科方向，以科研带动教学，行之有效的使教学和科研有机结合。

（三）搭建科研训练平台

为了响应素质教育的号召，提升大学生创新精神和科研实践能力的培养，理工科高校有计划有组织地为学生开展了科技创新课外活动。学校定期举办各种校园科技创新活动，让学生积极参与到活动中来。学校还鼓励学生参与各学科的国家级竞赛和省级竞赛，如“飞思卡尔”智能车比赛、各级电子设计竞赛、智能机器人大赛、全国数学建模大赛、“挑战杯”课外学术科技作品展，等等。

高校参照“集中资源，优化配置，调整改革”的方针，统筹利用高校的科研实验室、工程训练中心、大学生创新活动基地等，开放创新实验项目基地，让学生们积极参与进来，给学生安排固定的实验室，这样提供了学生进行自主研发创新的基本条件。实验室实行全天开放工作制，每天从9：00-20：00时间段完全开放，学生可通过“实验教学与实验设备管理系统”来提前预约。与此同时，学校安排组织指导老师和各学科专家对电子设计大赛和数学建模竞赛等设计创新类实践活动进行程序化和常规化的专业培训。另外，大学生创新活动中心还积极联合了校外优秀企业，设立了两个“产学研”实践培训基地和6个联合培养实验室，进一步促M了学生创新实践活动的开展和创新型人才的培养。

通过搭建科研训练平台，使学生初步了解并掌握了科研实践项目的基本步骤，大致可分为选题、论证、申报以及等，系统性地培养了学生将理论基础知识与实践相结合的能力，从而提升了学生发现问题、思考问题并自主解决问题的能力，充分发挥了学生的创新思维。

（四）毕业设计和创新性实验计划相结合

高校是培养高级人才的重要基地。大学生的毕业论文是高校检验学生创新实践能力的一个重要手段，其主要是为了让学生将理论专业知识和实践能力结合起来，加强学生的实践能力、创新能力，这种手段在培养人才的过程中有着不可比拟的作用。而毕业论文的设计过程对学生科研能力、创新能力及综合素质能力的培养也都具有一定的积极作用。

许多电子类专业大学生在参加创新性实验计划时，基本的专业知识还不够扎实，在一些创新性实验计划项目结题时，学生能真正参与进来的只是项目前期的基础工作研究，很多内容并没有深入了解。因此，指导老师希望能够继续指导那些参加过创新性实验计划学生的毕业设计，主要目的就是指导学生深入研究原来的创新性实验计划项目。这充分利用了原有的研究基础，学生的毕业设计在此基础上也就较易有所成果。在整个毕业设计的完成过程中，必然会随之带来各种问题，但若学生通过自己的钻研或在老师的引导下解决问题，必定会给学生带来成就感，从而激发了学生对毕业设计的浓厚兴趣。当学生同时需要应聘工作和完成毕业设计时，在兴趣的驱使下学生就能够协调解决。另外对于那些考上研究生的同学，指导教师更应注重对其创新能力的培养，为其在今后的研究生学习生涯中打下扎实的基础。

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关键词:

土木工程材料;知识分层;教学设计;教学实践;课程教学

知识是基础，是载体;能力是知识的综合体现;素质是知识与能力的升华。知识、能力、素质是进行创新的基础，只有将三者的教育与培养结合在一起，并贯穿于教育的全过程，才能培养出高水平的人才。高等教育应在传授知识的同时提高学生的综合能力，升华其素质，培养学生的创新精神和创新意识。布卢姆认为，只要在提供恰当的材料和进行教学的同时，给每个学生以适当的帮助和充分的时间，几乎所有的学生都能完成学习任务或达到规定的学习目标［1］。其实很多学生学习成绩不理想，学生智慧能力的欠缺并不是主导因素，未能提供适当的教学条件和合理的帮助才是造成学生学习成绩不理想的最大原因。因此，笔者在土木工程材料课程教学中采取知识分层的方法，将课程知识划分为不同层次，预定目标，并采取针对性措施，帮助学员实现获得“知识、能力、创新”不同层次知识的目的［2－4］。

