高校材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

葉松周　萘王海

摘要：隨著高等教育的不斷發(fā)展以及新形勢(shì)下工程專(zhuān)業(yè)卓越人才培養(yǎng)的需求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為高校培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)，其對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)等方面具有重要意義，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革在高校教學(xué)管理體系中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本論文在深入分析了高校材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)目前本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的基本問(wèn)題的基礎(chǔ)上，從四個(gè)方面提出了試驗(yàn)教學(xué)改革的措施，最后予以了展望。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；本科教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）04-0131-02

一、引言

材料科學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)踐性與理論性緊密結(jié)合的學(xué)科，因而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)不可缺少的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠把理論抽象的知識(shí)具體化，有助于學(xué)生對(duì)理論的深入理解，在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、科研能力和創(chuàng)新能力方面都具有理論教學(xué)不可替代的作用。因此，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、與時(shí)俱進(jìn)地豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵，是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革應(yīng)該長(zhǎng)期堅(jiān)持重要原則。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目的，就是要建立既滿(mǎn)足大眾化教育，又適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，有利于學(xué)生能力培養(yǎng)的多層次、開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，其核心是要針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、形式和體系的建設(shè)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的普遍問(wèn)題

目前高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在如下幾個(gè)問(wèn)題：

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于從屬地位的教學(xué)觀念。同課堂教學(xué)相比，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)一直處于從屬地位，往往實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)量無(wú)法嚴(yán)格保證，實(shí)驗(yàn)教學(xué)被放在理論課程教學(xué)之后的次等位置，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是作為對(duì)理論課程的一種補(bǔ)充。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于從屬地位的教學(xué)觀念的影響，造成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍的不穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)教師往往沒(méi)有足夠的時(shí)間和精力致力于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與革新。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍很少進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)和同行交流，很多新技術(shù)、新的管理理念也無(wú)法及時(shí)掌握。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊、實(shí)驗(yàn)體系不連貫。高校中很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)是沿用多年前的教學(xué)大綱，實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往缺乏科學(xué)性及針對(duì)性，現(xiàn)有的很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)很陳舊，無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，而學(xué)校也沒(méi)有形成相應(yīng)的管理機(jī)制去促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)革新。另一方面，本科實(shí)驗(yàn)體系需要具有連貫性，即從演示實(shí)驗(yàn)、預(yù)備實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)到個(gè)性化實(shí)驗(yàn)的緊密銜接?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)體系設(shè)置大多不具備這種連貫性，因而無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生基本能力、綜合能力到科研和工作實(shí)踐能力的層層遞進(jìn)的培養(yǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配套不完善、經(jīng)費(fèi)投入不足。實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的配置是實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展的基礎(chǔ)和保障?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備更新周期很長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，由于缺少必要的經(jīng)費(fèi)，無(wú)法購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的儀器設(shè)備，也導(dǎo)致了教師在課堂教學(xué)時(shí)講授的是先進(jìn)的技術(shù)、新的設(shè)備和新方法，而學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室所接觸到的往往是一些過(guò)時(shí)、陳舊和落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)手段這一突出的矛盾。另外，由于儀器的陳舊故障而導(dǎo)致配套數(shù)嚴(yán)重不足，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)往往超過(guò)合適的人數(shù)，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

高效率、高質(zhì)量的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是從本質(zhì)上提高整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的必然之路，針對(duì)上存在問(wèn)題，我們提出如下的改革措施：

1.正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建設(shè)適應(yīng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)課程體系。教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。針對(duì)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)卓越人才培養(yǎng)的需求，建設(shè)適應(yīng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的課程系統(tǒng)，健全和完善方向?qū)I(yè)課程教學(xué)大綱，是培養(yǎng)達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的工科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的首要要求。因此，我們需要建立多層次、模塊化、系統(tǒng)化的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)課程體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的應(yīng)該是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須由過(guò)去的從屬教輔地位轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神的重要教學(xué)方式。

2.提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍水平。實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍的水平是直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的關(guān)鍵因素之一，教師作為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的直接參與者與組織著，不僅要熟悉與本學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)體系相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置，還要把材料學(xué)科前沿的新知識(shí)、新內(nèi)容融入到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去。因此，教師首先要努力提高自身水平從而適應(yīng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，在教學(xué)過(guò)程中能夠運(yùn)用現(xiàn)代化的教育手段。另一方面，學(xué)校也應(yīng)該切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教師的待遇，鼓勵(lì)一線(xiàn)教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革并提供必要的經(jīng)費(fèi)，提供參加相關(guān)研討會(huì)交流的機(jī)會(huì)。學(xué)校也可以定期組織從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師進(jìn)行交流切磋，為教師提供一個(gè)良好的教學(xué)平臺(tái)，努力建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、責(zé)任心強(qiáng)、精力投入、勇于改革創(chuàng)新、能夠適應(yīng)新形勢(shì)下實(shí)驗(yàn)室發(fā)展需求的高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍。

3.加大實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)投入，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展。為了滿(mǎn)足新形勢(shì)下培養(yǎng)工程專(zhuān)業(yè)卓越人才的要求，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的物質(zhì)基礎(chǔ)，必須加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入力度，淘汰陳舊過(guò)時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備和先進(jìn)的測(cè)試手段裝備實(shí)驗(yàn)室，保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求。另一方面，學(xué)校在建立多渠道的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入機(jī)制的同時(shí)，也避免資金投入的盲目性、隨意性。在充分保障基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，不斷改善實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置，是切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能、設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要保障。

4.增設(shè)多層次的設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)是指涉及到學(xué)科類(lèi)多門(mén)課程或者跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)運(yùn)用多方面的理論知識(shí)、采用多種實(shí)驗(yàn)制備或測(cè)試方法獲得符合設(shè)計(jì)要求的樣品與數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)的題目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般由老師提出，需要學(xué)生自行擬定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)和測(cè)試方法、選擇實(shí)驗(yàn)儀器并完成實(shí)驗(yàn)、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚓o密地將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，更有助于學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的深入理解和銜接，有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和技能以及分析和解決問(wèn)題的能力。此外，面向優(yōu)秀的具較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生，可以提供更高層次的個(gè)性化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

四、結(jié)束與展望

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要大量人力、物力和財(cái)力的投入；也需要教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和學(xué)生的共同參與。材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的目的，不僅是要鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使學(xué)生的思維不僅局限于書(shū)本的理論知識(shí)和公式的推導(dǎo)，更重要的是有效提升學(xué)生根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)生活需要來(lái)設(shè)計(jì)制備材料的理念，拓展其思維空間，實(shí)現(xiàn)真正意義上的"卓越工程師"的培養(yǎng)。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，建設(shè)適應(yīng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)課程系統(tǒng)和教學(xué)方式具有重要意義。

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