無機材料專業實踐教學的探索

馬 雷 馬偉民 張永明 張 帆

沈陽化工大學材料科學與工程學院 遼寧沈陽 110142

無機材料專業實踐教學的探索

馬 雷 馬偉民 張永明 張 帆

沈陽化工大學材料科學與工程學院 遼寧沈陽 110142

針對無機材料專業的特點和現狀，提出了實踐教學中的一些具體做法。結合實踐經驗，討論了開放式實驗室、培養學生的創新思維以及制定合理的考核評價體系等對提高教學質量的影響。為無機材料專業的實踐教學提供了新思路。

無機材料專業；實踐教學；創新思維；考核評價體系

無機材料專業是材料科學與工程專業的一個重要分支，是一門實踐性與應用性很強的學科。為了適應社會對所需人才綜合素質要求的不斷提高，培養具有實踐能力和創新精神的高級技術應用型人才，積極探索實踐教學的新思路、新體系必將成為無機材料專業實踐教學的重點。以往許多高校由于缺乏實驗條件，注重理論教育，忽視實踐教育，但隨著國家投入、院校自籌資金的逐漸加大，實踐教學環節的設施、設備等硬件環境已得到明顯改善，高校已有條件擴大實踐教學范圍。因此，制定相應的教學改革措施，充分發揮教學設備的作用，使教學活動適應科技發展的需求顯得愈來愈重要。

在大學的整個教學過程中，實踐教學的主要任務是：教授學生本專業實驗的基本技能；提高學生的綜合設計和解決實際問題的能力以及激發學生的創新意識。其核心目的是提高實踐教學質量。為此，課題組成員結合實踐教學中的體會，在以下幾個方面進行了教學探索。

1 開展課前討論

在傳統的教學過程中，教師是“演員”，學生是“觀眾”，教師講授占主導地位，學生很少參與其中。而討論式教學，可以使學生在學習中變被動為主動，增加學生的自主學習興趣，提高教學質量。

“討論什么”和“何時討論”是影響討論式教學的2個重要因素。第一，討論題目要以實踐教學大綱為導向，必須是大綱里的重點，要與當前的學習內容緊密相關，學生才能具有理論教學中的知識儲備，能夠根據討論內容，有針對性地查閱相關書籍和文獻，做好討論前的準備。第二，討論題目要能激發學生的學習興趣、難易適中，太難的題目會讓學生感到無從下手；太容易的題目會讓學生感到索然無味，兩者都會使學生對討論失去興趣，影響教學效果。另外，教師應調控整個討論過程的節奏，注意傾聽每位學生的發言，尊重學生的觀點和意見，適時給予指導和建議，對發言的同學給予表揚和鼓勵，激勵更多的學生參與其中。第三，將討論式教學模式運用到課前預習階段，會使學生對實驗原理、配方選擇、實驗流程和注意事項等內容有更充分的了解，教學效果更顯著。

課題組在玻璃工藝學綜合設計課程中使用了課前討論式教學模式。依據實踐教學大綱，設計任務為：制備一塊玻璃，并對其性能進行檢測。學生自動組合，5人一組，教師提出若干討論題目，如制備何種玻璃、選擇哪些原料及其配比、依據產品特點及實驗室條件進行哪些性能檢測等，學生依照討論題目查閱相關文獻后進行討論。教學中發現，學生無論對顏色玻璃、微晶玻璃還是對封接玻璃等各類玻璃制品都顯示出濃厚的興趣，積極查找各種玻璃性能的配方和性能檢測標準，對不同著色劑對玻璃顏色影響的問題展開了激烈的討論，討論中也涉及了實驗操作和注意事項等細節問題，取得了滿意的效果。

2 進行開放式實驗教學

為了提高實驗室及實驗儀器的利用率，增加學生動手實踐的機會，進行開發式實踐教學勢在必行。而且，建設開放式實驗室是國家教育部教學評估的要求，是一種適應社會需求的發展趨勢，也是實現高校跨越式發展的重要途徑。

