构建新材料专业创新型人才实验技能培养体系

程宏英 魏杰 张钱丽

摘 要

针对21世纪高新技术的竞争和挑战，新材料专业对高等教育的目标是培养具有创新能力的专门人才，构建材料类创新型人才模式的点“spot”-线“line”-面“Surface”-“SLS”实验技能培养体系。从实验教学内容的精选、实验第二课堂的建立、实验制度的激励机制以及考核评价体系的完善等方面进行了探索。培养学生的创新思维和提高学生的实验技能，有利于创新型高素质人才模式的发展。

关键词

新材料;创新型人才;第二课堂;实验技能培养体系;

中图分类号：  G642.0                        文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.009

0 引言

面对21世纪高新技术的竞争和挑战，我国高等教育趋于国际化和现代化。社会对高等教育的目标是培养具有创新能力的专门人才，因此本科教育的目的不再是停留在掌握一项知识技能，而是注重对学生进行创新意识和实践能力的培养[1]。新材料专业更是一门以实验操作为主要内容的基础课程，因此，针对新材料创新型人才培养的高标准和高要求，高等教育工作者了开展一系列培养体系方面的研究[2-3]，以期促进高素质人才的培养。而实验技能是新材料创新能力的基础，也是高素质创新型必须具备的重要素质。因此对实验技能培养体系进行探索和构建，精选实验课程开设内容，充分利用实验第二课堂，形成“教、学、研互哺相育”的循环模式，构筑科学合理的实验制度[4]，完善评价体系[5]，对于培养新材料创新型人才具有极其重要的意义。

1 “SLS”实验技能培养的探索

新材料专业是以实验为基础和主要内容的课程，实验任课和科研指导老师以实验课堂为点（Spot），充分利用课堂的每一分钟，精细讲解每一个实验内容，从实验方法的选择，实验步骤的设计，实验过程的注意事项到实验结果的误差分析及讨论，引导学生去思考、分析和总结整个实验的成功与不足，以期后续课程中扬长避短，养成良好的实验学习方法。

高等本科院校多以四年为主要培养学习时间，因此，在整个学习过程中，以四年的实验学习为主线（Line），将每一个实验课堂内容贯穿在四年大学的学习主线中，随着知识点的不断积累，四年的学习主线在不断丰富的基础上，培养创新型人才的目标也会逐渐明朗和清晰化。

以二级学院举办的科技训练营、互联网+、挑战杯、各项实验技能和“双创”竞赛平台为面（Surface），鼓励学生多参加科研团队，定期总结科研成果，整理实验科学体系，丰富实验竞争和创新的经验，在参加各项挑战和竞争的同时，互相探讨实验技能的关键步骤，并积累心理承受压力，为创新型人才培养的目标实现质的飞跃。

在以上各个实验技能培养模式不断摸索的基础上，逐步形成了以点-线-面-“SLS”为主体的“基于创新能力培养的实验技能培养模式”，并在實践中不断探索和完善。

2 “SLS”实验教学模式的探索

（1）在教学内容上，精选基础性实验，增加综合性与研究性实验[6]

实验教学模式的探索以改革实验教学内容为核心。按实验性质和对学生培养标准的要求，将实验分为基础性实验、综合性实验和研究性实验。基础性实验：精选实验内容，强化基本实验技术的训练和基本实验知识的掌握。综合性实验：在基本实验技术掌握的基础上，着重培养学生对系统实验知识的综合运用能力。研究创新性实验：以新材料合成和性能研究为主，由指导老师带队，学生分组设计可行性实验方案并进行实验研究，讨论分析实验误差，最后撰写出完整的研究论文，着重培养学生的创新意识和科研能力。

对于低年级实验课程项目的设置，本着“基础-经典-精炼”的原则进行精选。例如在基础物理化学实验课程中，精选“热力学、动力学、电化学、表面化学和配位化学”的经典实验，其中综合性和研究性实验比例达到45%。《综合实验周（三）》课程中开设研究性实验比例达100%。尤其在“丙酮碘化反应速率方程的确定”实验项目中，学生运用所学的动力学基础知识，通过查阅文献、分组讨论等手段自己设计实验方案，选择实验方法，分析解决复杂反应中的反应参数。最后处理数据，误差讨论，形成一篇完整的实验小论文。