一、土木工程材料课程知识分层的教学设计

土木工程材料课程主要介绍各类建筑材料的成分、生产过程、技术性能、质量检验以及应用等基本知识。材料种类繁多，内容繁杂，各章自成体系，而且概念多、术语杂;经验性的东西多，逻辑推理性内容少;文字叙述多，公式计算少。学员在学习过程中感觉对知识的理解并不难，难的是抓不住重点，感觉要记忆的东西太多，不能将繁杂的内容梳理出条理清晰的层次，以致学生感到学习难度较大，学习效率不高。 依据土木工程材料课程知识来源及其特点，将该课程教学内容划分为:教材知识、拓展知识、科学知识三个层次［5］。(1)教材知识:即人才培养方案和课程标准要求掌握的内容，包括水泥、混凝土、钢材、防水等材料的化学成分、生产工艺、技术性能、质量检验以及材料的基本性能试验等;(2)拓展知识:指教员对课本知识的分析和拓展，主要内容是教员在科研、工程等实践过程中积累的经验和知识，以及课本以外的专业知识等［6］;(3)科学知识:与土木工程有关联的一切材料知识与实践，重点介绍材料科学发展的最前沿知识，及其在防护工程中的应用，如泡沫铝、纳米二氧化钛、石墨烯、相变材料、形状记忆材料等新材料的功能开发和应用研究，主要作用是激发学员的创造力。针对不同层次的知识，引导学生采用不同的学习方法和不同类型的评价方法，实现不同层次的教学目标［7］。通过任务—问题，引发学员的学习兴趣，实现学员获得“知识、能力、创新”三位一体课程知识的目的，培养学员的创新意识和创新能力。

二、土木工程材料课程知识分层的教学实践

为了深入贯彻理工大学精英教育理念，充分发挥教员的主导作用，引导学员全面成长，更好地对学员因材施教，拓宽学员视野，培养学员的实践能力和科研创新能力，从2009年开始，笔者尝试在土木工程材料课程教学过程中实施“本科生导师制”。实践中将导师制与课堂教学内容形成良好的衔接、互补，并对课程的知识体系进行梳理，逐步形成了“知识分层”的教学思想，在探索实践中，收到了较好的效果。

(一)课前预习以教材和学习指导书为载体，引导学员进行有针对性的课前自学，时间以10分钟至30分钟为限。课前自学能使学员对概念性知识有初步认识，对不能理解的知识点或各类疑问带到课堂上反馈给教员。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。

(二)课堂教学教员对学员的预习情况进行检查，获得学员不能理解的知识点或各类疑问，在课堂上有针对性地讲解必须掌握的重点、难点，确保学员能够掌握人才培养方案要求掌握的知识。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。在此基础上，教员对课本知识进行拓展，介绍真实的工程案例或事故，重点是军事工程。本过程以让学员了解和掌握拓展知识为目标。主要包括如下三方面内容:(1)大型工程涉及的材料:包括国内外各类典型工程及本地区的重点工程，如青藏铁路、水立方、鸟巢、苏通大桥、杭州湾大桥、永兴岛建设等工程中涉及的各类材料，体现理论知识与工程应用的紧密联系。(2)工程事故:包括各类媒体介绍的工程事故及环境污染实例，如重庆彩虹桥垮塌事件、家庭装修带来的“装修病”等，以此作为切入点介绍材料性能对工程结构质量和使用性能影响的重要性。(3)特种材料及技术:如“耐高温—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土结构抢修加固材料”“再生混凝土”“材料无损检测技术应用”等，并在此基础上引导学员针对工程实践特点，根据基础理论知识进行材料创新设计。

