材料学科实验教学改革与探索

冀宣名 向嵩 万明攀 李伟

摘要：材料学科的快速发展对实验教学提出了新的要求，传统实验教学模式已经不能满足现代社会对学生实践动手能力、创新能力的要求。总结贵州大学材料与冶金学院近几年实验教学经验，介绍了在教育理念、教学分工、材料实验教学体系构建、教学方法及手段方面，进行的一些改革和探索。

关键词：材料学科;实验教学;改革与探索

中图分类号：G642.0     文献标志码：B     文章编号：1674-9324（2020）15-0389-02

引言

实验教学是“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的重要部分。加强教学质量，既是高等教育依据发展规律自我完善的需要，更是提高办学质量进而提高毕业生就业竞争力以及创业能力的需要。材料科学工程学科发展迅速，教学系统发展日趋完善，但实验教学却缺乏一定的系统性、完整性和前沿性，实验教学不甚理想，与学校人才培养定位有一定差距，因此，对教学理念、教学手段以及教学方法等问题进行改革，对提高学生综合实践创新能力进而提高高等教育教学质量具有重要意义[1-4]。

一、转变教育理念

材料学科实验教学作为重要实践教学环节，是培养材料类专业学生实验技能、提高学生研究创新实践能力以及培养材料类专业创新人才的重要环节。其秉持以学生为本、学以致用的理念，坚持知识、能力与素质同步发展，学习、实践和创新相互促进的实践教学理念和实践教学改革思路。根据专业特点和发展定位，对学生的实践能力分层次、分阶段、分类别培养，启迪学生的创新和扩散思维、开发创新潜能、培养创新能力，提高学生运用现代分析手段和试验方法来解决材料行业中会发生的实际问题，提高学生的思维能力和创新能力，进而更适应社会，全面提高教学水平，为国家建设培养具备创新能力的高素质应用型人才。为适应贵州产业结构的需要，构建了开放、互联、共享的基础材料实验教学平台和综合设计性实验教学平台，探索以能力为本的多元化的教学模式、手段和方法，结合理论教学与实验教学，培养具备创新能力的高素质应用型人才[5]。

二、强化实验教学，进行教学分工改革

对理论教学、实践教学之间联系进行调整，改善实验教学地位低的现象。同时优化实验教学中教师、学生之间的关系，加强学生的主体性，在实验教学中，教师以引领学生发现问题进而探索问题、解决问题进而培养科学素养为职责。按照这种思路，学院首先对原有实验课程进行全面调整，改变原有理论课与实验课一起的模式，综合分散于各课程中实验进行独立成课，开设专题实验。这样既有效保证了实验教学的独立性，改变其附属地位，同时使得各个实验有效衔接起来，改变只知其然，不知所以然的状况，由指导教师根据学生所学的知识和整体教学安排，循环渐进式进行实验设计。学生依据相关规定及自我思路队实验内容及设备进行自主选择，进而确定实验步骤、注意事项及安全规则等。通过对材料相关实验的系统优化，实现培养学生思索问题、解决问题的能力，进而构建学生完整认识体系的目标。通过实验体系与理论体系的完美配合，达到培育复合型创新人才的教学目标。

三、构建“一体化、四层次”材料实验教学体系

（一）优化实验教学，激发学习积极性

实验教学是否能够有效地达到预期效果，取决于学生能否积极地参与到实验中来。目前，虽然各高校对实验教学的呼声很高，但各个学校各个教师的教学方法和程序基本相同：即学生先做课前预习，根据实验流程等撰写预习报告;实验前老师检查学生预习报告，同时再对实验原理、实验步骤、注意事项等做详细讲解，进而由学生进行操作完成相关实验，在此过程中，学生不用独立思考，只需记住实验步骤和方法，即“照单抓药”式。这样的实验课是必须的，通过教学，学生掌握了一些分析方法和基本操作技能，培养了严谨、认真、实用的科学态度。但通过这种“照单抓药”式教学，学生的分析问题和解决问题的能力很难提高，在培养和提高学生的思维能力和创新能力方面存在一定的局限性。因此，该教学模式存在的学生学习兴趣差、教学效果差等问题亟待改革。

