無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程改革初探

李宏林 李明玲 高華敏 高曉寶

（巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

隨著社會(huì)對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料需求的日益增長(zhǎng)和科學(xué)研究的進(jìn)一步深入，無(wú)機(jī)非金屬材料的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新型無(wú)機(jī)非金屬材料不斷涌現(xiàn)，社會(huì)迫切需要大量素質(zhì)高、能力強(qiáng)的無(wú)機(jī)非金屬材料的高級(jí)技術(shù)人才。

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)就是培養(yǎng)能在相應(yīng)工業(yè)和工程領(lǐng)域直接從事解決實(shí)際問(wèn)題或科研開(kāi)發(fā)的高等技術(shù)人才。實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤其是綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本專業(yè)教學(xué)過(guò)程的重要一環(huán)[1-5]，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)具有重要意義。近幾年我們積累了一些綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了我院現(xiàn)行無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的許多不足。加強(qiáng)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，仍是當(dāng)前高等學(xué)校教學(xué)工作的主要任務(wù)之一。

1 我校無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程是我校無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)必修課。2009級(jí)人才培養(yǎng)方案開(kāi)始將專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)獨(dú)立的課程。經(jīng)過(guò)這么多年的建設(shè)和完善，目前無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程共有6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分別是：“水泥制備與性能檢測(cè)”“燒結(jié)方法對(duì)陶瓷材料性能的影響”“凝膠澆注法制備陶瓷粉體材料”“固相反應(yīng)法制備鈮酸鉀鈉 （KNN）壓電陶瓷粉體”“添加造孔劑法制備氧化鋁多孔陶瓷”和 “鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)氧化鋁粉體的表面改性”。72學(xué)時(shí)，3學(xué)分。一般在第6或第7學(xué)期開(kāi)課。目前，學(xué)時(shí)、學(xué)分及開(kāi)課學(xué)期均較為合理，但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容過(guò)于傳統(tǒng)及死板，如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“水泥制備與性能檢測(cè)”內(nèi)容過(guò)于傳統(tǒng)，因?yàn)樗嘀苽渑c性能檢測(cè)技術(shù)相對(duì)成熟，學(xué)生通過(guò)理論學(xué)習(xí)和工廠實(shí)習(xí)已經(jīng)能完全掌握，不需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)強(qiáng)化；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“凝膠澆注法制備陶瓷粉體材料”“固相反應(yīng)法制備鈮酸鉀鈉 （KNN）壓電陶瓷粉體”和“添加造孔劑法制備氧化鋁多孔陶瓷”對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容限制過(guò)死，學(xué)生沒(méi)有選擇，限制了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)造性和積極性。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求，我院無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系急需改革和完善。

2 新的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

為了提高學(xué)生自主性及創(chuàng)新性，希望通過(guò)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，掌握基本知識(shí)綜合運(yùn)用的能力，掌握科學(xué)研究的基本方法，學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)，分析文獻(xiàn)，具備獨(dú)立完成科研工作的能力，為學(xué)生的自我發(fā)展奠定深厚的基礎(chǔ)。我們主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行了改革，建立了新的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

