無機非金屬材料專業(yè)實驗教學改革初探①

關(guān) 磊，王 瑩

(1．遼寧石油化工大學化學與材料科學學院，遼寧撫順113001;2．遼寧石油化工大學，化學化工與環(huán)境學部實驗中心，遼寧撫順113001)

無機非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的、德智體美全面發(fā)展的，具有扎實的理論基礎(chǔ)，有較強的實驗?zāi)芰?，掌握無機非金屬材料基本理論，具備無機非金屬材料的研究開發(fā)能力、材料性能與結(jié)構(gòu)檢測評價和工藝設(shè)計技能，能在化工、建材、冶金、輕工、地質(zhì)等領(lǐng)域從事新材料開發(fā)、設(shè)計、改性的應(yīng)用型高級專門人才。無機非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)的是應(yīng)用性人才，該專業(yè)是建立在扎實的理論知識之上的。理論教學和基礎(chǔ)實驗的教學學時較長，往往忽略了專業(yè)實驗的教學和項目設(shè)計。有效的實驗訓練有助于理論知識的加深和學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。有效的試驗訓練基于良好的實驗項目的設(shè)計，在摸索專業(yè)實驗的教學改革過程中，協(xié)同實驗和綜合實驗設(shè)計取得了比較好的教學效果，再配合優(yōu)秀的實驗室文化宣傳，更加有利于培養(yǎng)具有優(yōu)秀品質(zhì)和較強的專業(yè)知識遷移應(yīng)用的應(yīng)用型人才。

1 實驗文化的宣傳

實驗室是高校人才培養(yǎng)和技能實踐的重要基地。實驗室文化是大學文化的重要組成部分，也是決定培養(yǎng)人才和技能實踐效果的重要因素［1］。因此，實驗室文化建設(shè)對于推進實驗教學改革、營造優(yōu)良的教風和學風、提高學生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有十分重大的意義［2］。實驗室建設(shè)的一個重要部分就是實驗室文化建設(shè)，實驗室文化建設(shè)是提高實驗教學質(zhì)量的需要，是學生重視實驗課程的有效方法。實驗室文化包括實驗室制度文化和實驗內(nèi)容文化。實驗室制度文化有利于宣傳和傳播實驗室制度，使學生保持科學素養(yǎng)和實事求是的作風，提高實驗操作素養(yǎng)，培養(yǎng)學生良好的行為習慣。實驗內(nèi)容文化有利于培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力和探索精神和實踐能力。實驗文化的宣傳具有多種形式，包括宣傳櫥窗、展板、實物展示等。將重點實驗項目的名稱、學時、實驗?zāi)康?、所需設(shè)備、實驗原理、實驗步驟以及流程圖等制作成展板掛于實驗房間內(nèi)或走廊上。學生在實驗的過程中，經(jīng)過走廊時就會看到，不知不覺中這些文化就會深深印入學生腦海中，使學生自然地得以貫徹到實驗中，產(chǎn)生潛移默化的效果。

2 協(xié)同實驗設(shè)計

我校對該專業(yè)的定位是以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為主，應(yīng)用型本科人才就是介于學術(shù)型人才和技術(shù)性人才之間的工程應(yīng)用型人才［3］。所以，解決培養(yǎng)應(yīng)用型人才的問題就要首先從課程設(shè)計做起，課堂上的理論教學是基礎(chǔ)，是為實驗教學做鋪墊。因此，實驗教學以及實驗項目的開設(shè)是無機非金屬材料專業(yè)教學的核心。有這樣一個故事:一個瞎子和一個跛子，被大火圍在一座房里，眼看只有坐以待斃，但四肢健全的瞎子和眼睛明亮的跛子聰明地組合成一個完整的“身體”，瞎子背著跛子，跛子指路，終于從大火中死里逃生。這個故事告訴我們，在工作崗位上，一個人無法完成所有的工作，也不擅長工作的所有環(huán)節(jié)，只有依靠團體協(xié)作，成員之間彼此合作、發(fā)揮自己的專長，才能更好地完成任務(wù)。在專業(yè)實驗的設(shè)計上要重視培養(yǎng)學生團隊合作意識。比如，在無機非金屬材料專業(yè)實驗上設(shè)計材料強度性質(zhì)的測定，4個學生一組，將材料的制備、加工、性質(zhì)測定、數(shù)據(jù)記錄和分析等環(huán)節(jié)分別分配給4個同學，讓他們每人負責實驗的一部分，只有通過合作才能完成實驗。在實驗中我們每個人有時候或是“瞎子”，或是“跛子”，都需要與他人合作以彌補自己的不足。那么在實驗中怎樣與別人合作就顯得尤為重要。很多時候，合作的成員不是學生自己能夠決定的，此時就需要組員之間具有很好的溝通能力，互相信任，凝聚力強。

