整合與優(yōu)化： 農(nóng)林院校材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)體系改革

胡冰 肖雯 邊紅霞 崔彥君 徐玉梅 鞏海鵬

摘?要：以甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)為例，對農(nóng)林院校材料化學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)改革現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討農(nóng)林院校材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)課程體系和專業(yè)特色建設(shè)，提出夯實基礎(chǔ)、循序漸進(jìn)、融會貫通、彰顯特色、提升素質(zhì)的材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革目標(biāo).

關(guān)鍵詞：農(nóng)林院校;材料化學(xué)專業(yè);實驗教學(xué)

[中圖分類號]G642.0???[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

Research on Integration and Optimization Reform ofExperimental Teaching System of Material ChemistrySpecialty in Agriculture and Forestry University

HU Bing a，b，XIAO Wen a，b，BIAN Hongxia a，b，CUI Yanjun a，b，XU Yumei a，b，GONG Haipeng a，b

（a.School of Science，Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China;b.Institute of AgriculturalResources Chemistry and Application， Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070， China）

Abstract：Taking the material chemistry major of Gansu Agricultural University as an example， this paper analyzes the status quo of experimental teaching reform of material chemistry major in agricultural and forestry universities， and discusses the experimental teaching course system and professional characteristics construction of material chemistry specialty in agricultural and forestry universities， and puts forward the goal of experimental teaching reform of material chemistry majors， which is based on ?solid foundation， ?gradual progress， integration， highlighting characteristics and improving quality.

Key words：agriculture and forestry universities; material chemistry; experimental teaching

材料、能源、信息是當(dāng)代技術(shù)的三大支柱，而材料又是能源和信息技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，新材料被視為高新技術(shù)革命的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是推動“大國重器”快速發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè).[1]材料科學(xué)對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展也起到了巨大的促進(jìn)作用，為了更好的滿足農(nóng)林經(jīng)濟(jì)對材料相關(guān)專業(yè)人才的需求，國內(nèi)外具有化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)的農(nóng)林院校相繼開設(shè)了面向新農(nóng)業(yè)的材料化學(xué)專業(yè).[2]作為一個新興的具有很強(qiáng)實踐性的專業(yè)，材料化學(xué)涵蓋的學(xué)科范圍較寬，不同高校的專業(yè)方向不盡相同，培養(yǎng)方案和課程體系差別較大.農(nóng)林類院校相比于其他的理工類院校，化學(xué)實驗基礎(chǔ)薄弱，資金投入少，大型測試儀器稀缺，這些都迫使教育者必須探索出具有特色的、針對農(nóng)林院校的實驗教學(xué)體系.[3]通過6年的教學(xué)實踐，筆者對專業(yè)綜合實驗教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行了改革，對課程進(jìn)行了整體優(yōu)化，以利于培養(yǎng)出具有良好科研素質(zhì)的應(yīng)用型、復(fù)合型人才，滿足當(dāng)前社會對高素質(zhì)人才的需求.

1?材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革現(xiàn)狀

專業(yè)綜合實驗是材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)中重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、動手能力、知識應(yīng)用能力、組織管理能力和工作駕馭能力的關(guān)鍵.[4]專業(yè)實驗課是銜接材料理論知識、基本實驗技能與材料領(lǐng)域科學(xué)實驗的重要途徑，通過開展這一教學(xué)環(huán)節(jié)，可強(qiáng)化學(xué)生對專業(yè)知識的理解與運用，彌補(bǔ)學(xué)制縮短所帶來的不利影響，故在專業(yè)學(xué)習(xí)中具有不可替代的重要作用.[5]國內(nèi)大多數(shù)普通高等學(xué)校的材料化學(xué)專業(yè)實驗內(nèi)容涉及材料近代測試技術(shù)實驗、材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗、無機(jī)材料實驗、高分子材料實驗、復(fù)合材料實驗等.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)是2013年新開專業(yè)，開課時段為四、五、六學(xué)期，共計160學(xué)時，是在學(xué)生學(xué)完相關(guān)專業(yè)理論課并開展了一定的實踐課程基礎(chǔ)上進(jìn)行的一門綜合性、拓展性實驗課.先修實踐課程包括：無機(jī)化學(xué)實驗、有機(jī)化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗、儀器分析實驗，共計224學(xué)時.前期開設(shè)有材料合成常用技術(shù)、性能表征以及若干具有實用意義的現(xiàn)代材料綜合研究性實驗.

2?材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)課程體系改革與專業(yè)特色建設(shè)

2.1?課程體系改革

課程改革的目的是使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)和必要的實驗技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，能更加系統(tǒng)地運用所學(xué)專業(yè)知識和技能，綜合處理實際科研及工作中可能遇到的問題，拓展學(xué)生的知識面，培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的獨立科研和工作能力.

改革內(nèi)容一?將以前獨立開設(shè)的相關(guān)材料測試技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，融入到對學(xué)生自行設(shè)計合成出的各類材料的表征環(huán)節(jié)中，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉各類儀器的基本原理、使用方法及其在各類材料測試表征中的應(yīng)用，并通過表征結(jié)果反思合成制備過程中的缺憾.