目前，我院無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題過(guò)于簡(jiǎn)單或程序化,學(xué)生覺(jué)得乏味而缺乏挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求，加強(qiáng)學(xué)生綜合、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我們對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行重新選題，選題遵循知識(shí)的綜合性、新穎性、實(shí)踐性原則，積極與指導(dǎo)教師科研課題相結(jié)合并與不斷更新，盡量與市場(chǎng)需求相結(jié)合。根據(jù)以上原則我們制定了以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：“水泥基復(fù)合材料的制備及性能研究”“燒結(jié)方法對(duì)陶瓷材料性能的影響”“多組元陶瓷材料的制備和性能測(cè)試”“特種陶瓷粉體的制備”“氧化鋁多孔陶瓷的制備及性能”“無(wú)機(jī)礦物粉體的表面改性”及“光度法測(cè)定無(wú)機(jī)非金屬材料原料中的元素”。雖然看上去只有七個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但可以分解為很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以不重樣，指導(dǎo)教師審定學(xué)生通過(guò)查閱的文獻(xiàn)制度的實(shí)驗(yàn)方案就可完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“水泥基復(fù)合材料的制備及性能研究”和“氧化鋁多孔陶瓷的制備及性能”，學(xué)生不僅研制備出相應(yīng)材料，還要對(duì)其性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，體系了綜合性，另外每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目又可分解成很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如“水泥基復(fù)合材料的制備及性能研究”可以根據(jù)填料的不同選擇“玻纖增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的制備及性能研究”“木屑增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的制備及性能研究”“SiO2增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的制備及性能研究”等，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“氧化鋁多孔陶瓷的制備及性能”不再局限于添加造孔劑法，學(xué)生可以根據(jù)查閱的資料來(lái)選擇溶膠—凝膠法、發(fā)泡法、有機(jī)泡沫浸漬法等；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“特種陶瓷粉體的制備”“多組元陶瓷材料的制備和性能測(cè)試”及“無(wú)機(jī)礦物粉體的表面改性”是指導(dǎo)教師根據(jù)自己的科研項(xiàng)目提供的，體現(xiàn)了創(chuàng)新性和綜合性，同時(shí)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也可以分解成很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如“特種陶瓷粉體的制備”可分解成“水熱法制備錳鋅鐵氧體”“均勻共沉淀法制備磁性水滑石”等；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“光度法測(cè)定無(wú)機(jī)非金屬材料原料中的元素”是根據(jù)市場(chǎng)需求確定的綜合性實(shí)驗(yàn)，我們走訪專業(yè)實(shí)習(xí)單位，發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)非金屬材料原料中的元素企業(yè)用的較多，而我們的學(xué)生不太熟悉，需要培訓(xùn)后才能上崗，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，學(xué)生查閱了大量相關(guān)資料，對(duì)知識(shí)背景深入了解，再加上實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，畢業(yè)就可上崗。

2.2 教學(xué)方法的改革

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，由指導(dǎo)教師提供若干實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分組并確定本組成員的分工，自行查閱相關(guān)資料，制定實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表征，得出結(jié)論，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性進(jìn)行把關(guān)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行審核與指導(dǎo)，并根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)評(píng)定成績(jī)。通過(guò)教學(xué)方法的改革實(shí)現(xiàn)了以教師為主體到以學(xué)生為主體的角色轉(zhuǎn)變。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施過(guò)程如圖1所示。

圖1 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程示意圖

學(xué)生根據(jù)查閱的相關(guān)資料制定的實(shí)驗(yàn)方案必需經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師把關(guān)合格后才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生遇到的任何難題可以請(qǐng)教指導(dǎo)教師，在指導(dǎo)教師的協(xié)助下完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表征及結(jié)論非常重要，要求學(xué)生獨(dú)立完成，如果有問(wèn)題可以請(qǐng)教指導(dǎo)教師。

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，必須提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括文獻(xiàn)綜述1份，主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目背景的闡述；實(shí)驗(yàn)方案；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表征方法；實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

最后，指導(dǎo)教師根據(jù)每組的綜合表現(xiàn)給出成績(jī)。綜合表現(xiàn)包括學(xué)生出勤情況；實(shí)驗(yàn)報(bào)告中文獻(xiàn)綜述的完整性；實(shí)驗(yàn)方案的可行性；實(shí)驗(yàn)過(guò)程的進(jìn)展及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的準(zhǔn)確性等。只要有創(chuàng)意，實(shí)驗(yàn)方案可行，操作無(wú)誤，分析準(zhǔn)確到位，就可以得到優(yōu)秀。

3 結(jié)論

新的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)體系的建立，讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和確定本組成員的分工，讓學(xué)生根據(jù)自己查閱的相關(guān)資料制定實(shí)驗(yàn)方案，并自主進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師的主要工作是審核和指導(dǎo)學(xué)生，審核學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的可行性，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的難題給予指導(dǎo)。新的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)體系為學(xué)生提供了一個(gè)自主創(chuàng)新的平臺(tái)，可以將他們自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案得以實(shí)現(xiàn)，可充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性。

[1]張楓.材料物理專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)水運(yùn)，2007，（8）：238-239.

[2]孫小華，胡宗智，黃才華，等.金屬材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，（14）：118-119.

[3]苗潤(rùn)生，邵紅紅，王蘭.金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012，（2）：92-93.

[4]程文喜，陳金身，苗蔚，等.高分子材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技信息，2012，（11）：38.

[5]陳立貴，袁新強(qiáng)，李雷權(quán)，等.高分子材料與工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，（9）：234.