材料學科實驗教學改革與探索

冀宣名 向嵩 萬明攀 李偉

摘要：材料學科的快速發展對實驗教學提出了新的要求，傳統實驗教學模式已經不能滿足現代社會對學生實踐動手能力、創新能力的要求。總結貴州大學材料與冶金學院近幾年實驗教學經驗，介紹了在教育理念、教學分工、材料實驗教學體系構建、教學方法及手段方面，進行的一些改革和探索。

關鍵詞：材料學科;實驗教學;改革與探索

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：B? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0389-02

引言

實驗教學是“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的重要部分。加強教學質量，既是高等教育依據發展規律自我完善的需要，更是提高辦學質量進而提高畢業生就業競爭力以及創業能力的需要。材料科學工程學科發展迅速，教學系統發展日趨完善，但實驗教學卻缺乏一定的系統性、完整性和前沿性，實驗教學不甚理想，與學校人才培養定位有一定差距，因此，對教學理念、教學手段以及教學方法等問題進行改革，對提高學生綜合實踐創新能力進而提高高等教育教學質量具有重要意義[1-4]。

一、轉變教育理念

材料學科實驗教學作為重要實踐教學環節，是培養材料類專業學生實驗技能、提高學生研究創新實踐能力以及培養材料類專業創新人才的重要環節。其秉持以學生為本、學以致用的理念，堅持知識、能力與素質同步發展，學習、實踐和創新相互促進的實踐教學理念和實踐教學改革思路。根據專業特點和發展定位，對學生的實踐能力分層次、分階段、分類別培養，啟迪學生的創新和擴散思維、開發創新潛能、培養創新能力，提高學生運用現代分析手段和試驗方法來解決材料行業中會發生的實際問題，提高學生的思維能力和創新能力，進而更適應社會，全面提高教學水平，為國家建設培養具備創新能力的高素質應用型人才。為適應貴州產業結構的需要，構建了開放、互聯、共享的基礎材料實驗教學平臺和綜合設計性實驗教學平臺，探索以能力為本的多元化的教學模式、手段和方法，結合理論教學與實驗教學，培養具備創新能力的高素質應用型人才[5]。

二、強化實驗教學，進行教學分工改革

對理論教學、實踐教學之間聯系進行調整，改善實驗教學地位低的現象。同時優化實驗教學中教師、學生之間的關系，加強學生的主體性，在實驗教學中，教師以引領學生發現問題進而探索問題、解決問題進而培養科學素養為職責。按照這種思路，學院首先對原有實驗課程進行全面調整，改變原有理論課與實驗課一起的模式，綜合分散于各課程中實驗進行獨立成課，開設專題實驗。這樣既有效保證了實驗教學的獨立性，改變其附屬地位，同時使得各個實驗有效銜接起來，改變只知其然，不知所以然的狀況，由指導教師根據學生所學的知識和整體教學安排，循環漸進式進行實驗設計。學生依據相關規定及自我思路隊實驗內容及設備進行自主選擇，進而確定實驗步驟、注意事項及安全規則等。通過對材料相關實驗的系統優化，實現培養學生思索問題、解決問題的能力，進而構建學生完整認識體系的目標。通過實驗體系與理論體系的完美配合，達到培育復合型創新人才的教學目標。

三、構建“一體化、四層次”材料實驗教學體系

（一）優化實驗教學，激發學習積極性

實驗教學是否能夠有效地達到預期效果，取決于學生能否積極地參與到實驗中來。目前，雖然各高校對實驗教學的呼聲很高，但各個學校各個教師的教學方法和程序基本相同：即學生先做課前預習，根據實驗流程等撰寫預習報告;實驗前老師檢查學生預習報告，同時再對實驗原理、實驗步驟、注意事項等做詳細講解，進而由學生進行操作完成相關實驗，在此過程中，學生不用獨立思考，只需記住實驗步驟和方法，即“照單抓藥”式。這樣的實驗課是必須的，通過教學，學生掌握了一些分析方法和基本操作技能，培養了嚴謹、認真、實用的科學態度。但通過這種“照單抓藥”式教學，學生的分析問題和解決問題的能力很難提高，在培養和提高學生的思維能力和創新能力方面存在一定的局限性。因此，該教學模式存在的學生學習興趣差、教學效果差等問題亟待改革。

