《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》的創(chuàng)新教學(xué)模式與實(shí)踐探索

張小文

【摘 要】針對《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》的課程設(shè)置和教學(xué)模式，提出以拓寬基礎(chǔ)、突出應(yīng)用為目標(biāo)導(dǎo)向，圍繞材料的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、以及材料加工、材料成型等領(lǐng)域創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，使學(xué)生全面了解和掌握材料的合成、制備、測試、分析等基本實(shí)踐操作和數(shù)據(jù)分析能力，搭建課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的橋梁。

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新

0 引言

《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》是材料專業(yè)的主要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課之一，主要面向高年級本科生和低年級碩士研究生開設(shè)?！恫牧峡茖W(xué)實(shí)驗(yàn)》以物理學(xué)、化學(xué)、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料性能學(xué)等課程為基礎(chǔ)，教學(xué)內(nèi)容涵蓋材料的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、以及材料加工、材料成型等諸多領(lǐng)域，是材料專業(yè)基礎(chǔ)理論的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是搭建課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐之間的橋梁?！恫牧峡茖W(xué)實(shí)驗(yàn)》力求通過了解和掌握材料的合成、制備、性能測試、分析等基本實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作和數(shù)據(jù)分析能力，解決科研生產(chǎn)和實(shí)踐工作中的實(shí)際問題。本文針對當(dāng)前形勢下社會對創(chuàng)新性綜合型人才的需求，提出以拓寬基礎(chǔ)、突出應(yīng)用為目標(biāo)導(dǎo)向，對《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)踐探索。

1 當(dāng)前課程教學(xué)分析

在國家對材料專業(yè)人才培養(yǎng)的高度重視與大力支持下，大部分高校具備了材料專業(yè)本科生和碩士研究生人才培養(yǎng)的資格。但材料專業(yè)的主要實(shí)踐課程之一《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》的現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式與教學(xué)效果之間還存在一些問題，主要體現(xiàn)在以下三個方面：一是學(xué)科分工精細(xì)化使知識缺乏系統(tǒng)性。在高年級本科生和研究生階段，學(xué)生的知識領(lǐng)域逐漸向二級學(xué)科和三級學(xué)科（即研究方向）靠攏，忽視了一級學(xué)科的總體目標(biāo)要求。例如高分子材料方向的學(xué)生對金屬材料方面的知識重視不夠。二是對知識的理解與運(yùn)用缺乏連貫性。如前所述，學(xué)生的知識范疇通常是局限在二級學(xué)科或三級學(xué)科領(lǐng)域，忽略了大學(xué)（在某種程度上）作為一種通式教育以及綜合型人才培養(yǎng)的重要載體這一特征。更有甚者，目前很多以考研為目的的學(xué)生只掌握了所需考試的那幾門課程的知識，其它課程便是無人問津，更加談不上實(shí)驗(yàn)實(shí)踐了。即，過于強(qiáng)調(diào)知識的“點(diǎn)”，而缺乏“線”和“面”層次的理解。三是重理論輕操作。理論固然重要，但是少了實(shí)踐環(huán)節(jié)，很多創(chuàng)新性思維就難以得到發(fā)揮，也容易導(dǎo)致教學(xué)與實(shí)踐的脫節(jié)。因此，從新形勢下社會對材料專業(yè)人才的需求與高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的一致性出發(fā)，本著培養(yǎng)創(chuàng)新性綜合型材料專業(yè)人才的宗旨，我們提出在《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》的課程設(shè)置和教學(xué)模式上進(jìn)行創(chuàng)新，以拓寬基礎(chǔ)、突出應(yīng)用為目標(biāo)導(dǎo)向，努力培養(yǎng)出滿足當(dāng)今國家和社會需求的高素質(zhì)人才。

2 創(chuàng)新教學(xué)模式與實(shí)踐探索

以拓寬基礎(chǔ)、突出應(yīng)用為目標(biāo)導(dǎo)向，從課程開設(shè)的目的、方法、內(nèi)容和效果等方面對《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新。

