論大學實驗教學的改革創新和提升

張興華+牛牧野

摘要：針對高校新時期的人才培養問題，論述了材料實驗教學實行的一系列改革措施，改進材料學實驗教學模式，并引入現代教學管理手段，深入剖析了實驗室教學管理中存在的問題，探索如何發揮創新性實驗開設在培養學生實踐能力和科研創新能力方面的作用。通過充分發揮學生的主觀能動性，達到有效提高教學效果、學生實踐、創新能力等綜合素養培養的目的。

關鍵詞：實驗教學；材料學實驗；創新能力；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0108-02

一、引言

改革創新是一個國家乃至世界不斷進步的動力，一個國家的崛起和國力的上升，主要取決于民族的創新實踐能力的提高。高等教育是教育的重要組成部分，在培養人的創新能力方面起著關鍵性的作用[1，2]。另外，“崇尚實踐”是我國培養人才的優良傳統，同時也是當前培養創新型人才的重要途徑之一。衡量一所高校辦學的質量好壞與成功與否，實驗教學舉足輕重，即學生的實驗動手能力至關重要。實驗教學在對學生能力培養方面起著理論教學不可替代的作用。它是培養學生實驗技能、應用能力和科學作風的重要環節[1]。從歷年嚴峻的就業形勢來看，那些具有較強動手實踐能力的學生往往能找到理想的工作。這表明高校應進一步加強對學生實踐能力的培養，使學生能更好的適應社會需求。因此，本文以高校材料實驗教學為例，圍繞培養學生的實踐和創新能力這一目標，進行了幾方面的探索和分析，為今后實驗教學的改革提供一定的理論參考。

二、培養學生的實踐和創新能力

在課堂中學到的理論知識，都要通過實驗進行驗證。學生通過實驗教學可以對新的理論、新的知識、新的方法進行驗證，并對其深入理解，從而掌握新的技能，在原有認知的基礎上提升知識儲存量。實驗教師要通過學生在實驗中遇到的各種問題和現象與書本中的理論相結合，使學生能夠將理論知識用到實踐中去。通過實驗教學使學生掌握利用實驗手段解決實際問題和復雜問題，從而使學生具備一定的實踐能力，在離開學校步入社會以后具備理論聯系實踐的能力，而不是只會紙上談兵的高學歷“書呆子”。

傳統模式的材料實驗教學，教師很大一部分時間花在了重復理論課的授課內容，通過先講解、演示等教學方式將學生引入實驗主題，因此學生基本上是處于一種被動接受的狀態，學生很難通過實驗領悟相關的基礎知識，使實驗變得枯燥無味，很難激發學生的學習興趣[3，4]。因此，培養學生的創新和時間能力就要提高學生的學習興趣，引導學生動手和思考，在教師的精心引導下培養出學生的時間和創新能力。

1.培養學生的學習興趣和動力。興趣是學生入門的先導，也是激發和維持學生學習的動力。學生只有對實驗產生興趣他們的注意力、觀察力、想象力才能活躍起來。成功的引導使學生對學習內容產生了濃厚的興趣，是實驗教學的關鍵。教師可以通過設問和正確的引導來啟發學生實驗選題和探究的興趣。避免傳統的“填鴨式”的教學方式，采用啟發式、案例式的教學模式。以學生為主，通過精心設計問題情境，引導學生按照對所做實驗的儀器、原理、現象或結論產生興趣或者好奇心。將授課內容從介紹儀器的原理和結構轉向儀器設備在工程上的實際應用，從傳統教師演示性實驗轉變為學生動手參與，動手分析數據，教師輔助指導的模式，調動學生學習的主觀能動性。實驗授課教學目標由以往的“以介紹儀器為中心”轉化到“如何運用儀器分析材料為中心”，以介紹儀器的原理和結構為輔，重點放在儀器的應用、樣品的制備以及數據的分析處理上。減少教師的演示性實驗，增加學生動手參與環節，設計綜合性實驗，要求學生結合所參與的創新性項目從樣品選擇、試樣制備、測試條件確定到測試數據分析以小組為單位獨立進行。