（二）优化实验课程考核模式与成绩评定方法

成绩评定即是对学生实验掌握情况的考核，更是激励学生进行主动性及创新性研究的魔力棒。结合学院及学科实际情况，对实验成绩评定方式作出变革，把考核分布到实验全过程，包括实验的预习、设备操作合规性、数据效果、实验过程安全意识以及实验报告等环节综合考核，只有各环节表现较好学生才可能进入优秀候选序列。同时安全重于泰山，材料学科实验常用到高温、高压等危险设备、危险气体以及腐蚀性液体，有一定危险性，故在考核中加入安全意识考核，对违反实验室安全制度、可能造成危险的实验行为给以一项否决。同时，为了提高学生对科研的探索，对于主动完成拓展实验的学生给予一定加分奖励。通过考核思路及方式的优化，学生面对实验的自觉性和积极性的得到改善，有效提高了实验教学质量。

四、教学手段与方法改革

（一）现代化技术及教学手段与传统教学相结合

借助学校发展网络教学平台的春风，不断完善材料学科实验教学平台，把实验过程做成视频，加强手机微课的建设，让学生能够利用现代的网络信息技术，提前生动有效地对实验进行预习，课堂上缺乏深入理解的知识，在课后通过网络平台进行巩固思考。将传统的教学方式与现代化科技手段相结合，充分发挥网络、手机及慕课等实验教学媒体的先进性、快捷性，激发学生的对实验知识的探索欲望，改善实验教学手段，增加先进性以及新颖性。采用新方法、新科技、新手段学生改善实践动手能力、创新能力的发展速度，提高21世纪高素质创新型人才的培养质量[6]。

（二）建设教学双师型人才队伍，促进专兼结合人才团队建设

发展的第一要素是人才，人才是科技进步的基石。实验人员作为实验教学的执行者，是提升实验室建设水平、完善实验教学的基础，排除实验队伍的改革是空谈。从实验教材的编写到实验内容以及实验方法的改革，每一个步骤都离不开实验教师的参与。因此，学校对现有实验人员不断加强培训，组织相关人员到实验教学改革进展较好的实验教学中心交流，学习别人优良经验，提升业务能力，鼓励教师参与科学研究。同时，以学助研，以研促学，随着社会的发展，企业的需求也在不断变化，为了更好地促进学生最新知识的学习，学院结合实际情况，通过加强学科带头人和双师型教师队伍建设，建设一支适应当前高等院校材料类专业发展要求的，专兼职结合的高水平实验人才团队。

（三）以研促学，加强实验室开放项目

为充分发挥学校科研、教学设备资源优势，提高实验室综合利用，改变实验教学思路，促进相关实验教学质量提升，学院根据实验室自身的条件，针对不同专业、不同层次学生的特点和需求，围绕培养学生的创新意识、实践操作和独立解决问题能力为目标，采取灵活多样的开放形式，提供丰富多彩的开放内容，逐步提高实验室开放的水平，最大限度地发挥材冶学院设备以及人员等资源的优势、提高实验室综合使用效率效率。

五、结语

實验教学是“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的重要部分，是办好高等教育、提高学生就业能力和创业能力的需要，是材料科学专业学生学习的重要组成部分和人才培养的重要环节，是学生理论知识巩固和延展的重要途径。

参考文献：

[1]熊小涛，孙建林，薛润东，贠冰，韩凌.材料学科实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理，2011，28（06）：265-267.

[2]黄继武，潘清林，徐国富，肖来荣.中南大学材料科学与工程实验教学的改革与创新[J].实验技术与管理，2011，28（06）：262-264+267.

[3]芦笙，王加友，袁爱华，吕秀芬，王宇，高玉华.材料科学与工程学科开放式创新实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2011，30（03）：299-302.

[4]崔敏，邓祥明.改革实验教学方式，培养工程实践能力[J].实验技术与管理，2001，（03）：118-120

[5]钟秦，王娟，陈迁乔，曲虹霞，马卫华.化工类专业三层次实践教学体系的研究与实践[J].实验技术与管理，2012，29（02）：4-7.

[6]张卓.构建实验教学手段创新体系 培养新世纪高素质创新人才[J].实验室研究与探索，2001，（05）：1-5.