無機(jī)材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系構(gòu)建與實(shí)踐*

左成鋼，肖安國，陳遠(yuǎn)道，丁 祥，夏 杰

(湖南文理學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，湖南 常德 415000)

隨著社會的進(jìn)步，地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步加速，倒逼地方高校進(jìn)一步推進(jìn)轉(zhuǎn)型，以培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的大學(xué)畢業(yè)生來應(yīng)對各行各業(yè)對應(yīng)用技術(shù)型人才的旺盛需求。作為高等教育重要組成部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和提高學(xué)生綜合素質(zhì)上發(fā)揮著關(guān)鍵作用[1]。無機(jī)非金屬材料專業(yè)隸屬工科，是實(shí)踐性比較強(qiáng)的專業(yè)，擔(dān)負(fù)著為社會培養(yǎng)無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)型人才的重任，更應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神[2]。

湖南文理學(xué)院自2009年開始招收無機(jī)非金屬材料方向大學(xué)生以來，十分重視培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，特別是湖南文理學(xué)院向“地方性”應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型以來，更是發(fā)力改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)條件和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)。同時，結(jié)合我校專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們也對無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐。

1 原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系存在的主要問題

長期以來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在對人才培養(yǎng)的重要性上被嚴(yán)重低估。實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往被認(rèn)為從屬于理論教學(xué)，從所處地位來看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常被認(rèn)為是次要的。受這種錯誤認(rèn)識和僵化的思維慣性所累，多年以來，無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革步子邁得不大，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改變也不多。在當(dāng)前，為應(yīng)對地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對應(yīng)用技術(shù)型人才的需求，地方高校加快了轉(zhuǎn)型發(fā)展?；谶@種情況，無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)改革，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系也應(yīng)當(dāng)作出相應(yīng)改變。從與當(dāng)前人才培養(yǎng)目標(biāo)的匹配度視角來分析，我校原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系主要還存在以下問題。

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對孤立，相互之間聯(lián)系不緊密

涉及工程而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都是綜合性的。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了達(dá)到某個生產(chǎn)目的，往往會設(shè)計(jì)一系列的實(shí)驗(yàn)，每一個實(shí)驗(yàn)與其他實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)度高，共同組成為一個有機(jī)整體。然而，在過去的無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系里，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要是一些演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。對于這些演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可以說是根據(jù)多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐沉淀下來的精華，學(xué)生通過進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證理論教學(xué)所授基礎(chǔ)知識和基本理論，培養(yǎng)和訓(xùn)練動手實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)基本技能。為了能讓實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，這類實(shí)驗(yàn)通常都由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)教學(xué)參考書設(shè)計(jì)好了一系列流程。然而，由于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程始終扮演被動參與者的角色，實(shí)驗(yàn)積極性不高，動手實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)技能的鍛煉效果較差。

與此同時，我們也清楚地看到，在根據(jù)過去的人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系里，開設(shè)的單個演示性或者驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容往往只和理論教學(xué)某些相關(guān)的零散知識點(diǎn)有關(guān)。這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在設(shè)置上尚缺乏系統(tǒng)性，相互之間關(guān)聯(lián)并不緊密，不能很好地反映理論教學(xué)中各個知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系。在做了這些實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生對這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)中在什么場合用、怎么用以及能發(fā)揮什么作用等方面的認(rèn)知是比較模糊的。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容模塊在培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面的功能不強(qiáng)

按在人才培養(yǎng)發(fā)揮的作用來劃分，無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)主要包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K和能力拓展實(shí)驗(yàn)?zāi)K，具體可細(xì)分為演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等類型。我校原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K為主，演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比重很大，而用以著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的能力的拓展實(shí)驗(yàn)?zāi)K，設(shè)置的綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)所占比重明顯偏低。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與地方產(chǎn)業(yè)實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)

原有無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系更多地是涉及認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)，而以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為主要目的的能力拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容太少。許多實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與地方產(chǎn)業(yè)研究熱點(diǎn)脫鉤，學(xué)生在校內(nèi)學(xué)的、做的和在他們以后進(jìn)入用人單位后所面對的情況差別很大。從地方產(chǎn)業(yè)對應(yīng)用技術(shù)型人才在工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面的要求角度而言，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)無疑是落后的，表現(xiàn)出與地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需要的滯后性和嚴(yán)重脫節(jié)。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，工程項(xiàng)目的各種實(shí)驗(yàn)都需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。但是，在高校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行則帶著隨意性、甚至不執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，容易造成學(xué)生的工程意識得不到充分培養(yǎng)，學(xué)生對標(biāo)準(zhǔn)化的概念也不重視的結(jié)果[3]。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的構(gòu)建與實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系要達(dá)成的目標(biāo)應(yīng)根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)方案來界定。在地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的開展，除了要通過訓(xùn)練使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和基本實(shí)驗(yàn)技能外，更要著重培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。因此，在新的歷史時期，要進(jìn)一步推進(jìn)地方高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系核心之一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，也應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)地隨之深化改革。構(gòu)建符合時代發(fā)展需要、大力推動素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系，在當(dāng)前已經(jīng)成為地方高校無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須解決的問題。