3 綜合實驗設(shè)計

學生在學校培養(yǎng)的能力決定了他們今后的發(fā)展空間和工作質(zhì)量。能力是他們在今后工作中獲得知識、學習技能以及運用知識和技能的途徑［4］。即便有再多的資源，而沒有獲得它們的辦法，也只能是臨淵羨魚;而有了豐富的知識，卻不知如何運用，那也只是“茶壺煮餃子”，儲存知識的倉庫。無機非金屬材料專業(yè)的畢業(yè)生將來最有可能從事與石油化工密切相關(guān)的新型無機非金屬材料的設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用等方面的工作。而他們在學校中與此相關(guān)的專業(yè)實驗性教學環(huán)節(jié)包括金工實習、生產(chǎn)實習、石油化工仿真實習、綜合實驗、計算機在非金材料科學中的應(yīng)用等。因此，這些實驗項目的設(shè)計最應(yīng)突出強化培養(yǎng)學生如何在今后的工作中能夠運用專業(yè)基礎(chǔ)理論知識。然而，現(xiàn)有的實驗設(shè)計是單科單獨開設(shè)的，在每個實驗項目中對能力的培養(yǎng)和知識的運用的考察都很單一，這樣的實驗設(shè)計不利于培養(yǎng)學生綜合運用知識解決問題的能力。培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的無機非金屬材料人才，關(guān)鍵在于改變現(xiàn)有實驗項目的設(shè)計。所以，將無機非金屬專業(yè)開設(shè)的實驗項目相互滲透，綜合設(shè)計實驗，并與基礎(chǔ)化學的基本理論相結(jié)合，做到理論與實踐并重，在一次實驗項目中培養(yǎng)多種能力。這樣將考察技能的范圍擴大，培養(yǎng)學生綜合使用實驗技能的能力。因為，在實際的工作中，畢業(yè)生面臨的工作任務(wù)不可能目標單一，涉及的知識和技能也不可能只局限于專業(yè)知識，必然是一個綜合目標任務(wù)。所以，在學校的學習階段，對于專業(yè)實驗的開設(shè)，要強調(diào)專業(yè)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，綜合性實驗項目的設(shè)計是培養(yǎng)這種能力的一種有效手段。

4 培養(yǎng)專業(yè)知識運用的遷移能力

教育心理學對“知識遷移能力”定義為一種學習對另一種學習的影響，是將所學知識應(yīng)用到新的情境中，解決新問題時所體現(xiàn)出的一種素質(zhì)和能力，包含對新情境的感知和處理能力、舊知識與新情境的鏈接能力、對新問題的認知和解決能力等層次［5］。培養(yǎng)學生的專業(yè)知識遷移能力的關(guān)鍵是實現(xiàn)專業(yè)知識點之間的貫通理解和轉(zhuǎn)換，這樣有利于認識知識的本質(zhì)和規(guī)律，構(gòu)建結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，提高解決問題的靈活性和有效性。在傳統(tǒng)的實驗設(shè)計上把完成操作和得到正確的實驗結(jié)果作為最終目的，相同的實驗步驟在一次實驗中重復多次，實驗項目設(shè)置的重復比例過高。這樣的實驗只能培養(yǎng)學生的操作能力，學生學到的知識只能適用于本次實驗，不能遷移到其它實驗。在實驗中學生不能將所學到的知識舉一反三，應(yīng)用到其它方面來解決問題。這樣的實驗項目的設(shè)置不利于培養(yǎng)學生知識遷移能力。所以，貫穿實驗項目的設(shè)置和能力的培養(yǎng)要以培養(yǎng)專業(yè)知識運用的遷移能力為目的。進行有意義的學習，提高對所學知識的理解程度，構(gòu)建具有清晰、概括、包容性的認知結(jié)構(gòu)，這是實現(xiàn)知識遷移的根本前提和基礎(chǔ)。實驗是理解知識的手段，理解知識的根本是運用所學解決問題。在完成實驗項目的過程中，將知識進行歸納類化，將知識結(jié)構(gòu)認知得更清晰。設(shè)置實驗項目要注重規(guī)律和方法的培養(yǎng)，定位實驗，不以結(jié)果的好壞為評判依據(jù)。

5 結(jié)論

無機非金屬材料專業(yè)實驗的教學改革要重視專業(yè)實驗室的文化建設(shè)，加強實驗室規(guī)則文化和實驗內(nèi)容文化建設(shè)，在潛移默化中使學生踐行這些文化內(nèi)涵。協(xié)同實驗和綜合實驗設(shè)計是培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才，使其適應(yīng)未來工作需要的有效手段。培養(yǎng)學生在與他人良好合作的前提下，發(fā)揮綜合運用知識、將知識遷移應(yīng)用、解決問題的能力。

［1］張 原，李 鑫，杜興號．高校實驗室文化的內(nèi)涵及建設(shè)途徑［J］．實驗技術(shù)與管理，2011(3):15 －19．

［2］楊 安，洪家慧，魏勇剛．論新形勢下高校實驗室文化的建設(shè)［J］．實驗室研究與探索，2006(5):555－557．

［3］陳 新．協(xié)同實驗教法探索［J］．教學與管理，2001(22):48－49．

［4］王可答，劉利軍，侯 林，等．綜合實驗淺析［J］．中國科技信息，2010(11):118－119．

［5］張 勤．關(guān)于高校加強學生學習能力培養(yǎng)的若干思考——解讀知識遷移理論與實踐模式［J］．黑龍江高教研究，2006(5):165－167．