應(yīng)用材料綜合性實驗教學(xué)改革

李志輝 關(guān)巖 李婷 徐娜 李強(qiáng)　金會剛

【摘要】以無機(jī)非金屬材料工藝實驗為例，將驗證性實驗改革為綜合性實驗，有助于培養(yǎng)應(yīng)用材料類學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐能力，并為畢業(yè)論文（設(shè)計）環(huán)節(jié)打下一定基礎(chǔ)，形成較為完整的知識體系，有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué)改革 綜合性實驗 應(yīng)用材料 人才培養(yǎng)

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）12-0231-01

應(yīng)用材料類專業(yè)致力于發(fā)展的目標(biāo)是培養(yǎng)具有較強(qiáng)的動手能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和獨立工作能力的本科生[1]。遼寧科技大學(xué)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)是一門非常重視實踐應(yīng)用的應(yīng)用材料類專業(yè)，是遼寧科技大學(xué)的優(yōu)勢特色專業(yè)，國家耐火材料領(lǐng)域人才培養(yǎng)基地，遼寧省普通高等學(xué)校工程人才培養(yǎng)模式改革試點專業(yè)，教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)[2]。同時是遼寧省鎂質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟掛靠單位，遼寧鎂產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心“鎂質(zhì)綠色高溫材料”特色平臺，并承擔(dān)遼寧省鎂質(zhì)材料工程研究中心科研與開發(fā)任務(wù)。在專業(yè)培養(yǎng)過程中，非常注重提升實驗課程的教學(xué)效果。

一、實驗教學(xué)情況

“無機(jī)非金屬材料工藝實驗”課程是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，是一門獨立設(shè)置的實驗課程，它由“耐火材料”、“玻璃”、“水泥”、“陶瓷”四門工藝學(xué)課程所對應(yīng)的實驗部分組成，因為學(xué)校的歷史沿革等原因，對耐火材料工藝部分比較重視，其實驗項目為綜合設(shè)計性，學(xué)時較多，內(nèi)容相對較為成熟、穩(wěn)定。

而其它三部分工藝實驗相對較弱，近幾年幾經(jīng)變動，共開設(shè)過八個實驗項目，多為驗證性實驗。驗證性實驗在不同程度上是課堂教學(xué)的輔助內(nèi)容和手段，這種方式的優(yōu)點是與課堂的理論教學(xué)銜接緊密，學(xué)時較短，實驗課能夠在不占用學(xué)生過多休息和課業(yè)復(fù)習(xí)時間的情況下，便于分組實驗，順利完成了教學(xué)任務(wù)。

但是從教學(xué)效果來看，驗證性實驗有其缺點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。（1）驗證性實驗內(nèi)容上相互孤立，之間的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性較弱，缺乏內(nèi)在的互相聯(lián)系。沒有能夠?qū)⒈鹃T課程各章節(jié)內(nèi)容融匯貫通，更不能將相關(guān)聯(lián)的三門無機(jī)非金屬材料課程有機(jī)的結(jié)合起來。使學(xué)生們難以建立起系統(tǒng)的實驗技術(shù)體系的概念，同時也會影響到他們形成獨立的系統(tǒng)性思考問題和解決問題的能力。（2）影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)效率。實驗室的儀器、設(shè)備、實驗空間和時間等教學(xué)資源難以實現(xiàn)最有效的利用。（3）學(xué)生們旺盛的創(chuàng)造能力和潛在的自學(xué)能力得不到充分的發(fā)揮，嚴(yán)重地制約和影響了創(chuàng)造性人才的成長?？傊?，這種實驗?zāi)Ｊ脚c現(xiàn)代人才培養(yǎng)模式不相吻合，不適應(yīng)高等教育改革的發(fā)展需要。

二、綜合性實驗教學(xué)改革

開設(shè)綜合性實驗?zāi)軐⒈緦W(xué)科以及相關(guān)學(xué)科的知識綜合起來，從而促進(jìn)應(yīng)用材料學(xué)科及相關(guān)專業(yè)的發(fā)展。綜合性實驗是把基礎(chǔ)理論知識及各種實驗技能和實驗方法加以歸納、分析、相互滲透的一種有效的實驗形式。其目的在于通過實驗內(nèi)容、方法、手段的綜合性，掌握綜合的知識，培養(yǎng)綜合考慮問題的思維方式，運(yùn)用綜合的方法分析問題、解決問題，實現(xiàn)能力素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。實驗內(nèi)容的復(fù)合性是綜合實驗的重要特征。綜合實驗的開設(shè)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力具有重大意義[3]。選擇綜合性實驗內(nèi)容的原則是：綜合性、基礎(chǔ)性、典型性、前沿性、實際工程運(yùn)用性、可操作性。具體做法是將教學(xué)大綱要求的某些基本實驗方法和實驗手段綜合在某一個實驗中，達(dá)到完整、綜合的實驗?zāi)康摹?/p>

