《無機材料綜合實驗》教學體系的改革與實踐

向柏霖，張 莉，胡楊劍，陳 桂

(懷化學院 化學與材料工程學院，湖南 懷化 418000)

《無機材料綜合實驗》是材料化學本科生一門非常重要的專業(yè)基礎課程，通過該課程學習可提高學生的動手能力，加深學生對專業(yè)理論知識的理解和運用、培養(yǎng)學生的興趣，提高學生的創(chuàng)新意識和科研素質。在我校，該門實驗課程主要開設對象為材料化學專業(yè)大三的學生。但在以往教學過程中，實驗項目都是固定的，雖然涵蓋范圍較廣泛，但實驗實驗方案、實驗儀器、實驗藥品及實驗步驟都已經(jīng)預定好，學生在實驗過程中僅僅是參照書本上寫好的實驗步驟過一遍，造成學生被動的完成實驗，實驗過程枯燥，學生發(fā)揮自己的主觀能動性機會較少，難以起到培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和科研素質的作用。因此，改革這門實驗課程的教學方法和體系成了當務之急[1-2]。

本文通過對這門課程進行開放實驗教學的探索，更加重視學生創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學生的主動性，對學生的專業(yè)能力和綜合素質有很大的幫助。

1 實驗教學目標

《無機材料綜合實驗》以介紹無機材料學領域的基礎理論為目的，主要探材料的結構、制備方法、加工工藝以及材料性能之間的關系，既有很強的理論性，又有很強的應用性，是為學生加深基礎理論知識的理解與運用、提高動手能力和聯(lián)系實踐生產而開設的實踐環(huán)節(jié)，是提高知識運用能力、加深理論聯(lián)系實際的理解、提高獨立解決問題的重要途徑[3]。

本課程除了要求學生要掌握一般材料制備檢測的基本方法和技能外，還要求學生能根據(jù)所學的材料基礎知識設計實驗，并學會選擇和使用各種測試儀器。要求學生能掌握無機材料的基礎知識，滿足材料學科對學生的的綜合要求，同時還有材料科學研究的基本素質，有獨立自主的學習意識、較強的動手能力和創(chuàng)新意識[4]。

2 舊實驗教學體系的弊端

2.1 實驗內容不合理

已有的實驗項目多為驗證性和制備性實驗，實驗步驟和實驗儀器過于簡單，實驗方案固定不變，學生實驗時按定好的實驗步驟做一遍，多數(shù)人只是走走過場，完成任務，并沒有深入到實驗本身去探討和研究實驗現(xiàn)象，難以起到對所學知識的鞏固和運用的作用。同時部分實驗項目還與其他實驗課程的實驗項目重復，如《無機非金屬材料實驗》《材料合成實驗》和《材料化學實驗》等課程。需要對實驗項目進行改革更新。

2.2 實驗教學方法有待改進

實驗過程中涉及到的實驗原理、實驗儀器和實驗方法等內容，尤其是一些大型的測試儀器，一般尺寸較大，且場地有限，無法在實驗教學中將其內部結構和原理完全講解清楚。并且每批實驗學生較多，在實驗前僅靠口頭講解，難以面面俱到，生動講解，造成學生理解困難，在實驗過程中產生較多的問題。

2.3 教學硬件設施不足，實驗設備缺乏

由于我校的材料化學專業(yè)開辦時間不久，因此有些教學設施和實驗設備還不夠齊全，而且試驗場地有限。盡管這幾年學校購置了很多儀器，但基礎仍然較差，儀器數(shù)量也難以滿足本專業(yè)的教學需求，實驗室建設有待進一步加強。

3 《無機材料綜合實驗》教學體系改革措施

3.1 修整教學內容

根據(jù)實驗教學大綱的要求，結合材料化學的專業(yè)培養(yǎng)需要，將《無機材料綜合實驗》的實驗項目進行整理修改，剔除與其他實驗課程重復較大的實驗項目，同時將實驗內容歸納為兩大類：常規(guī)實驗和綜合開放類實驗。

常規(guī)實驗包括一些經(jīng)典的驗證和制備實驗，目的是使學生通過這些經(jīng)典的實驗鍛煉動手能力，熟悉常見的無機材料的制備及檢測方法。而綜合開放類實驗則是教師根據(jù)大綱的要求，給定學生的實驗題目，限定實驗范圍、條件和實驗儀器，讓學生自己查找資料，確定實驗方案。并對學生的實驗方案在實驗前進行評價、指導和修改，引導學生正確利用知識，養(yǎng)成科學嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。積極引導學生參與知識的發(fā)現(xiàn)、整理和創(chuàng)新思維模式的培養(yǎng)。

3.2 加強實驗室建設

近幾年來，我校通過中央與地方共建項目，已經(jīng)購置了很多材料測試儀器，如XRD、電鏡、激光粒度儀、各式高溫爐等設備，極大的豐富了教學內容和教學手段。另外實驗室應再根據(jù)實驗需要，購置多一些低價值的小型儀器，盡量保證每位同學都能動手操作儀器，增強學生的參與感和動手能力。同時要加強實驗場地的建設及教學設備的建設，如每個實驗室能加裝投影儀等，使老師的教學手段更加生動和多樣。

3.3 改革考核評價方法

以往采取平時成績+末考成績的評價方法，平時成績主要參考實驗報告，末考成績則為期末出的實驗考試試卷成績。實驗報告學生有很多都是抄襲，很難給出客觀公證的評價，而末考成績大部分同學則是期末突擊復習，從而忽視平時的實驗操作，與教學大綱的培養(yǎng)目標相去甚遠。改革后將實際動手能力加入到評價體系內，采取評價實驗方案+實驗態(tài)度+實驗結果及分析來確定實驗成績。第一部評價實驗方案，若是常規(guī)實驗就根據(jù)學生的實驗預習報告和實驗報告進行打分，開放式實驗則根據(jù)交上來的實驗方案，根據(jù)方案的可行性、完整性和資料的查閱詳細度來打分，并做修改；第二部分實驗態(tài)度，在實驗過程中，根據(jù)學生的實驗態(tài)度、操作規(guī)范和實驗習慣進行打分；第三部分實驗結果及分析，根據(jù)學生的實驗結果，主要是根據(jù)實驗成功率及實驗完成后對成功或失敗的原因分析情況打分。實驗的總成績綜合以上三個分數(shù)來決定，以上三個分數(shù)各占三分之一的比例。

4 結束語

通過對《無機材料綜合實驗》教學體系的改革探索，使學生的對實驗的興趣和綜合素質都有所提高，也培養(yǎng)了學生的動手能力和創(chuàng)新精神，有著較好的教學效果。