表面處理課程實驗的教學改革與探索

張瑩琪，趙曉紅，李 冰，宮晉英

(太原工業(yè)學院 化學與化工系，太原 030008)

表面處理課程實驗的教學改革與探索

張瑩琪，趙曉紅，李 冰，宮晉英

(太原工業(yè)學院 化學與化工系，太原 030008)

表面處理是一門應用性很強的專業(yè)課，表面處理實驗是該課程的重要組成部分。針對表面處理實驗教學中存在的問題，構建了新的實驗教學內(nèi)容和體系，從教學方法和考核評價方式等方面進行了實驗教學改革和探索，上述改革措施激發(fā)了學生的學習積極性，有利于提高實驗教學質(zhì)量，收到明顯成效。

表面處理；實驗教學；改革；探索

表面處理是通過一定的方法在工件表面形成覆蓋層的過程。它可提高表面耐蝕性和耐磨性，減緩、消除和修復材料表面的變化及損傷，使普通材料獲得具有特殊功能的表面[1]。表面處理技術應用領域非常廣泛，因此表面處理課程實踐性和應用性都很強，實驗教學是該課程體系的重要組成部分。不僅對學生表面處理技能的掌握、表面處理理論的理解有重要作用，而且承載著對學生嚴謹科學思維方式、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的責任。從2012年開始，我們對表面處理課程進行了一系列的改革和實踐，使教師的業(yè)務能力得到顯著提高，學生的學習積極性得到充分調(diào)動，取得了一定的教改成效。

1 構建實驗教學新體系

表面處理課程是應用化學專業(yè)必修專業(yè)課程，在新的應用化學專業(yè)培養(yǎng)方案中，表面處理課程加大了實驗課時比例，在總學時(48學時)不變的情況下，理論與實踐學時比例從3∶1調(diào)整為1∶1。針對這次調(diào)整，由教授、博士牽頭，教學科研經(jīng)驗豐富的教師參與，開展了實驗教學改革。首先，對相關企業(yè)、院校、畢業(yè)學生進行走訪調(diào)研，然后組織相關教師進行多次研討，就如何激發(fā)學生的學習熱情；如何將課堂教學與實踐環(huán)節(jié)有機結合；如何設置實驗內(nèi)容；設計性、研究性實驗如何實施；如何客觀科學地對學生進行考核統(tǒng)一了認識[2-4]。根據(jù)教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案精神》提出的：“驗證性實驗是指對研究對象有了一定了解,并形成了一定認識或提出了某種假說,為驗證這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗。綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或是與本課程相關課程知識的實驗。設計性實驗是指給定實驗研究目的、要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗。研究性實驗是指給定實驗設計目的，由學生通過查閱文獻資料，制定研究路線和實驗方案，摸索實驗條件，經(jīng)過實踐能得到研究結果的實驗”的界定[5]，結合在校學生培養(yǎng)目標和實驗室實際情況，構建了驗證性-綜合性-設計性-研究性實驗教學新體系。該體系遵循由淺入深、由簡單到復雜，循序漸進的培養(yǎng)學生分析問題、解決問題，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的思想，對驗證性實驗內(nèi)容進行整合優(yōu)化，實現(xiàn)了綜合性、設計性、研究性分層次教學。并將驗證性、綜合性、設計性實驗內(nèi)容編寫成表面處理課程實驗講義。精選的實驗內(nèi)容注重全面培養(yǎng)學生專業(yè)技能，注重實用和技術創(chuàng)新。選題緊密聯(lián)系企業(yè)當前需求和行業(yè)發(fā)展趨勢，并融入教師的科研成果。例如，對設計性實驗選擇了“中溫鋅系磷化系列”，只給出實驗目的、方案提示、實際操作要求，對磷化的對象和具體方案需學生在實驗前根據(jù)興趣愛好查找相關文獻確定。這樣既可方便學生達到學習目的，又可調(diào)動學生的學習熱情，拓寬學生視野。從前面的應用情況看，效果良好。學生的實踐能力、綜合設計能力、創(chuàng)新能力有了一定提高[6-7]。

2 優(yōu)化實驗教學內(nèi)容，改革教學方法

改革前表面處理實驗教學模式多為形式化、程序化，教師先講解實驗原理、實驗步驟；然后，學生依照老師的講解要求進行實驗操作，機械完成老師布置的實驗任務，學生處于被動參與實驗的狀態(tài)。改革后的實驗教學，在課內(nèi)除完成8學時驗證性實驗內(nèi)容外，還開設8學時綜合性實驗、8學時設計性實驗。例如，設計性實驗的教學程序為：教師擬定多個方向的實驗課題，學生從中任選一個方向。教師對題目提出要求，學生利用課余時間調(diào)研、查找相關資料，經(jīng)討論后制定實驗方案；然后，在進實驗室前進行答辯，教師評估方案的可行性，并提出一些建議，學生對方案進行修改后，在教師指導下完成實驗過程，提交實驗結果和報告，教師根據(jù)方案可行性、答辯、實驗操作和記錄情況、試片質(zhì)量、實驗報告給出成績。教師對各環(huán)節(jié)嚴格把關，對學習態(tài)度不端正，實驗方案缺乏科學依據(jù)和可操作性的同學，令其進行多次方案修改和答辯。從兩年的教學實踐看，學生的學習積極性明顯得到調(diào)動，對課題產(chǎn)生了濃厚的興趣，從被動學習轉化為主動學習。通過實驗前期訓練和實驗流程設計，學生對實驗內(nèi)容有了清晰的認識，實驗過程能認真摸索條件，對觀察到的現(xiàn)象積極思考，用所學的理論解釋和解決出現(xiàn)的問題。學生所學理論知識得到了充分運用，綜合能力、設計應用能力得到了一定的提高，同時為研究性實驗的完成奠定了堅實的基礎。

