理工科專業(yè)基礎(chǔ)實驗課的教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)措施探討

劉彥彬 趙曉雅 牛麗麗 孫會娟

摘要：根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)實驗課和畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)的問題，明確專業(yè)基礎(chǔ)實驗課的教學(xué)目標(biāo)需分為3個層次：鞏固理論知識、熟練實驗技能、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、完善學(xué)生的理論知識體系;培養(yǎng)學(xué)生的科研理念和良好的科研習(xí)慣;培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，探討相應(yīng)的教學(xué)改革措施。

關(guān)鍵詞：專業(yè)基礎(chǔ)實驗課;教學(xué)目標(biāo);教學(xué)措施

專業(yè)基礎(chǔ)實驗課是理工專業(yè)的必修課程，隨著國家大力推進(jìn)職業(yè)化教學(xué)，專業(yè)基礎(chǔ)實驗課的地位逐漸提升。然而，在專業(yè)基礎(chǔ)實驗的教學(xué)過程中，很多教師的教學(xué)目標(biāo)僅僅是印證理論知識和教授實驗技能，是理論課程的“補(bǔ)充”和“輔助”[1]，導(dǎo)致基礎(chǔ)實驗教學(xué)中存在大量的問題，而這些問題也在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)集中展現(xiàn)。

1 專業(yè)基礎(chǔ)實驗課中存在的問題

以高分子材料加工與性能測試實驗為例，從實驗預(yù)習(xí)、實驗操作到實驗報告存在諸多問題。

實驗預(yù)習(xí)報告和實驗報告以抄寫講義為主，學(xué)生既不會總結(jié)歸納知識點，也不會查閱藥品的理化性質(zhì)，甚至對實驗過程都不清楚，導(dǎo)致學(xué)生對實驗材料和設(shè)備不了解、對各種原料在產(chǎn)品中的作用不清楚、隨機(jī)出現(xiàn)的問題較多以及實驗重現(xiàn)性差等問題。

（2）實驗時不做實驗記錄，僅對實驗結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)做簡單記錄，以完成實驗報告中的數(shù)據(jù)處理，一旦數(shù)據(jù)不理想，則無法查找原因。

（3）不對實驗結(jié)果作總結(jié)和反思，因為沒有實驗記錄，也不會發(fā)現(xiàn)實驗中存在的問題，進(jìn)而無從尋找實驗結(jié)果異常的原因。

2 畢業(yè)論文環(huán)節(jié)存在的問題

高分子專業(yè)的畢業(yè)論文多數(shù)以各種材料的加工和性能測試為題，所以畢業(yè)論文的流程和實驗課的學(xué)習(xí)過程一樣。實驗預(yù)習(xí)就相當(dāng)于文獻(xiàn)綜述和實驗方案的設(shè)計，實驗過程就是實驗方案的實施，而實驗報告就是對研究方案在實踐過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)作出總結(jié)。因為材料加工與性能測試實驗課中的問題沒有解決，所以畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)也存在相似問題。

2.1 沒有總結(jié)歸納和獲取資料的自學(xué)能力

盡管已經(jīng)上過文獻(xiàn)查閱和綜述的課程，學(xué)生在寫文獻(xiàn)綜述時，資料來源主要是百度百科和中國知網(wǎng)，而且查閱文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞也很死板。例如給學(xué)生一個“膨脹阻燃三元乙丙橡膠”的題目，那么學(xué)生查閱的關(guān)鍵詞就是“膨脹阻燃”和“三元乙丙橡膠”。諸如“聚乙烯”“聚丙烯”等分子組成與“三元乙丙橡膠”類似的高分子材料的阻燃研究，“聚磷酸銨”“三聚氰胺”等常用的膨脹阻燃劑等都不在查閱范圍內(nèi)，學(xué)生對獲取的文獻(xiàn)資料也不會歸納總結(jié)，往往參考其中一篇或幾篇綜述類文獻(xiàn)來完成文獻(xiàn)綜述，甚至抄襲原文，導(dǎo)致文獻(xiàn)綜述缺乏邏輯，沒有自己的觀點;也有學(xué)生將十幾篇文獻(xiàn)的摘要或結(jié)論羅列出來作為文獻(xiàn)綜述。