2.為部分優秀學生提供創新平臺。實驗室應該為一些對實驗操作非常感興趣的優秀學生提供一個學習和研究的平臺。在實驗教學中增加開放實驗，開放實驗是教學中的具體體現，有利于充分利用實驗室的空間和資源，有利于學生自主進行實驗安排，學生可以發揮自己的想象力和創造力去進行一些自主的實驗活動。這樣可以激發學生學習的主動性和積極性。教師在開放實驗的過程中可以給予學生適當的指導和鼓勵，引導學生仔細觀察實驗現象，并對實驗過程中出現的問題進行深入思考，從而提出不同的設計思路和解決途徑。通過實驗過程中學生分析和解決問題的能力以及從中獲得的成就感，可以激發學生的求知欲和學習興趣。

三、實驗教學模式的改革與對策

實驗教學相對于理論教學改革而言難度較大，受限制因素很多，比如材料實驗中的金屬材料的制備、力學性能測試、X射線衍射實驗操作（XRD）、透射電鏡的制樣和檢測（TEM）等大型貴重儀器的操作，在試驗過程中會遇到儀器設備少、實驗用品用具管理難度大、實驗內容涉及面廣、實驗過程中的試劑管理混亂等問題。針對實驗教學改革中遇到的問題，我們積極尋求一些解決辦法。

實驗室采取嚴格的操作管理制度。實驗教學改革過程中，因為一些綜合性、研究性和創新性強的實驗，需要學生在自由時間都可以在實驗室中開展實驗，這就給管理帶來了不便。如實驗室藥品擺放混亂、實驗室經常出現不明成分廢液、隨意動用他人實驗材料、實驗儀器無使用記錄或試驗過程中無人看管等，這會為實驗室帶來了很大的安全隱患。針對上述問題，我們實施門禁管理系統，將門禁系統與學生的校園卡關聯起來，只有培訓合格的學生才可以進入實驗室進行相關實驗操作，且系統會將學生進入實驗室的起始和結束時間進行記錄，每個實驗室都會有相應的監控系統對學生進行監控，在儀器使用實驗過程中如果有違規操作超過3次，將取消學生進入實驗室的授權，要從新培訓才可進入。該系統可以更好、更有效的對學生進行管理和鞭策，提高學生的自覺性，從而使得實驗室的管理和實驗有效順利的進行。

四、改善實驗室的軟件和硬件條件

1.提高實驗室的軟件條件。實驗室的軟件條件通常是指實驗教師自身的綜合素質。在實驗教學過程中，教師的綜合素質起著至關重要的作用。（1）實驗教師自己的理論知識必須及時更新，教師要掌握最新的科學前沿知識，不斷提高自身的科學素養。（2）實驗教師要注意培養學生自身的動手能力，注意引導學生的實驗興趣，使得學生對實驗操作產生興趣，培養學生自身的主觀能動性。（3）實驗教師要具有充分的耐心，尤其是對一些自卑心較重、動手能力較差的學生，要耐心指導，給予其充分的鼓勵，培養學生的自信心。（4）實驗教師要具有嚴謹的科學態度，實事求是，本著對試驗和學生負責的工作態度，要求學生保證數據的真實準確，切忌夾雜主觀因素，不允許學生出現隨意拼湊偽造數據的現象。

2.提高實驗室的硬件條件。隨著國家各種專項基金經費的增加和對實驗室建設投入的重視，目前各高校實驗室建設和儀器購買經費充足，因此材料學實驗的相關儀器設備的批量購買是深入和落實材料學實驗教學內容改革的保障，同時也是研究型試驗和創新型實驗順利實施的保證。隨著實驗室儀器設備的增加，高校學生將會接觸到更多的新實驗技能、新的理念、新的技術方法，材料實驗室的管理和教學實驗平臺也將得到很大的改善和提高。

參考文獻：

[1]王京生.實驗教學改革的探討與創新[J].科技創新導報，2010，（14）：171.

[2]劉翠紅，陳秉巖，王建永.基于學生實踐和創新能力培養的實驗教學改革[J].科技創新導報，2011，（01）：151-152.

[3]胡子文，姚圣國.基礎化學實驗教學示范中心管理探討[J].實驗科學與技術，2010，8（2）：154-156.

[4]王莉賢，徐瑞云.創建培養應用型創新人才的“基礎化學實驗教學示范中心”[J].化學試劑，2009，31（12）：1043-1046.