由于本專業很多實踐環節都需要高溫大功率電爐和其他高科技科研儀器，設備價格昂貴、數量有限，而且實驗周期長，因此，只能將許多學生分成一組進行實驗，統一時間開課，很難保證每個學生都有實際動手操作的機會。采用開放式實驗教學模式以后，能夠充分發揮有限設備資源的潛能，提高實驗教學設備的利用率；學生也能夠結合自己的實際情況確定實驗內容，選擇實驗時間，容易實現自主學習，單人實驗，教學效果得到明顯提高。但開放式實踐教學模式在實施過程中也會遇到許多制約因素和困難，如需要對使用設備的學生進行操作培訓，定期對實驗設備進行維護，實驗場地的配備和管理等，必將增加設備維護資金、實驗室管理難度以及實驗指導教師的工作量。

針對上述利弊，課題組對開放式實踐教學進行了幾年的嘗試，在實驗教學改革上，逐漸摸索出一條自主創新之路。課題組在綜合實驗設計、畢業設計等環節試行了開放式實踐教學模式，學生針對設計任務自主選題，結合實驗室現有的實驗設備，并與指導教師討論后制訂實驗方案。指導教師根據學生所選擇的儀器和設備，對使用者進行培訓，保證學生能安全獨立地完成實驗操作。學生可以自主選擇時間向實驗管理科預約實驗場地和設備。實驗室開放的時間包括課后、節假日和寒暑假；開放對象為三、四年級本科生和全體研究生。為了有效地調配場地和設備，可實施網上預約制度，學生按照預約時間和地點進行實驗，對實驗儀器和設備施實行網絡化管理，有利于提高其利用率。另外，對部分簡單設備的使用方法和注意事項錄制成視頻，上傳到網站，對學生開放，學生在使用設備前觀看視頻，自主學習，教師不必反復對學生進行培訓，減輕教師的工作量。

開放式實驗教學模式是教學型大學向教學研究型大學轉變的必然趨勢，不但要求教師投入更多的時間和精力，也要求制定與其配套的管理制度，更要求高校投入大量資金保證實驗設備的正常運轉。在實施過程中要進行整體規劃，統籌考慮，協同作用，真正實現實驗室開放持續健康的發展。

3 引導學生的創新思維

創新是一種高級的思維勞動和創造，是在熟練掌握基本技能的基礎上對所學知識的靈活運用。在當今社會的需求下，培養既有實踐技能，又有創新思維的創新型人才尤為重要。目前，大學教育過程中的實踐環節包括驗證性實驗，綜合設計性和創新性實驗3種類型。課題組成員要定期針對本專業近期研究的熱點，對各實踐教學內容進行重新論證，選擇實驗項目，權衡傳統內容與現代內容之間的關系，適當增加綜合設計性和創新性實驗所占的比例。指導教師在實踐教學過程中要培養學生的創新意識，引導學生創新思維，為學生提供更多的個性發展空間。創新思維的建立必須以理論知識和基本技能為基礎，保障理論教學和驗證型實驗教學的質量，制定綜合設計性和創新性實驗的準入制度，只有基礎理論和基本操作考核及格的學生才有資格進行創新性實驗，完成逐漸由理論到實踐直到創新的漸進式學習過程，培養動手能力，活躍學生思維，提高綜合素質。

綜合設計性實驗是培養創新思維和創新意識的一個重要舉措。本專業在大四設置了玻璃、水泥、陶瓷3門工藝學設計綜合實驗，學生根據個人愛好自主選擇方向，將理論教學所得到的知識貫通到整個實踐中。在設計方案擬定、原料選擇和配方計算、儀器設備及標準的選用、產品性能檢測等許多方面都自己查閱相關資料，自己解決所遇到的問題，教師的任務是引導學生自主分析解決問題，激發學生的創新意識，使學生在實踐中拓寬知識面，對傳統無機材料的制備及性能有系統的了解，取得了較為理想的教學效果。

