論大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革創(chuàng)新和提升

張興華+牛牧野

摘要：針對高校新時(shí)期的人才培養(yǎng)問題，論述了材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行的一系列改革措施，改進(jìn)材料學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并引入現(xiàn)代教學(xué)管理手段，深入剖析了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理中存在的問題，探索如何發(fā)揮創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)開設(shè)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力方面的作用。通過充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，達(dá)到有效提高教學(xué)效果、學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力等綜合素養(yǎng)培養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；材料學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力；改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0108-02

一、引言

改革創(chuàng)新是一個(gè)國家乃至世界不斷進(jìn)步的動力，一個(gè)國家的崛起和國力的上升，主要取決于民族的創(chuàng)新實(shí)踐能力的提高。高等教育是教育的重要組成部分，在培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力方面起著關(guān)鍵性的作用[1，2]。另外，“崇尚實(shí)踐”是我國培養(yǎng)人才的優(yōu)良傳統(tǒng)，同時(shí)也是當(dāng)前培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑之一。衡量一所高校辦學(xué)的質(zhì)量好壞與成功與否，實(shí)驗(yàn)教學(xué)舉足輕重，即學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在對學(xué)生能力培養(yǎng)方面起著理論教學(xué)不可替代的作用。它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用能力和科學(xué)作風(fēng)的重要環(huán)節(jié)[1]。從歷年嚴(yán)峻的就業(yè)形勢來看，那些具有較強(qiáng)動手實(shí)踐能力的學(xué)生往往能找到理想的工作。這表明高校應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能更好的適應(yīng)社會需求。因此，本文以高校材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，圍繞培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力這一目標(biāo)，進(jìn)行了幾方面的探索和分析，為今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革提供一定的理論參考。

二、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力

在課堂中學(xué)到的理論知識，都要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以對新的理論、新的知識、新的方法進(jìn)行驗(yàn)證，并對其深入理解，從而掌握新的技能，在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上提升知識儲存量。實(shí)驗(yàn)教師要通過學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問題和現(xiàn)象與書本中的理論相結(jié)合，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R用到實(shí)踐中去。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生掌握利用實(shí)驗(yàn)手段解決實(shí)際問題和復(fù)雜問題，從而使學(xué)生具備一定的實(shí)踐能力，在離開學(xué)校步入社會以后具備理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，而不是只會紙上談兵的高學(xué)歷“書呆子”。

傳統(tǒng)模式的材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師很大一部分時(shí)間花在了重復(fù)理論課的授課內(nèi)容，通過先講解、演示等教學(xué)方式將學(xué)生引入實(shí)驗(yàn)主題，因此學(xué)生基本上是處于一種被動接受的狀態(tài)，學(xué)生很難通過實(shí)驗(yàn)領(lǐng)悟相關(guān)的基礎(chǔ)知識，使實(shí)驗(yàn)變得枯燥無味，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3，4]。因此，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和時(shí)間能力就要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生動手和思考，在教師的精心引導(dǎo)下培養(yǎng)出學(xué)生的時(shí)間和創(chuàng)新能力。

1.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。興趣是學(xué)生入門的先導(dǎo)，也是激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。學(xué)生只有對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣他們的注意力、觀察力、想象力才能活躍起來。成功的引導(dǎo)使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚的興趣，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵。教師可以通過設(shè)問和正確的引導(dǎo)來啟發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)選題和探究的興趣。避免傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學(xué)方式，采用啟發(fā)式、案例式的教學(xué)模式。以學(xué)生為主，通過精心設(shè)計(jì)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生按照對所做實(shí)驗(yàn)的儀器、原理、現(xiàn)象或結(jié)論產(chǎn)生興趣或者好奇心。將授課內(nèi)容從介紹儀器的原理和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向儀器設(shè)備在工程上的實(shí)際應(yīng)用，從傳統(tǒng)教師演示性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生動手參與，動手分析數(shù)據(jù)，教師輔助指導(dǎo)的模式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。實(shí)驗(yàn)授課教學(xué)目標(biāo)由以往的“以介紹儀器為中心”轉(zhuǎn)化到“如何運(yùn)用儀器分析材料為中心”，以介紹儀器的原理和結(jié)構(gòu)為輔，重點(diǎn)放在儀器的應(yīng)用、樣品的制備以及數(shù)據(jù)的分析處理上。減少教師的演示性實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生動手參與環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生結(jié)合所參與的創(chuàng)新性項(xiàng)目從樣品選擇、試樣制備、測試條件確定到測試數(shù)據(jù)分析以小組為單位獨(dú)立進(jìn)行。