因此，將驗證性實驗改革為三個綜合性實驗。即按照每門工藝學(xué)課程相對應(yīng)的設(shè)置一個綜合性實驗項目，分別為“玻璃工藝綜合性實驗”、“水泥工藝綜合性實驗”和“陶瓷工藝綜合性實驗”。這樣就整體減少了實驗項目的數(shù)量，但綜合設(shè)計性實驗項目所占比重就大大提高了。有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，鼓勵學(xué)生積極參加課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練活動，運(yùn)用所學(xué)知識指導(dǎo)實踐。同時，符合學(xué)校以培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力為核心，提高綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目比例的整體目標(biāo)。

指導(dǎo)教師廣泛收集、整理材料，結(jié)合實際情況，編寫《應(yīng)用材料綜合性實驗》教材，包括實驗項目的來源背景及提出，所用實驗設(shè)備名稱及基本性能，實驗材料、實驗?zāi)康?、實驗基本原理、參考思路、實驗基本要求等?/p>

同時，實驗教學(xué)對學(xué)生的實驗成績考核制度進(jìn)行改革，要求學(xué)生按照科研論文的形式撰寫實驗報告，并進(jìn)行實驗答辯。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實驗前期的準(zhǔn)備工作、實驗過程、實驗報告、答辯情況綜合給出實驗成績。增加的綜合論文和答辯環(huán)節(jié)能充分挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛力，激發(fā)學(xué)習(xí)主動性，鍛煉總結(jié)、歸納等綜合能力及表達(dá)能力。讓學(xué)生更加重視實驗的前期準(zhǔn)備和實驗過程，防止學(xué)生最終抄一份實驗報告就完事大吉的情況出現(xiàn)，為實驗教學(xué)內(nèi)容、方法和考核方法實踐出一條新的途徑。

三、實驗教學(xué)改革效果

經(jīng)過教學(xué)改革的進(jìn)行，強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的理解和掌握，提高學(xué)生的實踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、解決問題能力和創(chuàng)新能力。

（1）教學(xué)內(nèi)容和課程體系創(chuàng)新：綜合性實驗的設(shè)立打破了原有玻璃、水泥、陶瓷三門工藝學(xué)課程彼此獨立分散的傳統(tǒng)體系，構(gòu)建了符合無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)內(nèi)在規(guī)律、完整、有機(jī)的全新課程體系。

（2）實驗考核方法的改革創(chuàng)新：防止原來只憑實驗報告就評定成績的情況發(fā)生，全組同學(xué)一個版本，成績評定與分布不合理。以實驗前準(zhǔn)備、實驗過程、綜合報告、實驗答辯四部分綜合評定成績，更加公平、合理。同時極大提高學(xué)生積極參與實驗的興致，多勞多得，親歷親為方能取得較好的成績。

（3）與畢業(yè)論文實驗合理銜接：學(xué)生經(jīng)過調(diào)查研究，合理設(shè)計綜合性實驗題目，通過文獻(xiàn)資料的收集、整理，對科研題目有一定的了解，在進(jìn)行實驗過程中，對畢業(yè)論文（設(shè)計）環(huán)節(jié)有了一定的積累，為其順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)，可以延伸進(jìn)行工作。

（4）學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)：通過綜合性實驗，模擬材料實際制造過程，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力。建立了組成設(shè)計、制備技術(shù)與材料性能的內(nèi)在聯(lián)系，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的實踐能力。強(qiáng)化撰寫科研論文的能力。

四、結(jié)語

通過綜合性實驗的改革，在新的實驗內(nèi)容、方法、手段的改變下，學(xué)生提高了對應(yīng)用材料知識的理解和掌握，培養(yǎng)了專業(yè)興趣，提高了自身的綜合素質(zhì)和實踐能力，為今后的工作選擇和人生規(guī)劃打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吉愛國，綜合性實驗教學(xué)模式的探討與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26（1）：94-96.

[2]李志輝，張國棟，李婷，等.卓越工程師培養(yǎng)與實習(xí)基地建設(shè)的研究[J].實驗技術(shù)與管理，2013，30（3）：169-170，179.

[3]丁滿堂，材料工程專業(yè)金屬學(xué)方向的綜合性實驗教學(xué)[J].中國冶金教育，2011，（3）：63-65.

作者簡介：

李志輝，遼寧科技大學(xué)高溫材料與鎂資源工程學(xué)院副教授。