“雙一流”建設(shè)背景下的大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

王雪紅　支東彥　楊曉玲　陳健壯　滕鑫

[摘 要]在“雙一流”建設(shè)的大背景下，高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展對(duì)教育體系布局提出了更高的要求，而推動(dòng)教育體系的改革與發(fā)展已成為高校建設(shè)與發(fā)展的重要內(nèi)容。課題組介紹了高校大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性，闡述了基于“雙一流”建設(shè)背景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式，為兄弟院校的改革研究提供參考。

[關(guān)鍵詞]“雙一流”建設(shè);材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）10-0051-03

在“雙一流”建設(shè)的大背景下，國家在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略中明確指出，必須堅(jiān)持“人才、學(xué)科、科研”三位一體協(xié)調(diào)發(fā)展，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求相匹配，形成和發(fā)展優(yōu)勢特色學(xué)科，以實(shí)現(xiàn)建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科的戰(zhàn)略目標(biāo)[1-2]。大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是一門知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)和應(yīng)用性寬的實(shí)踐課程，其學(xué)習(xí)方法、操作技能以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所涉及的信息較為寬泛，因此，如何在“雙一流”建設(shè)的大背景下做好新時(shí)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作是一個(gè)亟待解決的問題[3-5]。為了培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的創(chuàng)新性人才，高校必須對(duì)大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、評(píng)價(jià)模式、實(shí)驗(yàn)教材及資源配置等進(jìn)行積極有效的改革。

一、大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

隨著高等教育體制改革的不斷深化，高校已從思想政治教育、文化素質(zhì)教育、體能素質(zhì)培養(yǎng)等方面來全面提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量[6-7]。大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是一門以材料為經(jīng)的實(shí)踐類課程，主要通過對(duì)大分子的組成、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用三條主線進(jìn)行系列分析來開展教學(xué)活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和職業(yè)素養(yǎng)的重要途徑之一，具有相當(dāng)重要的基礎(chǔ)性[10]。然而，盡管高校在基礎(chǔ)教育教學(xué)方面做了一些有益的探索，但仍存在諸多問題[8-9]。

（一）大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系難以整合優(yōu)化

大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是教授給學(xué)生材料學(xué)科最基本的知識(shí)點(diǎn)和方法論，其課程內(nèi)容多，體系復(fù)雜，學(xué)科跨度大，交叉相融。如何建立具有自身特色的實(shí)驗(yàn)體系，需要做大量的摸索和實(shí)踐工作。

（二）大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程過于程序化，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)死板，較為單一，缺乏層次性，很難激起學(xué)生的興趣;老師灌輸式的指導(dǎo)模式過分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的“程序化”操作，抑制學(xué)生的逆向思維和發(fā)散思維，不利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力;實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)通常也流于形式，已無法適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)發(fā)展的步伐。

（三）大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的立足點(diǎn)不高，難以擺脫其依托理論課的附屬性

實(shí)驗(yàn)課往往依附于理論課，課程的比重明顯不足，且部分硬件完全不能滿足實(shí)驗(yàn)的需求。從總體上來看，實(shí)驗(yàn)課程的系統(tǒng)性較差，相對(duì)離散，很難形成具有自身特色的體系，且大多數(shù)理論課與實(shí)驗(yàn)課之間存在脫節(jié)，不可避免地造成重復(fù)教學(xué)的現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性和拓展性，大多以基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，而未納入具有創(chuàng)新性和綜合性的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

二、大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題解析

（一）教育理念落實(shí)不到位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期處于劣勢地位

長期以來，由于受到傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，很多老師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)工作是教學(xué)與科研工作的輔助性工作，從而使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往停留于“走過場”的層面，且高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)場地、設(shè)備設(shè)施的投入非常有限，導(dǎo)致可動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少之又少，也造成了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中懶散、走馬觀花的學(xué)習(xí)態(tài)度。這些不良影響主要是由基礎(chǔ)教學(xué)的教育理念落實(shí)不到位造成的。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程不規(guī)范，難以保證學(xué)生基本培養(yǎng)要求