（二）優化實驗課程考核模式與成績評定方法

成績評定即是對學生實驗掌握情況的考核，更是激勵學生進行主動性及創新性研究的魔力棒。結合學院及學科實際情況，對實驗成績評定方式作出變革，把考核分布到實驗全過程，包括實驗的預習、設備操作合規性、數據效果、實驗過程安全意識以及實驗報告等環節綜合考核，只有各環節表現較好學生才可能進入優秀候選序列。同時安全重于泰山，材料學科實驗常用到高溫、高壓等危險設備、危險氣體以及腐蝕性液體，有一定危險性，故在考核中加入安全意識考核，對違反實驗室安全制度、可能造成危險的實驗行為給以一項否決。同時，為了提高學生對科研的探索，對于主動完成拓展實驗的學生給予一定加分獎勵。通過考核思路及方式的優化，學生面對實驗的自覺性和積極性的得到改善，有效提高了實驗教學質量。

四、教學手段與方法改革

（一）現代化技術及教學手段與傳統教學相結合

借助學校發展網絡教學平臺的春風，不斷完善材料學科實驗教學平臺，把實驗過程做成視頻，加強手機微課的建設，讓學生能夠利用現代的網絡信息技術，提前生動有效地對實驗進行預習，課堂上缺乏深入理解的知識，在課后通過網絡平臺進行鞏固思考。將傳統的教學方式與現代化科技手段相結合，充分發揮網絡、手機及慕課等實驗教學媒體的先進性、快捷性，激發學生的對實驗知識的探索欲望，改善實驗教學手段，增加先進性以及新穎性。采用新方法、新科技、新手段學生改善實踐動手能力、創新能力的發展速度，提高21世紀高素質創新型人才的培養質量[6]。

（二）建設教學雙師型人才隊伍，促進專兼結合人才團隊建設

發展的第一要素是人才，人才是科技進步的基石。實驗人員作為實驗教學的執行者，是提升實驗室建設水平、完善實驗教學的基礎，排除實驗隊伍的改革是空談。從實驗教材的編寫到實驗內容以及實驗方法的改革，每一個步驟都離不開實驗教師的參與。因此，學校對現有實驗人員不斷加強培訓，組織相關人員到實驗教學改革進展較好的實驗教學中心交流，學習別人優良經驗，提升業務能力，鼓勵教師參與科學研究。同時，以學助研，以研促學，隨著社會的發展，企業的需求也在不斷變化，為了更好地促進學生最新知識的學習，學院結合實際情況，通過加強學科帶頭人和雙師型教師隊伍建設，建設一支適應當前高等院校材料類專業發展要求的，專兼職結合的高水平實驗人才團隊。

（三）以研促學，加強實驗室開放項目

為充分發揮學校科研、教學設備資源優勢，提高實驗室綜合利用，改變實驗教學思路，促進相關實驗教學質量提升，學院根據實驗室自身的條件，針對不同專業、不同層次學生的特點和需求，圍繞培養學生的創新意識、實踐操作和獨立解決問題能力為目標，采取靈活多樣的開放形式，提供豐富多彩的開放內容，逐步提高實驗室開放的水平，最大限度地發揮材冶學院設備以及人員等資源的優勢、提高實驗室綜合使用效率效率。

五、結語

實驗教學是“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的重要部分，是辦好高等教育、提高學生就業能力和創業能力的需要，是材料科學專業學生學習的重要組成部分和人才培養的重要環節，是學生理論知識鞏固和延展的重要途徑。

參考文獻：

[1]熊小濤，孫建林，薛潤東，贠冰，韓凌.材料學科實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2011，28（06）：265-267.

[2]黃繼武，潘清林，徐國富，肖來榮.中南大學材料科學與工程實驗教學的改革與創新[J].實驗技術與管理，2011，28（06）：262-264+267.

[3]蘆笙，王加友，袁愛華，呂秀芬，王宇，高玉華.材料科學與工程學科開放式創新實踐教學體系的構建[J].實驗室研究與探索，2011，30（03）：299-302.

[4]崔敏，鄧祥明.改革實驗教學方式，培養工程實踐能力[J].實驗技術與管理，2001，（03）：118-120

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[6]張卓.構建實驗教學手段創新體系 培養新世紀高素質創新人才[J].實驗室研究與探索，2001，（05）：1-5.