無機材料實驗教學內容新體系構建與實踐*

左成鋼，肖安國，陳遠道，丁 祥，夏 杰

(湖南文理學院化學與材料工程學院，湖南 常德 415000)

隨著社會的進步，地方區域經濟發展逐步加速，倒逼地方高校進一步推進轉型，以培養出更多高素質的大學畢業生來應對各行各業對應用技術型人才的旺盛需求。作為高等教育重要組成部分的實驗教學，它在培養學生實踐能力、創新意識和提高學生綜合素質上發揮著關鍵作用[1]。無機非金屬材料專業隸屬工科，是實踐性比較強的專業，擔負著為社會培養無機非金屬材料領域應用技術型人才的重任，更應該重視實驗教學，要把實驗教學作為人才培養的重要環節，重點培養學生的動手實踐能力、工程應用能力和創新精神[2]。

湖南文理學院自2009年開始招收無機非金屬材料方向大學生以來，十分重視培養學生實踐能力和創新意識，特別是湖南文理學院向“地方性”應用型大學轉型以來，更是發力改善實驗教學基礎條件和加強實驗教學平臺的建設。同時，結合我校專業定位和人才培養目標，我們也對無機非金屬材料實驗教學內容體系改革進行了積極的探索和實踐。

1 原有實驗教學內容體系存在的主要問題

長期以來，實驗教學在對人才培養的重要性上被嚴重低估。實驗教學往往被認為從屬于理論教學，從所處地位來看，實驗教學常常被認為是次要的。受這種錯誤認識和僵化的思維慣性所累，多年以來，無機非金屬材料實驗教學改革步子邁得不大，實驗教學內容體系改變也不多。在當前，為應對地方區域經濟發展對應用技術型人才的需求，地方高校加快了轉型發展。基于這種情況，無機非金屬材料實驗教學體系應當進行相應改革，實驗教學內容體系也應當作出相應改變。從與當前人才培養目標的匹配度視角來分析，我校原有實驗教學內容體系主要還存在以下問題。

1.1 實驗教學內容相對孤立，相互之間聯系不緊密

涉及工程而進行的實驗都是綜合性的。在實際生產中，為了達到某個生產目的，往往會設計一系列的實驗，每一個實驗與其他實驗關聯度高，共同組成為一個有機整體。然而，在過去的無機非金屬材料實驗教學內容體系里，實驗教學內容主要是一些演示性實驗和驗證性實驗。對于這些演示性實驗和驗證性實驗，可以說是根據多年的實驗教學實踐沉淀下來的精華，學生通過進行這些實驗能驗證理論教學所授基礎知識和基本理論，培養和訓練動手實踐能力和實驗基本技能。為了能讓實驗順利進行，這類實驗通常都由實驗指導老師和實驗教學參考書設計好了一系列流程。然而，由于學生在實驗過程始終扮演被動參與者的角色，實驗積極性不高，動手實踐能力和實驗技能的鍛煉效果較差。

與此同時，我們也清楚地看到，在根據過去的人才培養方案設計的實驗教學內容體系里，開設的單個演示性或者驗證性實驗教學內容往往只和理論教學某些相關的零散知識點有關。這些實驗教學內容在設置上尚缺乏系統性，相互之間關聯并不緊密，不能很好地反映理論教學中各個知識點之間的內在聯系。在做了這些實驗后，學生對這些實驗在實際生產中在什么場合用、怎么用以及能發揮什么作用等方面的認知是比較模糊的。

1.2 實驗教學內容模塊在培養創新能力方面的功能不強

按在人才培養發揮的作用來劃分，無機非金屬材料實驗主要包括基礎實驗模塊和能力拓展實驗模塊，具體可細分為演示性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗等類型。我校原有實驗教學內容體系以基礎實驗模塊為主，演示性實驗、驗證性實驗所占比重很大，而用以著重培養學生創新能力的能力的拓展實驗模塊，設置的綜合性實驗、設計性實驗等實驗所占比重明顯偏低。

1.3 實驗教學內容與地方產業實際嚴重脫節

原有無機非金屬材料實驗教學內容體系更多地是涉及認知性實驗，而以培養學生工程實踐能力和創新能力為主要目的的能力拓展實驗內容太少。許多實驗教學內容與地方產業研究熱點脫鉤，學生在校內學的、做的和在他們以后進入用人單位后所面對的情況差別很大。從地方產業對應用技術型人才在工程實踐能力和創新能力方面的要求角度而言，這樣的實驗教學內容體系設計無疑是落后的，表現出與地方產業發展實際需要的滯后性和嚴重脫節。另外，在實際生產中，工程項目的各種實驗都需要嚴格按照相應的技術標準來進行。但是，在高校實驗室內進行的實驗教學對技術標準執行則帶著隨意性、甚至不執行技術標準，容易造成學生的工程意識得不到充分培養，學生對標準化的概念也不重視的結果[3]。

