《無機材料工學實驗》開放式教學實踐

李靈均+陳召勇+朱華麗+龔麗

摘 要：為增強學生實踐和創新能力，分析了《無機材料工學實驗》教學中存在的問題，圍繞實驗教學觀念、教學內容精簡及分層次設計、多樣化的教學方法及多元化的考核方式等方面，探討了《無機材料工學實驗》教學中加入開放式教學元素的一點體會。

關鍵詞：開放式教學 無機材料工學實驗 教學實踐

中圖分類號： G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（c）-0134-01

無機非金屬材料（包括水泥、玻璃、陶瓷、及先進功能材料等）是我國國民經濟的重要支柱性材料。《無機材料工學實驗》在培養本專業學生探索材料物理化學特性、開發新材料和解決實際生產問題等方面發揮著舉足輕重的作用。然而，由于長期以來對實驗教學的定位認識不足，把實驗教學僅作為理論課的補充，培養方案顯得比較零散，驗證性和演示性實驗較多，設計性和綜合性實驗較少[1]。學生的實踐和創新能力有待加強。

另一方面，近年來，人才市場呈現出學術型和管理類人才供大于求，創新型人才嚴重短缺等現象。“就業難”和“人才荒”的雙重壓力，成為困擾我國經濟發展的主要問題。其根本原因在于高等教育沒有很好的與時代發展同步，教學與企業脫節，理論與實踐脫節。而開放式教學改變傳統教學模式中重理論輕實踐、重知識輕能力的傾向，融知識傳授、能力培養、素質教育為一體，已成為各高校研究的熱點。

1 無機材料工學實驗教學研究現狀

《無機材料工學實驗》是我校無機非金屬材料工程專業三年級本科生必修的一門專業課， 與本專業《無機材料工學》理論課配合進行實施，也是畢業實習的先修課程。學習內容主要涵蓋陶瓷、玻璃、水泥、先進功能材料的合成、表征、摻雜改性；以及相應的實驗設計及誤差分析、數據處理的方法等[2]。當前，《無機材料工學實驗》存在的主要問題如下。

1.1 實驗教學理念、教學內容相對落后，被動實踐情況突出

《無機材料工學實驗》的教學理念仍然停滯在傳統的驗證型教育上，對實踐和創新能力的培養沒有引起重視。實驗課依附于理論課，驗證性實驗過多，缺乏綜合性、設計性的大實驗。實驗教學內容主要是針對基礎知識和理論的驗證。學生在實驗中處于被動和從屬的地位。此外，被動實踐也導致學生在解決實際問題以及創新能力方面的不足。這種教學理念及相應的教學模式，不利于發揮學生的主動性、積極性和創造性。

1.2 實驗教學過程中教學方法單一

《無機材料工學實驗》的教學手段仍以講授為主，學生自由探索、自主學習的機會較少。教師按照講義講解實驗目的、原理和內容，演示實驗過程；學生則根據實驗指導書的內容，按同樣的操作步驟，開展驗證性實驗。很多學生只是從形式上完成了實驗，卻并不理解實驗中原材料、制備工藝的選用規則、實驗性能測試和數據處理的方法，不利于培養學生的實踐操作能力。

1.3 實驗教學培養方案封閉，不適應社會需求

《無機材料工學實驗》的培養方案大多是在理論教學培養方案的基礎上建立的，實驗教學與工廠一線的生產活動聯系不緊密，學生在經過實驗課程的鍛煉后并不了解最新的生產工藝，不具備自主學習、主動實踐的能力。實驗教學沒有將理論課與畢業實習很好的鏈接，起到承上啟下的作用。學生在實習過程中不能主動發現生產中的關鍵技術以及工藝中可能存在問題，而只是停留在走一走看一看的層面上，實習效果很不理想。

