建筑裝飾材料設計性實驗的探索

摘要：從健全實驗管理制度、優化實驗內容、加強實驗教材建設和建立科學的評價體系等方面對《建筑裝飾材料設計性實驗》進行了教學改革，討論了改革措施和效果。實踐證明，設計性實驗能夠有效激發學生的學習興趣和主動性，提高學生的綜合素質。

關鍵詞：設計性實驗；教學改革；創新意識

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）20-0271-02

社會的發展對大學生實踐能力和創新能力的要求越來越高。實驗教學是理工科學生吸收、理解并運用理論知識，接受科學思維和創新意識培養的平臺[1]。高校為配合理工科專業課教學，獲得更好的教學效果，在驗證性實驗的基礎上，大都增加開設了設計性實驗。設計性實驗在培養學生的創造性思維和主動學習、探索式研究等方面起著重要的作用[2]。濟南大學建筑裝飾材料設計性實驗是為了配合《建筑裝飾材料性能》課程的教學改革而開設。

一、基礎性實驗的重要性

基礎驗證性實驗通過對學生的基本實驗操作技能進行訓練，規范其操作。這也是學生進行設計性實驗的先行基礎。因此，在開設基礎性實驗時，應把基本操作逐步融合到基礎性實驗中，讓學生熟悉掌握各種儀器設備的規范操作。在選擇實驗項目時，盡量選擇能夠與設計性實驗銜接的內容，使學生能夠順利地過渡。比如，針對乳膠涂料的制備與表征設計性實驗，在課內驗證性實驗中開設乳膠涂料的表征實驗，讓學生理解各種表征手段與原理。像涂料粘度測定中使用斯托默粘度計，如何正確判斷實驗結果是儀器使用難點。在基礎性實驗中讓學生熟悉斯托默粘度計的測定方法，學會結果判定方法，將大大提高乳膠涂料的制備與表征設計性實驗的效率。實踐教學表明，合理的基礎實驗練習能使學生更好地在設計性實驗中按照自己的實驗方案進行實驗。

二、設計性實驗的教學意義和培養目標

設計性實驗介于基礎實驗和科學實驗之間，它是對科學實驗全過程進行初步訓練的實驗教學模式，難度應控制適中。設計性實驗具有一定的研究性，目的是培養學生的綜合素質和創新意識。在理論教學后，學生選擇適當的實驗方法和儀器，實驗自己設計的實驗程序，處理實驗數據與結果，提煉實驗結論，以此來全面鍛煉和提高學生的獨立思考能力、動手能力和知識的綜合應用能力，并將理論課程學習與實驗過程有機結合。一方面鞏固理論課程的知識點，提高理論課程的教學效果，另一方面培養學生的科學思維方式，提高其綜合實踐能力，激發其創造性思維。設計性實驗應科學地設置實驗項目，注重先進性、設計性，適當將科研成果轉化為教學實驗，形成適應學科特點的科學完整的實驗體系。

三、設計性實驗的選題

1.設計性實驗的選題原則。教師在制定設計性實驗選題時，既要體現出實驗的新穎性和趣味性，又不能難度太大。選題要依據教學大綱，考慮本學科的發展現狀，盡量采用先進的實驗手段與方法，有利于學生將所學的知識實用化和系統化，啟發學生對理論的進一步深入理解。選題最好與教師的科研題目充分結合，更能體現其探索性和創造性。針對建筑裝飾材料的專業課程，在乳膠涂料的制備與表征的設計性實驗中，我們根據實驗的內容，分兩個階段設計了選題。乳膠涂料的制備分為乳液聚合和涂料的制備兩個過程。乳液合成部分有兩個選題：（1）制備一種內墻涂料用乳液，如苯丙乳膠漆；（2）制備一種外墻涂料用乳液，如純丙乳膠漆。同時利用傅立葉紅外光譜儀和激光粒度分析儀分別對乳液的組成和粒徑進行表征。涂料制備部分有四個選題：（1）探討填料對漆膜耐磨性能的影響；（2）探討顏料對漆膜遮蓋力的影響；（3）探討不同固體份對粘度、附著力、耐洗刷性的影響；（4）根據個人興趣設定乳膠漆某種組分與性能之間的關系。學生通過選題掌握建筑涂料的組成及制備過程，了解影響涂料性能的因素，并在實驗過程中鍛煉了獨立分析、解決問題能力。簡而言之，制定設計性實驗項目時，應充分考慮到綜合性、典型性、探索性、挑戰性和創新性，要調動學生主觀能動性和內在潛能。

