材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

摘要：以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維為目標(biāo)，對材料化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和整合，通過塑料模壓成型等實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，加強(qiáng)了對學(xué)生分析問題、 解決問題、獨(dú)立工作、 協(xié)同配合、 富于創(chuàng)新等綜合能力的培養(yǎng)，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新思維

中圖分類號：H319.1

基金項(xiàng)目：黑龍江省高等教育學(xué)會“十二五”規(guī)劃課題，項(xiàng)目編號（HGJXHB2110942）。

黑龍江工程學(xué)院教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目，項(xiàng)目編號（JG2011039）。

引言

在高等學(xué)校，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的重要途徑，因此深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，是教學(xué)改革與發(fā)展的重要方向[1]。目前，教育部正在實(shí)施高等教育“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，因此培養(yǎng)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力更是教學(xué)中的重中之重。

1 實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

近幾年，材料化學(xué)專業(yè)的教師們積累了一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)行材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在許多不足，不符合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求。

長期以來實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終處于理論教學(xué)的從屬地位，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力中發(fā)揮的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不合理，學(xué)生的創(chuàng)新思維、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力不能得到有效的培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容滯后，認(rèn)知性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的比例較大， 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)偏少；實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，一方面造成了學(xué)生對教師的過分依賴，另一方面抑制了學(xué)生個(gè)性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果欠佳。針對這一現(xiàn)狀材料化學(xué)專業(yè)經(jīng)集體討論、專家論證開設(shè)了專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過逐年摸索，對專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式進(jìn)行改革，調(diào)整、豐富專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量， 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)讓學(xué)生懂得科學(xué)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明不是一蹴而就， 而是要經(jīng)過長期的、堅(jiān)持不懈的努力， 才可以走向成功。

2 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.1 開設(shè)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的目的

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)要給學(xué)生一個(gè)較大的處理問題的空間。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中既有規(guī)范指導(dǎo)而又不受到規(guī)范的約束，重在通過實(shí)驗(yàn)得到思維過程的訓(xùn)練，基本上掌握解決一般實(shí)踐性問題的途徑。

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

首先， 綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力。其次， 綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。第三， 綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。此外，專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、處理科學(xué)問題的態(tài)度、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣等方面也能進(jìn)行較為全面的訓(xùn)練。

在綜合實(shí)驗(yàn)中， 教師是配角，教師的責(zé)任是因勢利導(dǎo)，讓學(xué)生展開想象，多角度度的訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維方法。學(xué)生是綜合實(shí)驗(yàn)的真正主角，學(xué)生可根據(jù)自己對知識的理解和掌握知識的程度發(fā)揮主觀能動性，融進(jìn)自己的創(chuàng)新點(diǎn)， 從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.2 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)開設(shè)之初只設(shè)置了三個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：有機(jī)玻璃的制備、丙烯酸乳液壓敏膠的制備、聚乙烯縮丁醛膠黏劑的制備，而后隨著的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的完善，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，在原綜合實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了一些綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性項(xiàng)目，包括塑料模壓成型實(shí)驗(yàn)、交聯(lián)聚丙烯酰胺吸水性樹脂的制備、液晶環(huán)氧樹脂的制備、PE藥瓶擠出吹塑實(shí)驗(yàn)及丙烯酸酯乳膠漆的制備等。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有的與工程實(shí)踐緊密相連，有的是黑龍江工程學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目，有的是教師科研項(xiàng)目的子課題，所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都具有一定的代表性。

3 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

3.1 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程

進(jìn)行專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生們通過圖書館的電子期刊、實(shí)驗(yàn)教材等多種渠道搜集與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的各種信息進(jìn)行歸納總結(jié)提出實(shí)驗(yàn)方案，然后與各自的指導(dǎo)教師探討實(shí)驗(yàn)的可行性，確定實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)施操作。

綜合實(shí)驗(yàn)不同于單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí)，學(xué)生的依賴性比較強(qiáng)，沒有擺脫以前認(rèn)知、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)養(yǎng)成的習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)一點(diǎn)問題就向老師請教，分析問題、解決問題的能力較差。針對這種情況，指導(dǎo)教師不是簡單地授學(xué)生以魚，對學(xué)生提出的問題不是簡單的直接給出答案，而是引導(dǎo)、教會學(xué)生綜合運(yùn)用自己所學(xué)的知識來分析解決實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的問題。綜合實(shí)驗(yàn)不一定是一次就能得到正確的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過程中允許學(xué)生失敗，指導(dǎo)教師幫助學(xué)生進(jìn)行分析，學(xué)會從原料的精制、原料的配比、實(shí)驗(yàn)的條件（實(shí)驗(yàn)溫度、壓力、操作時(shí)間、加料順序）等方面查找失敗原因，解決問題。

到實(shí)驗(yàn)后期，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主觀能動性大大提高。能夠合理的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，實(shí)驗(yàn)的成功率也得到很大提高。有時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備滿足不了部分產(chǎn)品的性能表征，經(jīng)指導(dǎo)教師的提示，學(xué)生自己想辦法，自制一些小設(shè)施或?qū)ふ乙恍┨娲O(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品性能的測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生利用課余時(shí)間，按要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容豐滿，圖文并茂，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)用儀器藥品、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果分析與討論，有的學(xué)生還發(fā)表了對實(shí)驗(yàn)的感想。多數(shù)報(bào)告附有實(shí)驗(yàn)裝置照片、產(chǎn)品照片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析當(dāng)中除討論對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響因素外，還討論了實(shí)驗(yàn)失敗的原因，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄詳實(shí)。最后學(xué)生們將實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容做成幻燈片進(jìn)行答辯、經(jīng)驗(yàn)交流，通過同學(xué)之間實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)施、產(chǎn)品性能的比較，對實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容更進(jìn)一步加深理解。

3.2 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果

通過專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)會獨(dú)立查閱資料，尤其是充分利用網(wǎng)上電子資源，并能對所查閱的資料進(jìn)行分析、匯總，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提交出實(shí)驗(yàn)所需儀器、藥品、技術(shù)路線；能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，熟練掌握與所選實(shí)驗(yàn)相關(guān)的無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料成型等實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)了動手能力；能利用所學(xué)過的基礎(chǔ)和專業(yè)知識對實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋和分析，分析出實(shí)驗(yàn)失敗的原因和總結(jié)出成功的經(jīng)驗(yàn)；對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，能自主完成一份完整合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、生產(chǎn)實(shí)踐及科研工作奠定了較好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

經(jīng)過幾年的優(yōu)化和整合，材料化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)克服了以前實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的不合理性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系工程及科研實(shí)際，加強(qiáng)了對學(xué)生分析問題、 解決問題、獨(dú)立工作、 協(xié)同配合、 富于創(chuàng)新等綜合能力的培養(yǎng)，取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 李瑞芳. 綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J]. 廣東化工， 2009， 36（6）： 235-236

[2] 瞿曉岳，劉常坤，孫延一. 材料化學(xué)專業(yè)階梯式實(shí)踐教學(xué)模式探索[J]. 吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)， 2009，25（8）：147-148