近年來，盡管高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面做了大量的工作，但依然存在很多不盡如人意的地方，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)大綱不符、學(xué)分與實(shí)際學(xué)時(shí)不匹配、學(xué)生安全意識(shí)淡薄、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉重疊、實(shí)驗(yàn)安排主觀隨意及實(shí)驗(yàn)教師疲于應(yīng)付等現(xiàn)象非常突出，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不斷下滑，難以滿足學(xué)生基本培養(yǎng)要求。

（三）實(shí)驗(yàn)教材更新緩慢，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)陳化，無法適應(yīng)材料科學(xué)的快速發(fā)展

實(shí)驗(yàn)教材作為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的重要指導(dǎo)工具書，必須凸顯大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。然而，大多數(shù)高校所使用的實(shí)驗(yàn)教材均是尚未出版的講義，其內(nèi)容基本上為陳化的、傳統(tǒng)的、簡化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突蚶C，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與社會(huì)發(fā)展的先進(jìn)程度不相匹配。更關(guān)鍵的是，隨著材料學(xué)科群的快速發(fā)展，特別是材料、生物、化學(xué)等學(xué)科的有機(jī)融合，將材料科學(xué)推向引領(lǐng)學(xué)科，若再不置換、積累和融入最新、最先進(jìn)的研究成果，將無法適應(yīng)材料科學(xué)的快速發(fā)展。

（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)依然保留學(xué)年制的運(yùn)行模式，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)改革相對(duì)滯后

學(xué)分制作為先進(jìn)的高等教育制度，因教學(xué)方式靈活、學(xué)制彈性可控等優(yōu)勢，逐漸取代了早期的學(xué)年制。然而，與理論課程相比，實(shí)驗(yàn)課程依然保留早期學(xué)年制的痕跡，實(shí)行整齊劃一的大規(guī)模授課，尚未開展科學(xué)的、完整的和有效的資源體系配置，已無法適應(yīng)學(xué)分制改革的發(fā)展需求。

（五）專任實(shí)驗(yàn)教師少是造成實(shí)驗(yàn)支撐條件嚴(yán)重不足的主要原因

近年來，盡管高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)用地和設(shè)備方面做了大量的投入，但是大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的專任老師依然嚴(yán)重不足。由于受學(xué)校工作重心導(dǎo)向的影響，教師在科學(xué)研究上花了大量的時(shí)間，而很少有人在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面做深入的研究。在很多情況下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作往往由新進(jìn)的年輕教師或工作量不足的教師直接承擔(dān)，而這些教師對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用缺乏基本的認(rèn)識(shí)，從而制約了實(shí)驗(yàn)課程的改革與發(fā)展。

三、提高大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的基本對(duì)策

（一）轉(zhuǎn)變觀念，夯實(shí)和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)

大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程是材料學(xué)科人才培養(yǎng)的基石，有著重要的意義。加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅要始終堅(jiān)持大材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)性地位，還要加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)建設(shè)，并逐步拓展學(xué)生科學(xué)思維、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和執(zhí)著精神，為進(jìn)一步確立專業(yè)方向和專業(yè)教育打下基礎(chǔ)。

（二）規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，建立一套完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)管體系

如何建立一套完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)管體系，直接關(guān)系到學(xué)生能力的培養(yǎng)。首先，必須圍繞該門課程所對(duì)應(yīng)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，把學(xué)生應(yīng)具備的素質(zhì)和技能融入教學(xué)過程中，既滿足傳統(tǒng)教學(xué)的需求，又促進(jìn)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)與創(chuàng)新思維的銜接與融合;其次，鼓勵(lì)科研教師反哺教學(xué)工作，開設(shè)多知識(shí)點(diǎn)、多課程相融合的深層次開放性實(shí)驗(yàn)，即篩選出具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容為學(xué)生開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，始終保持實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的新穎性和先進(jìn)性;再次，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過程中的主體地位，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性、想象力和創(chuàng)造力，其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過程如圖1所示;最后，組建由一支具有責(zé)任心、經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程監(jiān)管隊(duì)伍，從實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)安全教育、實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面進(jìn)行全程跟蹤監(jiān)管，形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)日志，并將其作為實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的目的。