2.設計性實驗的程序。（1）查閱文獻。學生選好課題后，教師應立即與學生探討，讓學生有目的地查閱文獻。（2）制定實驗方案。學生對所查閱的文獻資料進行歸納總結后，根據實驗室提供的實驗藥品和儀器提出幾種可行的實驗方案，比較各種實驗方案并確定最佳方案，列出實驗藥品和儀器清單。教師根據實際情況審核各小組的實驗方案，并進行修改調整。（3）實驗操作。學生4～6人一組進行實驗操作，對實驗中遇到的反常現象和問題，學生獨立思考。整個過程學生是主體，教師起指導的作用，一般不直接回答和解決學生的問題。（4）總結實驗結果。學生通過整理原始數據，分析實驗結果，討論影響實驗的關鍵因素，提煉總結，最后按照科研論文的要求和格式完成實驗報告，達到鞏固知識和培養學生獨立思考問題的目的。

四、設計性實驗教學改革的實施及效果

為進一步提高設計性實驗教學質量，必須完善管理制度、優化實驗內容、改革實驗教學方法、創新指導思想。

1.善實驗管理制度。（1）樹立服務意識，穩定實驗教師隊伍，加強實驗教師自身素質的提高；（2）加強實驗室管理制度，從人員管理到儀器設備、試劑管理均建立起一系列的規章制度；（3）改革實驗室開放機制，更好地、更充分地利用實驗室。

2.優化實驗內容。完善現有講義，刪除內容和方法陳舊、落后部分。分層次設立設計性實驗。同時，把一些基本的操作方法制作成錄像放到網絡，充分利用網絡課程優勢。設計性實驗需要較好的教學設計和教學實施才能取得理想的效果。設計性實驗應突出三個特點：科學性與趣味性的結合、動手能力的提高以及綜合與創新能力的提升。依據我校實際情況，我們通過增加現代新技術、交叉技術在建筑裝飾材料中的應用實驗項目，使學生及時了解學科發展前沿，并能在實驗中綜合運用一些先進技術。

3.立科學的評價體系。注重對設計性實驗各個環節的考核，重點考察實驗素養。學生最終成績采取平時考核與最后問辯相結合，平時考核側重動手能力，問辯則側重理論與創新思維。

4.設計性實驗改革效果。隨著高校實驗教學條件、實驗教學手段與方法不斷改進和完善，學生在設計性實驗過程中進一步鞏固了所學的專業知識和實驗技能，對各門專業課程之間的聯系加深了理解，教師的教學與科研水平也在實踐教學和指導中得到了提高。

設計性實驗對培養學生的動手能力、實驗數據處理能力、分析和解決問題能力、表達能力以及創新思維等具有重要意義。實踐證明，建筑裝飾材料設計性實驗能有效激發學生的學習興趣和主動性，培養學生靈活應用知識的能力，提高學生實驗操作技能和促進科學研究與創新意識，增強團隊合作意識。總之，通過設計性實驗與專業課程的配合，學生綜合素質得到顯著提高。

參考文獻：

[1]陳懷俠，蔡火操，黃建林，等.設計性實驗教學的實踐與思考[J].實驗技術與管理，2006，23（11）：105-107.

[2]萬彩霞.分析化學設計性實驗教學改革的探索和實踐[J].中山大學學報論叢，2007，27（10）：38-40.

基金項目：濟南大學“百門課程”改革試點項目（BMKC11041）；2012年度濟南大學教研重點項目