科研促进教学,如何提升工科大学生的素质

文章在分析高等工科院校教学的主要问题及原因的基础上,论证教师在教学工作的同时,应该积极进行科研工作.在教学中引入最新科研成果,从而优化教学内容、改革教学方法,构造教与学的新型关系.通过科研,不断提高教师学术水平,加强师资队伍建设.通过科研,综合学生所学知识,培养创新人才.通过科研提高办学水平,加快学校转型.

科研创新素质教改在科学技术和全球经济一体化两大因素的驱动下,与工业化步伐紧密相连的工程科学技术在当前经济和社会发展中扮演越来越重要的角色.但是,目前我国的工程实践创新还很不够,与先进国家的差距还非常明显.建设创新型国家、提高国家核心竞争力已经成为高等教育所面临的历史任务,其中如何提升工科大学生的创新素质具有深刻的时代特征和战略意义.

美国教育界早在20世纪70年代就明确提出培养具有创新精神人才的教育目标.英国大学的核心办学思想也多为“探测、挖掘和开发学生的潜在能力,激励个人的创新精神”.德国高等教育也非常注重对学生发现问题、解决问题的能力和创造性、独立性的培养.与发达国家相比,我国相关研究起步稍迟.我国总体的工业创新能力与发达国家还有较大差距,工程领域对外依存度还比较高.

因此,对我国的高等教育进行改革,尤其是工程领域的教学改革迫在眉睫,借此提升我国工科大学生的创新素质,培养能够适应和支撑产业发展、具备国际竞争力的创新型人才.

一、高等工科院校教学的主要问题及原因分析

1.高等工科院校教学的主要问题

长期以来,为了考试而学习的应试教育思想在我国教育领域一直根深蒂固.任何一个工程项目都是人类综合知识的反映.例如,制造一件产品,就要从数学和物理的角度考虑它的几何造型、从美学角度考虑它的外观、从机械和材料角度考虑它的选材和制造工艺、从社会学角度考虑人类可持续发展问题等等.学校分门别类所开设的课程,只是为了传授知识的方便,任何一个实际工程问题绝不会是单一知识所能解决的.这就是工科教育改革的难点.

2.原因分析

（1）教学内容陈旧

大学工科教材具有其自身的特点,出版周期长,内容都是基本理论以及成熟的知识.当今世界,科技日新月异,最新科技信息很难反映在教材上.

（2）教学方法不灵活

随着轰轰烈烈的教改运动,大量的先进教学方法开始运用于实际教学活动中.但主要教学方法还是传统的讲授式教学.

（3）高等教育人才培养体系

翻开高等学校的人才培养体系,可以看到在四年大学中,学生要学习几十门课,且以理论课程为主,实践环节相对较少.实践环节也基本以参观、重复试验为主.学生的工程实践意识没有建立起来,更没有把培养学生的实践创新能力作为目标.

（4）考核方式

现行的考试方法不能客观有效的检查学生的实际学习水平,更加无法客观的反映出学生分析问题、解决问题的实际能力,再加上其他方面的原因,致使相当多的学生没有充分激发出学习的积极性和主动性.

二、教学与科研的相互关系

教学和科研是高等院校教师的两项基本活动.教学是教师将已有知识传授给学生,将学生培养成为社会所需要的人才.科研要求在已有知识的基础上发展新知识,是新的发明创造,直接推动知识进步.两者始终是“科学是源,教学是流”的关系,目标都是培养高质量的人才.高等院校不同于科研院所,教学是高等院校重要的也是最基本的功能.“教育育人”乃学校的中心工作,其他功能应该都以此为中心展开.

大学教育为学生提供了更多的获得知识、信息以及处理实际问题的机会.特别是飞速发展的工科领域中,日新月异的科技信息扑面而来.如果能将科研的最新成果引入到常规的教学中,学生对知识的渴求必将无限激发,学习的动力必将无限提升.传统的被动式、填鸭式等教学模式必将被主动的、自发自觉的学习行为所代替.学生的视野必将无限开阔,创新思想必将火花四溢.反过来,随着教师科研能力的提高,对相关基本理论知识的理解必将进一步深入,必将大大有助于教师的教学能力的提高.

三、以科研促进教学,提高工科大学生的创新素质

1.引入最新科研成果,优化教学内容、改革教学方法,构造教与学的新型关系

现代著名教育心理学家布鲁纳强调：“教一个人是门学科,不是要他把一些结果记下来,而是教他参与把知识建立起来的过程”.因此教学要最大限度地引导学生参与教学活动,使之由被动吸收变成主动探索.

在当今全球步入“信息爆炸”的知识经济时代.我们要充分发挥教师通过科研所获取的前沿性知识和创新性思维,用来充实并优化教学内容.用一个个简短的鲜活的科研案例,首先吸引学生的兴趣,把学生的注意力吸引到课堂中,让学生的眼睛紧紧随着教师.接下来,“被动”听课几乎不会出现,主动学习、启发式教学自然而然的出现,和谐的教与学的关系自然而然的建立,教学质量根本不用操心,学生的创新思维得到开启.