(三)实验教学实验教学作为大学本科教学的重要组成部分，是培养学生实践能力和综合素质的重要教学环节。相对于理论教学，实验教学更具直观性，更能培养学生发现问题、解决问题和分析问题的能力，在提高大学生综合素质和创新能力方面发挥着重要作用［8－9］。1．基本实验按照《全国高等学校土木工程专业本科教育评估标准》对土木工程材料课程实验教学的要求，完成六个验证性实验。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。2．自主实验即开放式“三性”试验，实行自主选题、自行设计、自主操作。采取“本科生导师制”［10］，引导学生组成兴趣小组或科研团队自行选择试验内容，合理利用实验室已有设备制定试验方案，并得出实验结论。遵循“引导—自学—辅导—实践”四个环节，激发学生自主进行研究性学习的热情，把综合理论知识和技术融入到研究过程中，培养学生合作研究能力、技术创新能力，增强学生的综合素质，充分开发学生的潜力，为培养优秀学员创造条件。本过程以让学员了解科学知识为目标。在自主实验的基础上，教员根据学员的选题提供研究思路，以国防工程新材料研制俱乐部为平台，带领学员进行各类实践活动，如面向学生的科研立项、开展学科竞赛、参与教员的科研项目等。主要成果形式可以分为三大类:论文类、发明类、竞赛类。(1)论文类，包括科普类论文和学术类论文。从材料角度对大型工程进行材料设计，或从工程事故分析报告等角度撰写论文，要求正式发表，包括会议论文。如论文《‘美国911事件’中钢材对火灾产生、蔓延的影响》《建筑环境污染事件中材料的决定因素》等;也可以根据国家战略或国防战略选题，如《设计南海、西南高寒地区所需要的特种建筑材料》等。(2)发明类:以土木工程建设、国防工程建设或军事需求进行选题，包括材料发明、材料结构设计等，通过试验进行发明创造，并申请发明专利或实用新型专利。(3)竞赛类:以材料的创造发明或论文形式，参加校内外各类学科竞赛。如每年一次的理工大学“卓越杯”科技创新大赛，每两年举办一届的“全国大学生混凝土设计比赛”“中国大学生新材料创新设计大赛”“‘挑战杯’全国大学生课外学术科技作品竞赛”等，甚至可以参加相关学科的竞赛，如“全国大学生混凝土结构大赛”等。

(四)课程考核课程考核包括教学不同阶段的全过程评价，既考核结果，也考核过程。一是考核学员对教材知识的掌握情况，占总成绩的70%，具体包括预习单、作业本、实验报告、考试成绩等。二是考核学员对拓展知识的了解、掌握情况，占总成绩的20%，主要包括课堂表现、创新选题等。三是考核学员对科学知识的了解、掌握情况，占总成绩的10%，是课程成绩评定为优的重要依据。主要以课外创新作品的呈现程度来进行评价，如撰写论文5分，如果了(或有录用通知)就10分;发明创造有作品的5分，申请了专利的10分;正式参加了比赛的5分，已经获奖的10分。

三、土木工程材料课程知识分层教学成效

在“土木工程材料知识分层”教学设计和实践的过程中，先后获得学院“建筑材料课程教学改革研究”“本科精英教育的探索———课外实践导师制”“基于建筑材料课程的学员自主学习能力的培养研究”等教学科研项目的支持，获得一些教学改革成果。在课程考核方面，近几年学生通过率都达到100%。优秀率从5%左右提高到10%以上。在撰写论文方面，学员团队在教员的指导下撰写了《泡沫铝的特性及其在防护工程中的应用探讨》《室内电磁辐射污染分析与评估》《基于金属热工艺“四火”原理实现铸强兵之“剑”》等多篇学术论文。在创造发明方面，在教员的指导下，学员自主开展“寒区单兵多用途自热包”“一种高强陶粒混凝土的研制”“K－15快速高强抢修加固材料”等材料研究，并申请了专利。在参加竞赛方面，学员连续四年组队参加理工大学“‘卓越杯’科技创新竞赛”“第三届全国大学生混凝土大赛”，多人次获奖;参与“本科生导师制”课外创新学习的学员，有多名被保送或考取研究生。

四、结语

在理工大学实行“一导五法”教学改革的大环境下，教员和学员参与教学改革的热情空前高涨，学员各类课外科技创新活动得到了校院多级政策支持，“本科生导师制”也在各学院深入推进。今后应将全国或兄弟院校的更多有价值的学科竞赛引入学校，并将参赛的组织模式固定下来。此外应进一步加大学员课外科技创新活动成效与学分、评优、保研等评价体系的联系，为学员的成长创造更加广阔的平台。

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