2.1 課程設(shè)置上體現(xiàn)創(chuàng)新性和綜合性

近年來，通過不斷摸索，全面規(guī)劃，以掌握材料的合成、制備、測試、分析等方面的知識和實(shí)踐能力作為出發(fā)點(diǎn)，圍繞材料的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、以及材料加工、材料成型、材料表面處理等諸多領(lǐng)域開設(shè)實(shí)驗(yàn)項目，以拓寬基礎(chǔ)、突出應(yīng)用為目標(biāo)導(dǎo)向，為開展與材料專業(yè)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動打下寬廣而堅實(shí)的基礎(chǔ)，并搭建材料專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐應(yīng)用之間的橋梁。把各知識點(diǎn)連接起來，融會貫通，使知識由“點(diǎn)”的層次躍遷到“線”和“面”的層次，舉例如表1所示。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)模式、提高教學(xué)效果

通過不斷探索，建立了一套比較完善的教學(xué)體系、考評體系以及質(zhì)量保障體系，重點(diǎn)解決了以下幾個關(guān)鍵問題。

1）多學(xué)科交叉授課的協(xié)同性?！恫牧峡茖W(xué)實(shí)驗(yàn)》涉及到材料的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、以及材料加工、材料成型、材料表面處理等諸多領(lǐng)域，每個實(shí)驗(yàn)項目均由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)較豐富的副教授及以上人員擔(dān)任，每名教師只負(fù)責(zé)一個實(shí)驗(yàn)項目，解決了多學(xué)科知識背景與多名教師授課之間的協(xié)同性。

2）創(chuàng)新教學(xué)方式。首先通過實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理等方面知識的系統(tǒng)講解與分析，闡述本實(shí)驗(yàn)項目與基礎(chǔ)理論知識之間的關(guān)聯(lián)性；然后老師做出演示實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步展示實(shí)驗(yàn)原理和有關(guān)的操作方法；最后每個學(xué)生自己動手開展實(shí)驗(yàn)，結(jié)合老師的講解和自己在實(shí)驗(yàn)操作過程中的體會，對有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、對所遇到的問題進(jìn)行剖析并提出解決途徑，將所學(xué)的理論知識與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來。

3）完善知識體系。通過《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，補(bǔ)充以前所學(xué)知識的漏洞。同時也為不同專業(yè)方向的學(xué)生拓寬視野、擴(kuò)充知識范疇，并且利用各專業(yè)方向各自的優(yōu)點(diǎn)和不同學(xué)科之間的互補(bǔ)性提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。

4）搭建公共實(shí)驗(yàn)平臺。在《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》平臺建設(shè)方面，通過購置新設(shè)備、綜合利用部分科研設(shè)備、改造或擴(kuò)展現(xiàn)有儀器設(shè)備功能等三個方面為《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)搭建先進(jìn)和較為齊全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，平臺建設(shè)注重基礎(chǔ)知識和跟蹤科技前沿的雙重目標(biāo)。在材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)這個平臺上，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和知識運(yùn)用能力得到了充分的鍛煉和培養(yǎng)。同時該平臺也為學(xué)生的課外實(shí)踐、第二課堂、國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃、廣西大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃等提供了重要場所，深受廣大學(xué)生的歡迎。

5）構(gòu)建公平合理的考評體系。按照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場操作、數(shù)據(jù)分析與解決實(shí)際問題能力、期末考核三方面對學(xué)生的基礎(chǔ)知識運(yùn)用和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作進(jìn)行綜合測評。

6）建立健全的質(zhì)量保證體系。實(shí)驗(yàn)項目的現(xiàn)場指導(dǎo)均由從事一線教學(xué)的骨干教師負(fù)責(zé)，教學(xué)管理員負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各實(shí)驗(yàn)項目的開展，分管領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行督查，這樣一整套的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)和管理系統(tǒng)確保了教學(xué)的順利進(jìn)行并取得了預(yù)定的效果。

3 結(jié)語

以先進(jìn)教育思想為指導(dǎo)，系統(tǒng)規(guī)劃課程的各實(shí)驗(yàn)項目，以拓寬基礎(chǔ)、突出應(yīng)用為目標(biāo)導(dǎo)向，構(gòu)建了具有鮮明特色的《材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)軟硬件平臺，形成了有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)模式，全面提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和教學(xué)效果。

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