应用材料综合性实验教学改革

李志辉 关岩 李婷 徐娜 李强　金会刚

【摘要】以无机非金属材料工艺实验为例，将验证性实验改革为综合性实验，有助于培养应用材料类学生的综合素质和实践能力，并为毕业论文（设计）环节打下一定基础，形成较为完整的知识体系，有利于创新性人才的培养。

【关键词】实验教学改革 综合性实验 应用材料 人才培养

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）12-0231-01

应用材料类专业致力于发展的目标是培养具有较强的动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的本科生[1]。辽宁科技大学无机非金属材料工程专业是一门非常重视实践应用的应用材料类专业，是辽宁科技大学的优势特色专业，国家耐火材料领域人才培养基地，辽宁省普通高等学校工程人才培养模式改革试点专业，教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业[2]。同时是辽宁省镁质材料产业技术创新战略联盟挂靠单位，辽宁镁产业协同创新中心“镁质绿色高温材料”特色平台，并承担辽宁省镁质材料工程研究中心科研与开发任务。在专业培养过程中，非常注重提升实验课程的教学效果。

一、实验教学情况

“无机非金属材料工艺实验”课程是无机非金属材料工程专业的专业必修课程之一，是一门独立设置的实验课程，它由“耐火材料”、“玻璃”、“水泥”、“陶瓷”四门工艺学课程所对应的实验部分组成，因为学校的历史沿革等原因，对耐火材料工艺部分比较重视，其实验项目为综合设计性，学时较多，内容相对较为成熟、稳定。

而其它三部分工艺实验相对较弱，近几年几经变动，共开设过八个实验项目，多为验证性实验。验证性实验在不同程度上是课堂教学的辅助内容和手段，这种方式的优点是与课堂的理论教学衔接紧密，学时较短，实验课能够在不占用学生过多休息和课业复习时间的情况下，便于分组实验，顺利完成了教学任务。

但是从教学效果来看，验证性实验有其缺点，主要表现在以下几个方面。（1）验证性实验内容上相互孤立，之间的关联性、系统性较弱，缺乏内在的互相联系。没有能够将本门课程各章节内容融汇贯通，更不能将相关联的三门无机非金属材料课程有机的结合起来。使学生们难以建立起系统的实验技术体系的概念，同时也会影响到他们形成独立的系统性思考问题和解决问题的能力。（2）影响学生的学习兴趣和培养效率。实验室的仪器、设备、实验空间和时间等教学资源难以实现最有效的利用。（3）学生们旺盛的创造能力和潜在的自学能力得不到充分的发挥，严重地制约和影响了创造性人才的成长。总之，这种实验模式与现代人才培养模式不相吻合，不适应高等教育改革的发展需要。

二、综合性实验教学改革

开设综合性实验能将本学科以及相关学科的知识综合起来，从而促进应用材料学科及相关专业的发展。综合性实验是把基础理论知识及各種实验技能和实验方法加以归纳、分析、相互渗透的一种有效的实验形式。其目的在于通过实验内容、方法、手段的综合性，掌握综合的知识，培养综合考虑问题的思维方式，运用综合的方法分析问题、解决问题，实现能力素质的综合培养。实验内容的复合性是综合实验的重要特征。综合实验的开设对培养学生的创新意识和实践能力具有重大意义[3]。选择综合性实验内容的原则是：综合性、基础性、典型性、前沿性、实际工程运用性、可操作性。具体做法是将教学大纲要求的某些基本实验方法和实验手段综合在某一个实验中，达到完整、综合的实验目的。

因此，将验证性实验改革为三个综合性实验。即按照每门工艺学课程相对应的设置一个综合性实验项目，分别为“玻璃工艺综合性实验”、“水泥工艺综合性实验”和“陶瓷工艺综合性实验”。这样就整体减少了实验项目的数量，但综合设计性实验项目所占比重就大大提高了。有利于培养学生的综合能力，鼓励学生积极参加课外创新创业训练活动，运用所学知识指导实践。同时，符合学校以培养学生综合创新能力为核心，提高综合性、设计性、创新性实验项目比例的整体目标。

指导教师广泛收集、整理材料，结合实际情况，编写《应用材料综合性实验》教材，包括实验项目的来源背景及提出，所用实验设备名称及基本性能，实验材料、实验目的、实验基本原理、参考思路、实验基本要求等。

同时，实验教学对学生的实验成绩考核制度进行改革，要求学生按照科研论文的形式撰写实验报告，并进行实验答辩。指导教师根据学生实验前期的准备工作、实验过程、实验报告、答辩情况综合给出实验成绩。增加的综合论文和答辩环节能充分挖掘学生学习潜力，激发学习主动性，锻炼总结、归纳等综合能力及表达能力。让学生更加重视实验的前期准备和实验过程，防止学生最终抄一份实验报告就完事大吉的情况出现，为实验教学内容、方法和考核方法实践出一条新的途径。

三、实验教学改革效果

经过教学改革的进行，强化学生对理论知识的理解和掌握，提高学生的实践动手能力，培养学生独立分析、解决问题能力和创新能力。

（1）教学内容和课程体系创新：综合性实验的设立打破了原有玻璃、水泥、陶瓷三门工艺学课程彼此独立分散的传统体系，构建了符合无机非金属材料工艺学内在规律、完整、有机的全新课程体系。

（2）实验考核方法的改革创新：防止原来只凭实验报告就评定成绩的情况发生，全组同学一个版本，成绩评定与分布不合理。以实验前准备、实验过程、综合报告、实验答辩四部分综合评定成绩，更加公平、合理。同时极大提高学生积极参与实验的兴致，多劳多得，亲历亲为方能取得较好的成绩。

（3）与毕业论文实验合理衔接：学生经过调查研究，合理设计综合性实验题目，通过文献资料的收集、整理，对科研题目有一定的了解，在进行实验过程中，对毕业论文（设计）环节有了一定的积累，为其顺利进行打下良好的基础，可以延伸进行工作。

（4）学生工程应用能力的培养：通过综合性实验，模拟材料实际制造过程，培养学生工程应用能力。建立了组成设计、制备技术与材料性能的内在联系，提高了学生分析问题、解决问题的实践能力。强化撰写科研论文的能力。

四、结语

通过综合性实验的改革，在新的实验内容、方法、手段的改变下，学生提高了对应用材料知识的理解和掌握，培养了专业兴趣，提高了自身的综合素质和实践能力，为今后的工作选择和人生规划打下了良好的基础。

参考文献：

[1]吉爱国，综合性实验教学模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（1）：94-96.

[2]李志辉，张国栋，李婷，等.卓越工程师培养与实习基地建设的研究[J].实验技术与管理，2013，30（3）：169-170，179.

[3]丁满堂，材料工程专业金属学方向的综合性实验教学[J].中国冶金教育，2011，（3）：63-65.

作者简介：

李志辉，辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院副教授。