学生从大一至大四阶段，实验课程内容的难度和层次逐渐加深，呈现阶梯性模式，尤其新材料专业《综合实验》课程中，综合性、创新性实验比例达100%。

（2）在教学模式上，以开放实验室、科研班、互联网+、实验竞赛、挑战杯和双创等第二课堂为平台，形成“教、学、研互哺相育”的良性循环模式

在基础性实验开设的过程中，采用“启发式”教学模式。针对具体的实验项目，强调学生一定要懂得用量为什么是这么多，为什么选择这样的方法，如果有偏差，实验现象和结果会有什么不同。指导老师和学生在实验过程中，互相讨论，不断提问，通过反复思考，对实验原理和实验过程的理解更加深刻。

为加强科技创新教育，充分利用“科技创新训练营”、省级各类大学生化学化工实验竞赛、各大小挑战杯和创新创业大赛等第二课堂，培养新材料专业大学生基本知识的综合运用能力和科技创新能力，达到以赛促教、以赛促学、以学促研、以研促教的良性循环。发掘具有创新能力和国际视野的创新型精英人才，提升大学生在面临各类挑战时的竞争力。

3 “SLS”实验技能培养的制度保障

由于正常实验课堂时间毕竟有限，并且针对不同的专业，教学方案中设立的时间和实验项目数也不尽相同。通过采用启发式教学，大部分同学的学习兴趣得到了很大程度提高。在正常实验课程要结束的时候，仍有不少学生主动找到老师，要求继续进行实验课的学习，或者跟着相关专业的研究生同学和老师开展方向感兴趣的科研。

为了给大学生创新能力培养提供有力的制度保障，化学生物与材料工程学院实验中心制定了《开放实验室管理制度》、《实验室借用制度》和《大型仪器使用规范》等条例，为大学生主动走进实验室，进行各项能力的培训和创新能力的提高保驾护航。同时，化学生物与材料工程学院也制定了资助本科生参加各类学科竞赛、创新实践、创业竞赛和挑战杯等奖项的奖励制度。另外，在指导教师的评优评奖和职称评审中，注重考核教师对学生的创新创业指导和成效。对于鼓励大学生参加各类创新创业大赛起到了很好的激励作用。

4 “SLS”实验技能培养的评价考核体系

原有的实验考核方法一般是按照大纲要求进行，要么进行试卷考核，要么平时成绩取平均值为最终实验课程成绩。事实上这两种办法对于平时不认真实验，而只关注最后卷面考试，或者平时报告不单独完成而采取投机取巧的方式获得较高成绩的同学无法进行客观公正的考核。反之，对于那些平时认真思考实验原理，严谨进行操作，实验误差进行科学分析的同学来说是极其不公平的。因此，建立一套相对完整的、客观公正的评价体系对于实验课程本身而言是提高实验教学水平的保证。

学院设立了专项课题，研究改进考核方法，已初步形成了实验教学考核与评价体系。目前在成绩考核体系中，着重提高实验操作成绩的比例，这就要求课程指导老师在学生进行实验时，要不断地巡视教室，仔细观察学生实验操作情况，对于学生的操作错误和失误及时纠正和记录成绩，而不能仅仅关注最后的实验结果。另一方面对于不同类型的实验按不同的分值计算成绩。比如对于基础性实验、综合性实验和研究性实验可分别按照20%，40%，40%的比例算进最终的考核成绩。这样对于平时认真努力的学生来讲，公正公平的系數大大提高，也有利于提高学生的学习积极性。

5 结论

新材料专业实验技能培养点-线-面-“SLS”模式的摸索和构建，主要体现在实验教学内容方面的精选和衔接、充分利用实验第二课堂建立“教、学、研互哺相育”的良性循环模式、实验制度的激励机制以及考核评价体系的完善四个方面，为培养创新型人才的材料专业本科生奠定基础，同时也为培养适应社会主义现代化的高素质人才提供有益的思路。

参考文献

[1]李晓丹，李宁，周桂林，等.材料类应用型人才综合实验技能的培养研究与实践[J].广州化工，2016，44（9）：189-191.

[2]郭宇航，吕秀芬，任合，等.材料类本科应用型人才综合实验技能的培养模式探讨[J].中国科教创新导刊，2009（28）：43-43.

[3]金展鹏，蔡格梅，苏柳梅，等.论新材料与制造科学体系在高科技和产业化中的作用[J].中国科学（技术科学），2016，46（9）：877-893.

[4]李帅.实行实验室安全督查制度推进高校实验室安全管理[J].实验室研究与探索，2018，37（9）：339-342.

[5]王占红，徐凤广，张勇，等.《新材料表征技术》实验课程教学改革与实践，广州化工，2016，44（13）：205-207.

[6]邓贤兰，肖宜安，龙婉婉，等.植物学实验教学改革的探索与实践[J].井冈山学院学报，2009，145：134-135.