《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)實驗包括一些經典的驗證和制備實驗，目的是使學生通過這些經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)成科學嚴謹的學習態(tài)度。積極引導學生參與知識的發(fā)現、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，開放式實驗則根據交上來的實驗方案，根據方案的可行性、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，根據學生的實驗結果，主要是根據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來決定，以上三個分數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。