材料學科實驗教學改革與探索

冀宣名 向嵩 萬明攀 李偉

摘要：材料學科的快速發(fā)展對實驗教學提出了新的要求，傳統(tǒng)實驗教學模式已經不能滿足現(xiàn)代社會對學生實踐動手能力、創(chuàng)新能力的要求?？偨Y貴州大學材料與冶金學院近幾年實驗教學經驗，介紹了在教育理念、教學分工、材料實驗教學體系構建、教學方法及手段方面，進行的一些改革和探索。

關鍵詞：材料學科;實驗教學;改革與探索

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：B? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0389-02

引言

實驗教學是“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的重要部分。加強教學質量，既是高等教育依據發(fā)展規(guī)律自我完善的需要，更是提高辦學質量進而提高畢業(yè)生就業(yè)競爭力以及創(chuàng)業(yè)能力的需要。材料科學工程學科發(fā)展迅速，教學系統(tǒng)發(fā)展日趨完善，但實驗教學卻缺乏一定的系統(tǒng)性、完整性和前沿性，實驗教學不甚理想，與學校人才培養(yǎng)定位有一定差距，因此，對教學理念、教學手段以及教學方法等問題進行改革，對提高學生綜合實踐創(chuàng)新能力進而提高高等教育教學質量具有重要意義[1-4]。

一、轉變教育理念

材料學科實驗教學作為重要實踐教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)材料類專業(yè)學生實驗技能、提高學生研究創(chuàng)新實踐能力以及培養(yǎng)材料類專業(yè)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)。其秉持以學生為本、學以致用的理念，堅持知識、能力與素質同步發(fā)展，學習、實踐和創(chuàng)新相互促進的實踐教學理念和實踐教學改革思路。根據專業(yè)特點和發(fā)展定位，對學生的實踐能力分層次、分階段、分類別培養(yǎng)，啟迪學生的創(chuàng)新和擴散思維、開發(fā)創(chuàng)新潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高學生運用現(xiàn)代分析手段和試驗方法來解決材料行業(yè)中會發(fā)生的實際問題，提高學生的思維能力和創(chuàng)新能力，進而更適應社會，全面提高教學水平，為國家建設培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的高素質應用型人才。為適應貴州產業(yè)結構的需要，構建了開放、互聯(lián)、共享的基礎材料實驗教學平臺和綜合設計性實驗教學平臺，探索以能力為本的多元化的教學模式、手段和方法，結合理論教學與實驗教學，培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的高素質應用型人才[5]。

二、強化實驗教學，進行教學分工改革

對理論教學、實踐教學之間聯(lián)系進行調整，改善實驗教學地位低的現(xiàn)象。同時優(yōu)化實驗教學中教師、學生之間的關系，加強學生的主體性，在實驗教學中，教師以引領學生發(fā)現(xiàn)問題進而探索問題、解決問題進而培養(yǎng)科學素養(yǎng)為職責。按照這種思路，學院首先對原有實驗課程進行全面調整，改變原有理論課與實驗課一起的模式，綜合分散于各課程中實驗進行獨立成課，開設專題實驗。這樣既有效保證了實驗教學的獨立性，改變其附屬地位，同時使得各個實驗有效銜接起來，改變只知其然，不知所以然的狀況，由指導教師根據學生所學的知識和整體教學安排，循環(huán)漸進式進行實驗設計。學生依據相關規(guī)定及自我思路隊實驗內容及設備進行自主選擇，進而確定實驗步驟、注意事項及安全規(guī)則等。通過對材料相關實驗的系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)培養(yǎng)學生思索問題、解決問題的能力，進而構建學生完整認識體系的目標。通過實驗體系與理論體系的完美配合，達到培育復合型創(chuàng)新人才的教學目標。

三、構建“一體化、四層次”材料實驗教學體系

（一）優(yōu)化實驗教學，激發(fā)學習積極性

實驗教學是否能夠有效地達到預期效果，取決于學生能否積極地參與到實驗中來。目前，雖然各高校對實驗教學的呼聲很高，但各個學校各個教師的教學方法和程序基本相同：即學生先做課前預習，根據實驗流程等撰寫預習報告;實驗前老師檢查學生預習報告，同時再對實驗原理、實驗步驟、注意事項等做詳細講解，進而由學生進行操作完成相關實驗，在此過程中，學生不用獨立思考，只需記住實驗步驟和方法，即“照單抓藥”式。這樣的實驗課是必須的，通過教學，學生掌握了一些分析方法和基本操作技能，培養(yǎng)了嚴謹、認真、實用的科學態(tài)度。但通過這種“照單抓藥”式教學，學生的分析問題和解決問題的能力很難提高，在培養(yǎng)和提高學生的思維能力和創(chuàng)新能力方面存在一定的局限性。因此，該教學模式存在的學生學習興趣差、教學效果差等問題亟待改革。