这里以讲解高分子材料加工时,塑料的二次成型为例.如果按照书本的顺序、一般的讲课顺序,都是先讲二次成型原理,然后选取中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜进行详细讲解.刚开始讲二次成型原理时,几乎所有的学生会认真听课并回答问题.当中空吹塑成型时,约90%的学生还能随教师的思路认真听课.再到讲解拉幅薄膜,尤其是六步加工工序时,能有80%的学生跟着教师的思路听课都很不容易了.为此,笔者换了一种思路.具体情况如下：笔者结合自己及课题组的科研情况.在讲解二次成型时.首先介绍了本课题组的最新科研成果,也是我国薄膜领域的最新科研成果―聚四氟乙烯PTFE双向拉伸薄膜,曾获国家科技进步二等奖.先介绍PTFE双向拉伸薄膜的国际国内科研及应用情况.当提到PTFE薄膜在所有塑料薄膜如聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚偏氟乙烯薄膜等薄膜中具有的独一无二的优越性能时,而且目前我国唯有本课题组可以提供产品时,学生的注意力一下子被抓住了.教师马上抛出问题：PTFE的加工具有什么样的特点?PTFE薄膜为什么难加工?一般薄膜加工方法有哪些?教师发现,学生几乎是齐刷刷的全部盯紧了教师和PPT.接下来的授课,就以PTFE薄膜的双向拉伸为例展开.讲课过程中配以工厂实际生产PTFE薄膜时的照片.后来的考试中发现,这部分的内容学生掌握的非常不错.接下来再讲解二次成型的其他内容时,笔者发现,学生听课更加专注,思考更加积极,甚至有很多出其不意的想法,这就是难能可贵的创新火花.2.提高教师学术水平,加强师资队伍建设

工科院校的教改突破点到底在哪里?笔者经过调查分析后认为,教师才是教改的主体和中心,师资队伍建设是教改成败的关键.大学教育的第一要素是教师,只有高素质、创新型的教师队伍,才能培养出具有社会责任感、系统基础理论知识、实践能力和创新精神的综合素质较高的人才.否则,高质量的教育就是一句空话.国内外的经验证明：一所大学没有高质量的科研,根本不可能建立一支高水平的师资队伍；没有高水平的师资队伍,根本不可能有高水平的教学质量和科学研究.科研完全可以促进教学.这是因为：通过科研,教师可以不断更新和完善知识结构,加大教学的深度和广度,同时反哺教学.科研可以使教师站在学术前沿,不断扩充教学内容,把最新的知识和信息传递给学生,优化课程体系和教材的体系结构,使之更为科学、合理.如果没有科研,教师只能按照前人的经验教学.试想,教师知识陈旧,仅仅局限在书本上,与科学发展的前沿严重脱节.如何能够教出具有创新意识的学生?

通过科研立项,可以争取到必要的经费,从科研的实际需要进行实验室建设,购置必要的仪器设备,使教学实验条件逐步改善.尤其对于年轻老师来说,没有多年的教学经验,但可以在科研的实践中去锻炼,教学基本技能、创新意识、研究能力、创新能力都会得到大幅提高.

3.综合学生所学知识,培养创新人才

科研是一种复杂的、创造性的脑力劳动.其本质在于探索和创新,而不是机械地重复和模仿.任何一个科研项目的进行,都是所学知识的综合运用才能完成.通过科研工作,学生需要综合运用所学,同时需要自学很多相关知识,从全局进行思考.

科研本身就是具有创新型的工作.通过科研工作,学生的创新型思维得到锻炼,创新能力得到提高.科研过程和成果能够激发和培养学生的观察、分析、判断和解决问题的能力以及创新型思维的能力.对学生来说,科研是获得理论知识和实践相结合的机会,是综合运用所学知识,培养自己创新能力、独立思考和学习能力的机会.

4.提高办学水平,加快学校转型

教育部《普通本科学校设置暂行规定》要求,普通本科学校应具有较高的科学研究水平.其中对大学的年均科研经费、科研数目及科研奖励都有明确的规定.一些学校片面的把较高的科研水平理解为教师、科研者的科研水平,而忘了“科研水平”其实还应该包括在校大学生的科研水平.以学生参与教师的科研为导向,及时发现课程设置的不足,及时纠正错误的教学方法,建立轻松、严谨的学术学习交流氛围,促进教学改革,使办学水平不断上一个新台阶.学生参与科研,不但能培养学生的科研能力,综合所学的知识,拓宽就业前景,提高就业率,还能提高办学水平.

四、结论

笔者结合长期的高分子材料专业学生的教学经验,分析了高等工科院校教学的主要问题及原因,提出教师在教学工作的同时,应该积极进行科研工作.并且将科研引入教学,从而提升工科大学生的创新素质.