2 《無機材料工學實驗》教學實踐內容

2.1 實驗教學觀念的轉變

分析現有教學觀念的不足，以學生為主體，教師為主導，探索一種融知識傳授、能力培養、素質教育全面協調發展的教學理念。同時制定科學合理的《無機材料工學實驗》教學大綱。課堂上教師要少講、精講，甚至不講，重在啟發、引導，把實驗的主動權交給學生，讓學生獨立思考，自己動手，激發學生進行實驗的主動性和積極性。

2.2 實驗教學內容的優化

當前本專業《無機材料工學實驗》的教學內容包括：粉體真密度的測定，材料顯微硬度的測定，材料色度、陶瓷白度的測定，煤的工業分析，漿料性能的測定等。驗證性實驗過多，綜合性和設計性實驗缺乏。此外，教學內容集中在傳統的玻璃和陶瓷領域，與占實習總數2/3的建筑材料及功能材料領域關聯不大。

為了滿足社會發展的需求及不同層次學生的需要，開放式無機材料工學實驗教學應符合學生的認知規律，貼近實習企業實際，將《無機材料工學實驗》的內容分為三個層次：基礎型實驗、綜合設計型實驗和研究創新型實驗。循序漸進，由簡單到復雜，不同層次的實驗內容在學生的實驗能力培養中擔負不同的任務。

同時，通過精減低層次驗證性實驗，如煤的工業分析，漿料性能的測定等；增加與實習企業密切相關的綜合性、設計性的實驗項目，如某冶金公司的浸出液除鐵工藝、富氨廢水回收工藝等，將《無機材料工學實驗》的教學內容涵蓋水泥、陶瓷、先進功能材料等三大領域，提高學生綜合素質和創新能力，以適應后續畢業實習的學習。

2.3 改革單一的教學方法

改革《無機材料工學實驗》課程中以講授型為主的教學方法。精簡實驗指導書，只提供實驗目的、要求和實驗原理，不列出具體操作步驟，在教學過程中積極采用啟發式、討論式等現代教學方法，鼓勵學生通過不同途徑完成實驗，達到實驗要求。同時應用多媒體演示、網絡化教學平臺進行輔助教學。

（1）啟發式教學法：教師提出無機材料企業實際生產中的一些問題，并給出相應的資料，引導學生自己去搜集文獻、分析思考、制定方案、動手進行實驗，通過數據分析得出結論，并對最后的結果進行評價。

（2）討論式教學法：教師通過預先設計與組織，啟發學生就企業生產中的特定問題發表自己的見解，并在同學之間、師生之間開展積極的討論或辯論，使學生主動獲取知識的方法。

（3）網絡教學平臺：綜合運用視頻、動畫、圖像、聲音等多媒體教學手段，開發無機材料工學實驗等網絡課件，并應用于實際教學。

2.4 實驗教學評價的開放

《無機材料工學實驗》擬采用全程性、多元化的考核方式，全面反映學生掌握知識和綜合能力的情況。以發展的眼光評價學生，在評價手段上應不局限于考測，還應包括實驗操作、回答問題、實驗報告等形式。教師記錄學生在實驗中的表現，在整個課題設計結束后，根據設計方案的正確性與合理性、實驗動手能力與創新能力、總結報告、設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神等方面，綜合評定成績。同時，考核方式多樣化，包括實驗操作、回答問題、實驗設計報告和答辯等形式，從多個方面考察學生的綜合能力。

3 結語

筆者以本校的《無機材料工學實驗》課程為實踐平臺，通過開放式教學將實習企業的生產工藝及存在的技術問題引入《無機材料工學實驗》的教學內容中，有利于加強理論課與實踐教學之間的銜接，縮短學校與企業間的距離；有利于培養“零適應期”的本科生，為蓬勃發展的無機材料領域培養優秀的工程技術人才。

參考文獻

[1] 宋劉斌.基于創新型人才培養的地方高校實驗教學改革[J].實驗教學與儀器，2012（9）：21-22.

[2] 陳曙光.《無機材料工學實驗》教學改革的探索[J].中國科教創新導刊，2007（466）：18.endprint