2 實驗教學內容新體系的構建與實踐

實驗教學體系要達成的目標應根據本專業人才培養方案來界定。在地方高校轉型發展背景下，實驗教學活動的開展，除了要通過訓練使學生掌握基礎知識和基本實驗技能外，更要著重培養學生的動手實踐能力和創新能力。因此，在新的歷史時期，要進一步推進地方高校實驗教學改革。作為實驗教學體系核心之一的實驗教學內容體系，也應當與時俱進地隨之深化改革。構建符合時代發展需要、大力推動素質教育和創新人才培養的科學合理的實驗教學內容新體系，在當前已經成為地方高校無機非金屬材料實驗教學必須解決的問題。

2.1 整合實驗教學內容，構建凸顯關聯密切的實驗教學內容新體系

按所設置理論課程來劃分，無機非金屬材料實驗包括基礎課程實驗、專業基礎課程實驗、專業課程實驗三大組成[4]。在我校原有的實驗教學內容體系中，除了存在一些實驗項目重復的情況外，還存在有實驗項目與實驗項目之間知識點連貫性差、實驗內容上相對孤立、關聯度不高的情況。在構建實驗教學內容新體系的實踐過程中，我們對原有實驗項目進行精簡整合，去掉了重復的實驗內容，對內容相近的實驗項目進行歸類整合。同時，按照無機非金屬材料的制備—結構研究—物理性能研究—應用研究這一層次遞進式主線設計高關聯度的實驗教學內容。與原有實驗教學內容體系相比較，整合優化后的無機非金屬材料實驗教學內容新體系有了根本改變。通過學生親自動手操作完成實驗教學內容新體系設置的實驗項目，既加深了學生對于“整體”和“部分”的認識，又進一步促進了學生對“部分”與“部分”關聯的各個知識點的理解，還重點訓練了學生的“工程師”角色應具備的基本能力，特別是主動實踐能力和創新能力得到了良好的訓練。

2.2 優化實驗教學內容模塊，構建凸顯創新意識培養的實驗教學內容新體系

基于當前地方產業的需求和高校轉型發展的需要，在構建實驗教學內容新體系的實踐過程中，我們采取了適當壓縮演示性實驗、驗證性實驗所占比例，努力增加著重培養學生創新能力的綜合性實驗、設計性實驗等實驗項目內容的策略。同時，在實驗教學內容模塊的教學進度設計上，我們采取了指導性→專業性→綜合性→創新性這種階梯遞進式模式來培養學生的綜合素質能力[5]。

從實驗教學內容新體系的教學實踐來看，能力拓展實驗模塊所占比重的增大對學生的實驗主動積極性發揮有很好的作用。更重要的是，開展的能力拓展實驗、特別是創新設計性實驗多了，學生能根據所掌握的基礎知識和基本理論，并以查閱文獻資料→選題→建立實驗方案→材料制備→材料結構研究→材料物理性能研究→材料使用性能研究的“一條龍”式的實驗發展模式自主開展實驗。這種實驗教學內容新體系的實踐對學生獨立分析、解決實際問題的能力和創新意識的培養有更好的加成效果。

2.3 結合地方產業實際，構建凸顯地方特色的實驗教學內容新體系

實驗教學內容體系是實驗教學體系的重要組成部分。實驗教學改革具有開放、互動以及引入的特征[6]。因此，實驗教學內容體系的改革也不能閉門造車。特別是在當前地方高校轉型發展背景下，實驗教學內容的選擇要尤其注重結合地方產業生產實際，適時地將地方產業在生產實踐中的實際問題引入并轉化為地方高校校內實驗教學內容。

在構建實驗教學內容新體系的實踐過程中，我們基于湘西北地區無機非金屬材料領域的地方產業情況，找準地方產業在生產實際中的共性內容，并將一些地方產業所使用的無機非金屬材料制備的新工藝技術和結構性能表征的新技術、新方法作為實驗項目內容納入到實驗教學內容新體系中。此外，我們還充分利用教授、博士研究工作室實驗資源，開辟實驗第二課堂，豐富創新能力培養的實驗內容。我校不少無機非金屬材料領域的專任老師和地方產業開展了“產學研”合作，聯系地方產業實際的橫向項目也有很多，這也為學生了解地方產業實際和開展綜合素質訓練提供了不少機會。在實驗教學內容新體系的教學實踐過程中，我們督促學生積極走進實驗室，協助老師進行科學研究。學生親自參與地方產業關心的熱點問題研究，既開闊了學生的知識視野、更好地訓練了學生的動手實踐能力和創新能力，又為學生從事進一步的科學研究奠定了基礎，還增大了學生畢業后在當地地方產業就業、服務地方區域經濟發展的概率。

3 結 語

實驗教學內容體系改革是培養應用技術型人才的助力劑。在地方高校向應用型高校轉型過程中，要適時地推進無機非金屬材料實驗教學內容體系改革。地方高校無機非金屬材料實驗教學內容新體系的構建要注意整合原有實驗教學內容、優化實驗教學內容模塊和結合地方產業實際。無機非金屬材料實驗教學內容體系的改革和深入實踐有利于進一步培養學生的動手實踐能力和創新能力，有利于畢業生和地方產業需要的順利對接，形成雙贏局面。