2.1 整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建凸顯關(guān)聯(lián)密切的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系

按所設(shè)置理論課程來劃分，無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)包括基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)三大組成[4]。在我校原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系中，除了存在一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)的情況外，還存在有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間知識點(diǎn)連貫性差、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上相對孤立、關(guān)聯(lián)度不高的情況。在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的實(shí)踐過程中，我們對原有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行精簡整合，去掉了重復(fù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對內(nèi)容相近的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行歸類整合。同時，按照無機(jī)非金屬材料的制備—結(jié)構(gòu)研究—物理性能研究—應(yīng)用研究這一層次遞進(jìn)式主線設(shè)計(jì)高關(guān)聯(lián)度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。與原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系相比較，整合優(yōu)化后的無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系有了根本改變。通過學(xué)生親自動手操作完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，既加深了學(xué)生對于“整體”和“部分”的認(rèn)識，又進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生對“部分”與“部分”關(guān)聯(lián)的各個知識點(diǎn)的理解，還重點(diǎn)訓(xùn)練了學(xué)生的“工程師”角色應(yīng)具備的基本能力，特別是主動實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到了良好的訓(xùn)練。

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容模塊，構(gòu)建凸顯創(chuàng)新意識培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系

基于當(dāng)前地方產(chǎn)業(yè)的需求和高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要，在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的實(shí)踐過程中，我們采取了適當(dāng)壓縮演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例，努力增加著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容的策略。同時，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容模塊的教學(xué)進(jìn)度設(shè)計(jì)上，我們采取了指導(dǎo)性→專業(yè)性→綜合性→創(chuàng)新性這種階梯遞進(jìn)式模式來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力[5]。

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的教學(xué)實(shí)踐來看，能力拓展實(shí)驗(yàn)?zāi)K所占比重的增大對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主動積極性發(fā)揮有很好的作用。更重要的是，開展的能力拓展實(shí)驗(yàn)、特別是創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)多了，學(xué)生能根據(jù)所掌握的基礎(chǔ)知識和基本理論，并以查閱文獻(xiàn)資料→選題→建立實(shí)驗(yàn)方案→材料制備→材料結(jié)構(gòu)研究→材料物理性能研究→材料使用性能研究的“一條龍”式的實(shí)驗(yàn)發(fā)展模式自主開展實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的實(shí)踐對學(xué)生獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)有更好的加成效果。

2.3 結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)實(shí)際，構(gòu)建凸顯地方特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革具有開放、互動以及引入的特征[6]。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系的改革也不能閉門造車。特別是在當(dāng)前地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇要尤其注重結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，適時地將地方產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際問題引入并轉(zhuǎn)化為地方高校校內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的實(shí)踐過程中，我們基于湘西北地區(qū)無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域的地方產(chǎn)業(yè)情況，找準(zhǔn)地方產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)實(shí)際中的共性內(nèi)容，并將一些地方產(chǎn)業(yè)所使用的無機(jī)非金屬材料制備的新工藝技術(shù)和結(jié)構(gòu)性能表征的新技術(shù)、新方法作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容納入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系中。此外，我們還充分利用教授、博士研究工作室實(shí)驗(yàn)資源，開辟實(shí)驗(yàn)第二課堂，豐富創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。我校不少無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域的專任老師和地方產(chǎn)業(yè)開展了“產(chǎn)學(xué)研”合作，聯(lián)系地方產(chǎn)業(yè)實(shí)際的橫向項(xiàng)目也有很多，這也為學(xué)生了解地方產(chǎn)業(yè)實(shí)際和開展綜合素質(zhì)訓(xùn)練提供了不少機(jī)會。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的教學(xué)實(shí)踐過程中，我們督促學(xué)生積極走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，協(xié)助老師進(jìn)行科學(xué)研究。學(xué)生親自參與地方產(chǎn)業(yè)關(guān)心的熱點(diǎn)問題研究，既開闊了學(xué)生的知識視野、更好地訓(xùn)練了學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，又為學(xué)生從事進(jìn)一步的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，還增大了學(xué)生畢業(yè)后在當(dāng)?shù)氐胤疆a(chǎn)業(yè)就業(yè)、服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的概率。

3 結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革是培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的助力劑。在地方高校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型過程中，要適時地推進(jìn)無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革。地方高校無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系的構(gòu)建要注意整合原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容模塊和結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)實(shí)際。無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系的改革和深入實(shí)踐有利于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，有利于畢業(yè)生和地方產(chǎn)業(yè)需要的順利對接，形成雙贏局面。