2.2 沒有設(shè)計實驗方案的能力

大多數(shù)學(xué)生的畢業(yè)論文方案來源主要有兩種：（1）指導(dǎo)教師按照自己的科研課題直接給出實驗方案;（2）學(xué)生照抄文獻(xiàn)中的實驗方案。不管是哪種來源，學(xué)生都沒有得到應(yīng)有的鍛煉，尤其是后一種方法，不僅毫無意義，而且涉嫌抄襲，不利于科研品德的培養(yǎng)。

2.3 缺乏良好的科研習(xí)慣

學(xué)生在實驗之前不了解藥品的理化性質(zhì)，在實驗過程中也不做實驗記錄。一旦實驗結(jié)果與預(yù)期不同，則無從查找失敗的原因，也無法給出解決的方案，更有甚者，一旦一些較為危險的藥品使用不當(dāng)，還會引發(fā)火災(zāi)，甚至造成人員傷亡。 2.4 不對實驗結(jié)果進(jìn)行討論和分析

在畢業(yè)論文的討論分析部分，學(xué)生為了湊字?jǐn)?shù)，先總體分析，再局部分析，對每個數(shù)據(jù)點的變化（增長或降低幅度等）都可能反復(fù)介紹，而對于變化的原因卻只有寥寥一兩句話，有的存在明顯錯誤，有的是從文獻(xiàn)中抄過來的。加上前言部分也同樣是從文獻(xiàn)中抄襲而來的，所以初稿的重復(fù)率基本超過30%，有的甚至超過80%，這也促成了網(wǎng)絡(luò)查重的火爆生意。

2.5 缺乏發(fā)現(xiàn)問題的能力

除了以上存在的問題，學(xué)生自己也沒有發(fā)現(xiàn)問題的能力，就更不用說解決問題，因此缺乏創(chuàng)新意識[2]。

3 明確教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是一切教育教學(xué)活動的總則，只有明確教學(xué)目標(biāo)，才能制定出相應(yīng)的教學(xué)改革措施。以材料加工和性能測試的實驗課為例，其教學(xué)目標(biāo)應(yīng)分為3個層次。

（1）鞏固學(xué)生的理論知識，使其熟練掌握實驗技能，培養(yǎng)其自學(xué)能力，同時完善其理論知識體系。相對于理論課，實驗課涉及的理論知識較少，因此課堂氣氛比較活躍，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣比較高，有利于鞏固知識。不同的理論課是由不同的老師教授，各方面的知識都是相對獨立的，教師也沒有時間和精力去完善學(xué)生的知識體系，而實驗課可以某一知識點為中心去輻射不同課程的知識，幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。以高分子材料加工與性能測試為例，對加工影響最大的是高分子的分子量，這就涉及合成的各種控制要素，就可以和高分子化學(xué)、聚合物反應(yīng)過程聯(lián)系起來，而性能測試涉及材料的各種物理機(jī)械性能，就可以與高分子物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)、現(xiàn)代儀器分析聯(lián)系起來，如果涉及功能性測試，則可以與功能高分子聯(lián)系等。

（2）培養(yǎng)學(xué)生的科研理念和良好的科研習(xí)慣。不管課堂上教授的內(nèi)容有多么全面，學(xué)生就業(yè)后專注的方向只是很小一部分，而材料加工和性能測試儀器有上百種，即使是同一性能的測試儀器，也可能因為廠家和型號的不同而不同。所以只注重理論知識和實驗操作技能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更不要說學(xué)校的儀器設(shè)備也跟不上企業(yè)設(shè)備的更新?lián)Q代。因此，需要培養(yǎng)學(xué)生的科研理念，讓學(xué)生了解科研的流程，培養(yǎng)其良好的習(xí)慣，只有這樣，學(xué)生在就業(yè)之后才能快速進(jìn)入角色。

（3）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。國家倡導(dǎo)的“萬眾創(chuàng)新”，其實是要求每一個人在日常的工作、學(xué)習(xí)和生活中主動發(fā)現(xiàn)問題、積極解決問題，而每一個問題的解決，就是邁出了創(chuàng)新的一小步。實際上，在材料加工和性能測試的課程設(shè)計中還存在諸多問題，許多加工和性能測試的影響因素還沒完全搞清楚，有的實驗結(jié)果與設(shè)計結(jié)果也有差別。