改革內(nèi)容二?將以前獨立開設(shè)的材料性能試驗融入到學(xué)生自行設(shè)計合成后處理各類材料和對實驗材料進(jìn)行性能檢測的綜合實踐環(huán)節(jié)中.學(xué)生通過對自己加工制備出的產(chǎn)品的性能進(jìn)行檢測，反思材料配方設(shè)計過程中的不足，深化理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的重要理論，進(jìn)一步提升學(xué)生將所學(xué)的理論知識及基本實驗技能綜合應(yīng)用于實踐研究中的能力.

改革內(nèi)容三?課程內(nèi)容跟蹤國際上材料領(lǐng)域的最新進(jìn)展，結(jié)合材料化學(xué)專業(yè)教師的科研成果，使教學(xué)內(nèi)容更加注重實驗的綜合性、設(shè)計性、研究性及學(xué)科發(fā)展的前瞻性，加強(qiáng)反映近代材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的實驗項目.

整合后的部分實驗項目見表1.優(yōu)化后的綜合性實驗一方面提高了教學(xué)效率，另一方面具有更加完整的實驗邏輯性，能使學(xué)生站在更高的層次上去思考多學(xué)科之間的交叉結(jié)合，同時允許學(xué)生在進(jìn)行實驗的過程中出現(xiàn)配方設(shè)計方面的疏漏，在成績評定方面更加側(cè)重學(xué)生是否能通過實驗結(jié)果更加明晰所制得的材料存在瑕疵的原因及采取的改進(jìn)措施.

2.2?專業(yè)特色建設(shè)

材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)課程體系更注重專業(yè)特色建設(shè)?注重農(nóng)林院校的專業(yè)特色，開展了一些與生物質(zhì)材料、農(nóng)用功能材料等相結(jié)合的實驗項目.加開了環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)淀粉的制備、木質(zhì)素脲醛基載藥微膠囊的制備及性能研究、天然橡膠配方設(shè)計及加工實驗、農(nóng)用功能性聚烯烴覆蓋材料的制備、表征及性能研究、吸水保水緩釋多功能復(fù)合肥制備及性能研究、食品涂膜保鮮工藝的研究及以生物質(zhì)材料為原料制備炭材料及其電性能研究等具有農(nóng)科院校特點的相關(guān)實驗內(nèi)容，進(jìn)一步增強(qiáng)了畢業(yè)生就業(yè)的競爭力.

2.3?改革成果

材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)課程體系改革后，內(nèi)容涉及納米材料、無機(jī)功能材料、高分子材料、生物質(zhì)材料、新能源材料等多方面，加大了對學(xué)生動手能力培養(yǎng)的力度，使學(xué)生從2年級開始就對材料學(xué)研究領(lǐng)域有更深一步的直觀了解，對材料制備工藝、組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其規(guī)律有更加明確和深刻的認(rèn)識.

筆者對材料化學(xué)專業(yè)已完成專業(yè)實驗學(xué)習(xí)的115名學(xué)生進(jìn)行了匿名問卷調(diào)查，結(jié)果表明，65.79%的學(xué)生表示對綜合性、設(shè)計性實驗有濃厚的興趣，33.33%的學(xué)生表示對該類實驗項目有興趣，只有0.88%的學(xué)生表示對該類實驗項目沒有興趣.39.13%的學(xué)生認(rèn)為綜合性、設(shè)計性實驗項目對創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、知識應(yīng)用等能力的提高有顯著幫助，56.52%的學(xué)生表示該類項目對以上方面有所幫助，只有 4.35%學(xué)生認(rèn)為幫助不明顯，沒有學(xué)生認(rèn)為無幫助.40%的學(xué)生認(rèn)為通過綜合性、設(shè)計性實驗的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，對開展本科生科研訓(xùn)練計劃（SRTP）、本科畢業(yè)論文及專業(yè)實踐很有幫助，53.91%的學(xué)生認(rèn)為有一定幫助，5.22%的學(xué)生認(rèn)為幫助不明顯，只有0.87%的學(xué)生認(rèn)為沒有幫助.通過調(diào)查問卷也發(fā)現(xiàn)，有6.96%的學(xué)生認(rèn)為綜合性、設(shè)計性實驗項目的難度非常大，37.39%的學(xué)生認(rèn)為較難，53.04%的學(xué)生認(rèn)為難度適中，2.61%的學(xué)生認(rèn)為較容易.

3?結(jié)語

通過實施優(yōu)化后的課程教學(xué)，為材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生順利開展SRTP、本科畢業(yè)論文等實踐環(huán)節(jié)打下了堅實的基礎(chǔ)，對幫助學(xué)生提高專業(yè)興趣，提升專業(yè)素質(zhì)及技能，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)競爭力等方面都具有積極的作用，為構(gòu)建“夯實基礎(chǔ)、循序漸進(jìn)、融會貫通、彰顯特色、提升素質(zhì)”的材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)新體系具有積極的作用.

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編輯：吳楠