2.為部分優(yōu)秀學(xué)生提供創(chuàng)新平臺。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該為一些對實(shí)驗(yàn)操作非常感興趣的優(yōu)秀學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)和研究的平臺。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加開放實(shí)驗(yàn)，開放實(shí)驗(yàn)是教學(xué)中的具體體現(xiàn)，有利于充分利用實(shí)驗(yàn)室的空間和資源，有利于學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排，學(xué)生可以發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力去進(jìn)行一些自主的實(shí)驗(yàn)活動。這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。教師在開放實(shí)驗(yàn)的過程中可以給予學(xué)生適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和鼓勵(lì)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入思考，從而提出不同的設(shè)計(jì)思路和解決途徑。通過實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生分析和解決問題的能力以及從中獲得的成就感，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與對策

實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對于理論教學(xué)改革而言難度較大，受限制因素很多，比如材料實(shí)驗(yàn)中的金屬材料的制備、力學(xué)性能測試、X射線衍射實(shí)驗(yàn)操作（XRD）、透射電鏡的制樣和檢測（TEM）等大型貴重儀器的操作，在試驗(yàn)過程中會遇到儀器設(shè)備少、實(shí)驗(yàn)用品用具管理難度大、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及面廣、實(shí)驗(yàn)過程中的試劑管理混亂等問題。針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中遇到的問題，我們積極尋求一些解決辦法。

實(shí)驗(yàn)室采取嚴(yán)格的操作管理制度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過程中，因?yàn)橐恍┚C合性、研究性和創(chuàng)新性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生在自由時(shí)間都可以在實(shí)驗(yàn)室中開展實(shí)驗(yàn)，這就給管理帶來了不便。如實(shí)驗(yàn)室藥品擺放混亂、實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常出現(xiàn)不明成分廢液、隨意動用他人實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器無使用記錄或試驗(yàn)過程中無人看管等，這會為實(shí)驗(yàn)室?guī)砹撕艽蟮陌踩[患。針對上述問題，我們實(shí)施門禁管理系統(tǒng)，將門禁系統(tǒng)與學(xué)生的校園卡關(guān)聯(lián)起來，只有培訓(xùn)合格的學(xué)生才可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作，且系統(tǒng)會將學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的起始和結(jié)束時(shí)間進(jìn)行記錄，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都會有相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行監(jiān)控，在儀器使用實(shí)驗(yàn)過程中如果有違規(guī)操作超過3次，將取消學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的授權(quán)，要從新培訓(xùn)才可進(jìn)入。該系統(tǒng)可以更好、更有效的對學(xué)生進(jìn)行管理和鞭策，提高學(xué)生的自覺性，從而使得實(shí)驗(yàn)室的管理和實(shí)驗(yàn)有效順利的進(jìn)行。

四、改善實(shí)驗(yàn)室的軟件和硬件條件

1.提高實(shí)驗(yàn)室的軟件條件。實(shí)驗(yàn)室的軟件條件通常是指實(shí)驗(yàn)教師自身的綜合素質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師的綜合素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。（1）實(shí)驗(yàn)教師自己的理論知識必須及時(shí)更新，教師要掌握最新的科學(xué)前沿知識，不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。（2）實(shí)驗(yàn)教師要注意培養(yǎng)學(xué)生自身的動手能力，注意引導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，使得學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生自身的主觀能動性。（3）實(shí)驗(yàn)教師要具有充分的耐心，尤其是對一些自卑心較重、動手能力較差的學(xué)生，要耐心指導(dǎo)，給予其充分的鼓勵(lì)，培養(yǎng)學(xué)生的自信心。（4）實(shí)驗(yàn)教師要具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實(shí)事求是，本著對試驗(yàn)和學(xué)生負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，要求學(xué)生保證數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確，切忌夾雜主觀因素，不允許學(xué)生出現(xiàn)隨意拼湊偽造數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

2.提高實(shí)驗(yàn)室的硬件條件。隨著國家各種專項(xiàng)基金經(jīng)費(fèi)的增加和對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入的重視，目前各高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和儀器購買經(jīng)費(fèi)充足，因此材料學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)儀器設(shè)備的批量購買是深入和落實(shí)材料學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革的保障，同時(shí)也是研究型試驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)順利實(shí)施的保證。隨著實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的增加，高校學(xué)生將會接觸到更多的新實(shí)驗(yàn)技能、新的理念、新的技術(shù)方法，材料實(shí)驗(yàn)室的管理和教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺也將得到很大的改善和提高。

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