（三）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)管理制度，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行機(jī)制

構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是開展教學(xué)活動(dòng)的基本保障，主要包括實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施平臺(tái)和現(xiàn)代化的技術(shù)保障平臺(tái)。在“雙一流”建設(shè)的大背景下，國家加大了對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)力度，特別是“國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”等，已構(gòu)建了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施平臺(tái)。然而，在硬件設(shè)施平臺(tái)的運(yùn)行過程中，必須打破原有的實(shí)驗(yàn)管理體制，克服實(shí)驗(yàn)設(shè)備長期閑置、分散及利用率不足的問題。此外，構(gòu)建現(xiàn)代化的技術(shù)保障平臺(tái)，大力推進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用，如多媒體模擬、虛擬教學(xué)和VR體驗(yàn)等，既可規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和程序，又可實(shí)現(xiàn)超時(shí)空的知識(shí)傳送，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有直觀和感性的認(rèn)識(shí)，為實(shí)驗(yàn)原理的剖析和實(shí)驗(yàn)過程的分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。以流變行為測試為例，可采用虛擬教學(xué)對(duì)熔體流動(dòng)速率儀和毛細(xì)管流變儀的工作原理進(jìn)行現(xiàn)場模擬，如圖2所示，使學(xué)生對(duì)材料的流變?cè)砗蜏y試過程有更深切的理解。

建立規(guī)范的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度，一是建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律安排教學(xué)，實(shí)行必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)分制與選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)分制相結(jié)合的模式，在靈活安排教學(xué)、體現(xiàn)因材施教的同時(shí)，保證基本培養(yǎng)要求的實(shí)現(xiàn);二是建立實(shí)驗(yàn)聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新平臺(tái)，利用信息化聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新平臺(tái)發(fā)布可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、開設(shè)時(shí)間段、實(shí)驗(yàn)基本要求等事項(xiàng)，學(xué)生預(yù)約登記，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行全天候開放，這不僅是解決實(shí)驗(yàn)條件不足的主要措施，也為學(xué)有余力的學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手條件。

（四）積極調(diào)動(dòng)教學(xué)雙方的積極性，構(gòu)建完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系

根據(jù)教育學(xué)的基本理論，學(xué)生是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，教師是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引導(dǎo)者，只有充分調(diào)動(dòng)雙方的積極性和創(chuàng)造性，才能提高教學(xué)質(zhì)量的原動(dòng)力[11-12]。首先，實(shí)驗(yàn)教師必須認(rèn)識(shí)到從“講授式”到“啟發(fā)式”的重要性，明確任何科學(xué)現(xiàn)象、概念、定律都是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的;其次，高校也應(yīng)該在穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍方面制定政策，使實(shí)驗(yàn)教師在出國、深造、職稱、津貼等方面享有與科研教師同等的待遇，保護(hù)實(shí)驗(yàn)教師群體的切身利益;最后，高校也應(yīng)跨學(xué)科、跨學(xué)院建立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目群，引導(dǎo)學(xué)生參與項(xiàng)目，拓展科學(xué)思維，使其得到初步訓(xùn)練和熏陶，為未來的科研道路或職業(yè)規(guī)劃打下良好的基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的重要組成部分，其目的在于科學(xué)地、合理地、有效地評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的正常進(jìn)行，不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，還要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，使教學(xué)雙方高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系如表1所示。

四、結(jié)語

在“雙一流”建設(shè)的大背景下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的高低，是衡量大學(xué)科學(xué)研究水平的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是建設(shè)世界一流大學(xué)的重要支撐。搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，任重而道遠(yuǎn)。作為高等院校，必須在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中始終堅(jiān)持落實(shí)基礎(chǔ)教育教學(xué)理念，打造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目群，健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)管體系，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行機(jī)制，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新思維。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]