創新性實驗是培養創新思維和創新意識的另一重要措施。課題組在全國大學生“挑戰杯”科技創新大賽的立項過程中以及畢業設計(論文)環節采用了創新性實驗。由于畢業設計要求每人一題、題目不能雷同；創新大賽要求立項的先進性和創新性，因此，創新性實驗比綜合設計性實驗更能培養學生獨立完成實驗的能力，培養學生的創新意識。創新性實驗的內容多為國內研究較新、較熱的課題，沒有成熟的技術，需要在實踐的過程中逐漸探索，學生要具備多學科的理論知識，并將所學原理運用到樣品的表征和實驗現象分析上，難度也隨之增大，這就要求學生投入更多的精力，不斷擴充自己的知識量，在分析和解決問題的同時，開發創新思維。

4 制定合理的考核評價體系

目前，大多數實踐教學考核體系多采用“終結考核為主，平時考核為輔”的考核模式，缺乏對實踐教學過程的考核，不能客觀地反映學生實踐過程的實際情況，影響最終成績評定的準確性，容易導致評定結果的主觀化，影響學生實踐的積極性。因此，統一考核標準，確定一套嚴謹、合理、規范的考核評價體系，不僅能對學生實際動手能力進行準確定位，而且在教學質量的評定中發揮著重要作用。

在實踐教學考核評價體系中，增加過程考核的權重，減少因偶然因素影響綜合評定成績的差異，細化整個實踐過程，實施“定點定量”的考核模式。將課前預習檢查、實驗方案設定的合理性、操作動作的規范性等納入考核范圍，制定出相應的評分標準。這樣的考核辦法既能激發學生參與實踐教學的積極性，又有利于對學生實際操作能力給予準確評價。另外，指導教師要對各個實踐環節進行綜合分析，突出核心內容和關鍵技術，制定詳細的評分標準，將各環節的成績進行綜合比較，權衡修正系數，完善量化評價體系。

在硅酸鹽熱工基礎及設備課程教學中，課題組運用了這一考核評價體系。該課程為無機材料專業的專業基礎課，實踐教學環節包括實驗教學、認識實習和課程設計3個部分，其中在實驗預習、實驗操作、實驗數據分析、認識實習準備、認識實習答辯、選擇窯爐設計方案、編寫設計說明書、繪制圖紙以及課程設計答辯9個環節上設定評分點，其中在實驗操作、編寫設計說明書和圖紙繪制3個環節上，要求指導教師對學生的每一步操作和計算都有評分，最后根據各環節成績乘以相應修正系數，得到學生最終的實踐環節成績，并要求對各個環節逐一考核，成績合格者方能進入下一環節的學習。結果發現，“定點定量”的考核模式能充分保證成績評定的客觀性，讓學生感到公平公正，激發了學生學習的熱情和潛能，培養了良好的科學態度和動手能力，增加教師與學生的交流，從而提高了教學質量。

5 結束語

實踐教學是高校教學中非常重要的環節，充分利用學校已有的硬件條件，通過科研儀器設備的共享和開放式管理，在設備管理方式和手段上為學生創造良好的學習環境；加強教學理論與實習訓練力度，注重學生綜合實踐能力的培養，提高學生的創新思維和創新能力；采用“定點定量”的實踐考核評價體系，使學生對實踐成績感到公平合理，激發學生的學習興趣，提高實踐教學環節的教學效果，培養社會需要的高素質創新型人才。這是我校無機材料專業在實踐教學中探索的經驗，希望為工科院校有效地開展實踐教學提供新思路。

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Exploring of practical teaching of inorganic material major

Ma Lei, Ma Weimin, Zhang Yongming, Zhang Fan
Shenyang university of chemical technology, Shenyang, 110142, China

In this paper, introduces the methods of inorganic material major teaching practice aiming at its specialty characteristics and the present situation. Combined with practical experience in teaching, the effect of the opening laboratory, training students' innovative thinking and formulating reasonable evaluation system of check-up on improving teaching quality are discussed. It provides a new idea for inorganic materials professional practice teaching.

inorganic material major; teaching practice; innovative thinking; evaluation systems of check-up

2011-05-23 稿件編號：1105143

馬雷，博士，講師。