4 教學(xué)中的改進(jìn)措施

（1）實驗課教師作為實驗教學(xué)的主導(dǎo)者，首先要明確教學(xué)目標(biāo)。目前，很多教師受傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)制的影響，對實驗教學(xué)的重要意義認(rèn)識不夠，教學(xué)目標(biāo)還停留在材料加工和性能測試的技能和基礎(chǔ)理論方面[3-4]，對學(xué)生自學(xué)能力、科研習(xí)慣等方面沒有要求，教學(xué)效果可想而知。因此，只有獲得教師的認(rèn)可，才能創(chuàng)造出各種各樣的教育教學(xué)方法和改進(jìn)措施。

（2）學(xué)生作為教育教學(xué)的主體，也要明確實驗教學(xué)的目標(biāo)，才能更好地參與其中，使教學(xué)效果變得更好。在當(dāng)前的教學(xué)活動中，學(xué)生是一個矛盾體，一方面感慨學(xué)不到東西，另一方面又不能積極地參與教學(xué)活動。這是因為理論課的教學(xué)內(nèi)容較多，有的知識也很抽象，而任課老師也不太可能幫助學(xué)生在不同科目之間建立聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足。實驗課的教學(xué)內(nèi)容少，學(xué)生的積極性比較高，但教學(xué)目標(biāo)定得太低，所以也沒有幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力和建立知識體系?？紤]到理論課程與實驗課程的實際教學(xué)情況，發(fā)現(xiàn)實驗課程更適合擔(dān)當(dāng)這個角色，如果學(xué)生能夠明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，也可以加強(qiáng)教師對教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識，與教師的教學(xué)意識形成合力，取得更好的教學(xué)效果。

（3）采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，最基礎(chǔ)的就是要有合格的實驗報告。教師和學(xué)生的認(rèn)識都有一個過程，但是每個學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會只有一次，所以在教學(xué)改革初期，一個完備的實驗報告很有必要。即使學(xué)生認(rèn)識不到實驗教學(xué)的重要性，但是幾十個實驗項目的培訓(xùn)、幾十個實驗報告的書寫，也可以潛移默化地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和工作中，較好地利用現(xiàn)在的學(xué)習(xí)成果。各個實驗課程可以根據(jù)自己的特點制定不同形式的實驗報告，例如經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，自己制定材料加工和性能測試類的實驗報告，將預(yù)習(xí)報告和實驗報告合二為一：實驗原理和實驗步驟以框圖為主，強(qiáng)調(diào)知識的總結(jié)歸納;藥品與儀器要查找藥品的理化參數(shù)和儀器的性能參數(shù)，強(qiáng)調(diào)資料的搜集;實驗過程強(qiáng)調(diào)如實記錄、隨時記錄、隨手記錄，保證第一手資料;實驗結(jié)果與討論，強(qiáng)調(diào)結(jié)果處理的規(guī)范性，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出自己的見解。為了更好地方便學(xué)生自學(xué)，還可以借助各種學(xué)習(xí)平臺，建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫，通過視頻的方式，在學(xué)生正式開始實驗前就對加工和測試設(shè)備的原理、操作流程等有一個初步了解;課堂以翻轉(zhuǎn)教學(xué)為主，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，加深其學(xué)習(xí)印象。通過一個完整的實驗訓(xùn)練，可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)、提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率、培養(yǎng)其良好的科研習(xí)慣。

（4）設(shè)置合適的綜合性實驗取代專業(yè)基礎(chǔ)實驗。一般的專業(yè)基礎(chǔ)實驗都對應(yīng)相關(guān)的理論課程，所以實驗課的教學(xué)內(nèi)容與理論課的教學(xué)內(nèi)容相近，很難要求實驗課教師去幫助學(xué)生建立綜合的知識體系。如果設(shè)立綜合性的實驗課，則各種實驗課的內(nèi)容就可以聯(lián)系起來，同時理論知識就可以形成一個整體[5]。例如將高分子化學(xué)實驗、高分子物理實驗、高分子加工成型實驗以及性能測試實驗合并，學(xué)生就可以明確高分子從合成到制品需要哪些過程、各種性能之間有什么聯(lián)系、各種實驗條件對最后的制品會有什么影響等。

5 結(jié)語

隨著國家大力推進(jìn)職業(yè)化教學(xué)，培育能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的高素質(zhì)工程師成為主要目標(biāo)。實驗實踐類課程作為課程教學(xué)的重要組成部分，所占比例要達(dá)到50%以上。因此，只有讓教師和學(xué)生都明確實驗類課程的教學(xué)目標(biāo)，才有可能同步改進(jìn)各種教學(xué)方法和改革措施，才能切實提升實驗類課程的教學(xué)質(zhì)量。

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