我們依托我院山西省化學與化工示范中心，建立了以學生為中心的開放式實驗教學模式和自主式、合作式、研究式的學習模式。

對研究性實驗，學生在教師啟發(fā)指導下，自行組隊、自主選擇實驗內(nèi)容、自主安排時間、自行探究實驗現(xiàn)象和結果。由封閉式實驗轉化為開放式實驗，由循規(guī)蹈矩變?yōu)樘劫懰麟[。充分發(fā)揮學生的主觀能動性，提高了學習質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力[8-10]。學生感覺許多問題值得深入研究，因此主動要求在課外繼續(xù)研究性實驗。他們自行選擇的課題有：鋼筋拉拔磷化液的研制、鍍鋅鋼板磷化、高耐蝕性鋼鐵工件磷化、電鍍鋅的無鉻鈍化等。這使學生有強烈的創(chuàng)新欲望和探索精神，很快進入狀態(tài)，上手快，思路清晰，方法多，取得了很好的效果。有的學生申請了該方向的大學生創(chuàng)新課題，順利結題并獲得院級優(yōu)秀，學生還在省級雜志發(fā)表研究論文1篇，在我院應用化學專業(yè)引起強烈反響。改革后的實驗教學實現(xiàn)了與理論教學體系相互呼應又相對獨立，形成了課內(nèi)課外結合，基礎、綜合與設計、創(chuàng)新結合的實踐教學模式。

3 建立科學合理的課程考核方式

實踐證明，改革后杜絕了抄襲現(xiàn)象，大大調(diào)動了學生的學習潛能，并且鍛煉了撰寫科研論文的能力。考核結果更能反映學生對知識的系統(tǒng)理解、靈活應用，理論聯(lián)系實際、分析問題解決問題的能力。通過多種方式的考核，紙上談兵、高分低能的現(xiàn)象得到了明顯改善，學生的成績能更客觀公正全面地反映其實驗所取得的效果。

4 結束語

通過對表面處理實驗教學從教學體系、內(nèi)容、模式、手段、考核方式等方面的改革實踐，教學質(zhì)量有了一定提高，激發(fā)了學生的學習熱情，增強了學生的動手能力、綜合設計能力、研究能力。實驗教學改革是一項長期的任務，我們將進一步樹立以學生為中心的觀念，加強教師隊伍建設，充分利用教學科研優(yōu)質(zhì)資源，深化教學改革，提高教學質(zhì)量。

[1]劉光明.表面處理技術概論[M].北京：化學工業(yè)出版社,2011:3.

[2]李選政;郭蕓君.如何提高實驗教學質(zhì)量探析[J].實驗科學與技術，2014，12(1):52-54.

[3]李凡修，孫首臣，鄧仕英，等.淺談應用化學專業(yè)實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索2014,33(4)：198-201.

[4]李桂梅.加強實驗教學，培養(yǎng)符合社會需求人才[J].實驗室科學，2007(1):23-24.

[5]曾小彬.深化實驗教學改革，提升應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].實驗室研究與探索，2010,29(2)：1-3.

[6]霍學慧，王建華，郭風法.等.改革實驗教學模式，提高學生綜合素質(zhì)[J].實驗室研究與探索，2011，30(3)：278-279.

[7]官禮和，魯皓，蔣偉，等.實驗教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2011，30(7)：265-267.

[8]聞紹飛；孟麗君；李寧.開放實驗室提高學生專業(yè)實踐能力的探索[J].實驗室科學，2014,17(1):110-111.

[9]劉其濤，井西學.提高實驗室開放教學效果的方法研究[J].實驗室科學，2009(4)：124-126.

[10]張新有，袁霞，潘偉.搞好專業(yè)實驗室開放與實施方案探討[J].實驗科學與技術，2009,7(6)：124-127.

[11]張士磊；孟昕元.創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)的實驗教學改革與探索[J].實驗科學與技術，2014，12(1):149-152

Reform and Exploration on Experiment Teaching of Surface Treatment Course

ZHANG Yingqi, ZHAO Xiaohong, LI Bing, GONG Jinying

(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Taiyuan Institute of Technology, Taiyuan 030008, China)

Surface treatment is a specialized course in utility strongly. Surface treatment experiments are important parts in the course. Aiming at the existing problems in the experiment teaching of surface treatment, we construct the new experiment course content and the system, carry on the exploration of experiment teaching reform in teaching methods and experimental performance evaluation system and so on. These proposed reform measures stimulate the interest of students in studying course, which are helpful to promote the experimental teaching quality. Significant results have been received.

surface treatment; experiment teaching; reform; exploration

2014-08-08；修改日期: 2014-11-17

山西省教學改革基金資助項目(2013108)。

張瑩琪(1962-)，女，本科，副教授，從事基礎化學和應用化學的教學工作。

G642.423;O69

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.021