（二）優(yōu)化實驗課程考核模式與成績評定方法

成績評定即是對學生實驗掌握情況的考核，更是激勵學生進行主動性及創(chuàng)新性研究的魔力棒。結合學院及學科實際情況，對實驗成績評定方式作出變革，把考核分布到實驗全過程，包括實驗的預習、設備操作合規(guī)性、數(shù)據效果、實驗過程安全意識以及實驗報告等環(huán)節(jié)綜合考核，只有各環(huán)節(jié)表現(xiàn)較好學生才可能進入優(yōu)秀候選序列。同時安全重于泰山，材料學科實驗常用到高溫、高壓等危險設備、危險氣體以及腐蝕性液體，有一定危險性，故在考核中加入安全意識考核，對違反實驗室安全制度、可能造成危險的實驗行為給以一項否決。同時，為了提高學生對科研的探索，對于主動完成拓展實驗的學生給予一定加分獎勵。通過考核思路及方式的優(yōu)化，學生面對實驗的自覺性和積極性的得到改善，有效提高了實驗教學質量。

四、教學手段與方法改革

（一）現(xiàn)代化技術及教學手段與傳統(tǒng)教學相結合

借助學校發(fā)展網絡教學平臺的春風，不斷完善材料學科實驗教學平臺，把實驗過程做成視頻，加強手機微課的建設，讓學生能夠利用現(xiàn)代的網絡信息技術，提前生動有效地對實驗進行預習，課堂上缺乏深入理解的知識，在課后通過網絡平臺進行鞏固思考。將傳統(tǒng)的教學方式與現(xiàn)代化科技手段相結合，充分發(fā)揮網絡、手機及慕課等實驗教學媒體的先進性、快捷性，激發(fā)學生的對實驗知識的探索欲望，改善實驗教學手段，增加先進性以及新穎性。采用新方法、新科技、新手段學生改善實踐動手能力、創(chuàng)新能力的發(fā)展速度，提高21世紀高素質創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)質量[6]。

（二）建設教學雙師型人才隊伍，促進專兼結合人才團隊建設

發(fā)展的第一要素是人才，人才是科技進步的基石。實驗人員作為實驗教學的執(zhí)行者，是提升實驗室建設水平、完善實驗教學的基礎，排除實驗隊伍的改革是空談。從實驗教材的編寫到實驗內容以及實驗方法的改革，每一個步驟都離不開實驗教師的參與。因此，學校對現(xiàn)有實驗人員不斷加強培訓，組織相關人員到實驗教學改革進展較好的實驗教學中心交流，學習別人優(yōu)良經驗，提升業(yè)務能力，鼓勵教師參與科學研究。同時，以學助研，以研促學，隨著社會的發(fā)展，企業(yè)的需求也在不斷變化，為了更好地促進學生最新知識的學習，學院結合實際情況，通過加強學科帶頭人和雙師型教師隊伍建設，建設一支適應當前高等院校材料類專業(yè)發(fā)展要求的，專兼職結合的高水平實驗人才團隊。

（三）以研促學，加強實驗室開放項目

為充分發(fā)揮學?？蒲?、教學設備資源優(yōu)勢，提高實驗室綜合利用，改變實驗教學思路，促進相關實驗教學質量提升，學院根據實驗室自身的條件，針對不同專業(yè)、不同層次學生的特點和需求，圍繞培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐操作和獨立解決問題能力為目標，采取靈活多樣的開放形式，提供豐富多彩的開放內容，逐步提高實驗室開放的水平，最大限度地發(fā)揮材冶學院設備以及人員等資源的優(yōu)勢、提高實驗室綜合使用效率效率。

五、結語

實驗教學是“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的重要部分，是辦好高等教育、提高學生就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力的需要，是材料科學專業(yè)學生學習的重要組成部分和人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是學生理論知識鞏固和延展的重要途徑。

參考文獻：

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[6]張卓.構建實驗教學手段創(chuàng)新體系 培養(yǎng)新世紀高素質創(chuàng)新人才[J].實驗室研究與探索，2001，（05）：1-5.