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无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路

  【中图分类号】 G642
  
  我国的高等教育在20世纪末进行了大力改革,取得了令人瞩目的成绩。但是,由于长期形成的教学理念及经费等方面的原因,各类理工科专业在实验教学体系改革中成效不显著。尤其对于无机非金属材料这类实验学科,必须将实验教学体系的改革和整个教学体系的改革通盘考虑,同时将高校培养自主创新人才的目标与实验教学改革相结合,只有这样才能在新的教学计划中实现既定的人才培养目标,培养出基础雄厚、勤于思考、善于动手的新时代大学生。
  一、我校无机非金属材料专业现状
  1998年,国家教育部新颁布了普通高校本科专业目录,对原有专业设置和专业结构进行了调整,旨在拓宽专业口径,提高学生基本素质,以增强学生对社会主义市场经济和科学技术不断发展的适应性[1]。
  我校在新的专业目录中,无机非金属材料专业需要培养具备材料科学与工程方面的专业基础知识,掌握材料科学与工程领域的相关专业知识,能在无机材料、复合材料和纳米材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。无机非金属材料专业课程体系、教学内容和实验教学体系的制定都是围绕着这一目标,对于培养综合型人才,实验教学环节显得尤为重要。
  二、我校无机非金属材料专业实验教学体系中目前存在的主要问题
  1、实验教学的内容设置过于依赖理论课程。在传统教学理念中,实验教学一直被认为是理论课程教学的补充,忽视了实验教学作为课程主体的独立性;在传统教学方法中,往往只考虑实验教学内容与理论课程设置的一致性,而忽视了实验课程本身所具有的规律及特点。
  2、实验教学内容上,存在着“四多四少”:依赖于课程理论教学的验证性实验多,能发挥学生能动性、积极性的设计性实验少;经典的理论性实验多,有特色的、能反映学科最新研究动态和工程实践的实验少;孤立的单元性实验多,多学科内容复合的综合性实验少;老师讲解并演示指导操作的实验多,学生自主思考动手设计操作的实验少。
  3、教学方法上,缺乏创新,教学手段单一、方法古板。在大多数的实验课程中,教师将实验讲义准备的越来越详细,实验用具也准备的越来越具体。对于学生而言,只需要按照老师的讲义,“照方抓药”即可完成实验。这类实验进行的多了,学生便会对实验缺乏兴趣与主动性,进而导致忽视实验课程在教学过程中的作用。
  4、在其他方面,存在着实验设备陈旧;部分实验设备缺乏,不能满足每个实验组的要求,造成实验设备在实验教学时高负荷操作等问题。
  三、无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路
  实验教学体系的构建是否科学、合理,对能否培养出既掌握扎实理论知识,又具有动手实践能力的综合性人才有着重要的影响。结合国家的教育方针与政策、无机非金属专业的培养目标、社会对本专业的实际需求、学生对实验教学内容的建议及上文中提到的所存在的各种问题等,我们提出了我校无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路。
  A、实验教学体系构建的指导思想及原则:
  1、以创新能力、动手能力培养为实验教学的核心。从单纯的讲授知识、传授技能转变为培养学生自主创新能力;培养学生将课堂专业知识与实验技能相结合的能力;培养学生在实验中发现新现象,解释新现象的能力;培养学生动脑思考、独立设计实验并完成的能力。
  2、优化课程实验配置,积极压缩验证性实验,多开设综合性和设计性实验,大力发展开放性实验。开设能够反映本学科最新研究动态及工程实践方面的实验内容,增加学生自主设计性实验、多学科综合性实验及单方向深入研究性实验。
  3、提倡以学生为主体的意识,因材施教,注重学生个性的发展。改进教学方法,由以前的教师一包到底,转变到学生为主、教师辅导的形式,充分调动并发挥学生的主观能动性、积极性和创造性。
  4、以无机非金属材料的制备工艺、性能测试、结果分析为主线,构建与专业理论教学相平行的实验教学体系。两者之间既要做到相互独立、各自发展,又要做到互相补充,共同进步。充分体现实验在材料设计、研究、生产过程中的主导地位。
  5、在实验教学过程中,注意使用现代化教学手段,引入多媒体教学等内容;在实验教材的安排上,根据实验课程内容的调整,重新编制内容新颖的实验教材;在实验设备上,加大投资力度,尽可能满足学生对实验条件的要求。
  6、合理设置实验室,加强实验室与教研室之间的联系,建立健全的实验教学体制。加强对实验教师的培训,使其能充分调动学生对实验课程的学习积极性。
  B、实验教学体系的构建思路和具体方法
  遵循上述指导思想和原则,我们拟定了无机非金属材料专业实验教学体系的构建思路和具体方法。我校的无机非金属材料专业实验教学体系应该是一个“四种方式、三个阶段、两种综合、一个目标、以能力培养为核心并贯穿整个培养计划始终的实验课程体系。”
  1、“四种方式”是指学生在校期间的实验教学可以分为四种不同的方式。分别为:前期的公共性实验、中期的开放性实验和专业实验、后期的毕业论文实验。
  公共性实验是指学生在大一大二学习基础课程时,对本专业相关的基础实验内容的学习。这种方式有利于学生打下良好的实验基础,有利于其熟悉实验操作、实验手段,掌握最基本的操作技能,为进一步的专业学习及实验打下良好的基础。
  开放性实验和专业实验也非常重要,这是在学生学习专业知识的过程中进行的。我们一方面强化专业基础实验教学,提高教学时数,且单独设课,重要的是我们根据材料类专业的共同特点,建立了专业基础课的公共实验平台,即将专业基础实验构建为四类公共实验:材料合成与制备实验、材料成形与加工实验、材料结构与表征实验、材料性能测试实验;另一方面,我们针对无机非金属材料量多面广的特点,设立了各种设计性的专业实验,这些实验完整再现了一个具体材料的设计过程,而且多是教师们的科研课题,非常具有时效性、前沿性。
  这两种方式非常有利于学生进一步了解自己所学专业的内涵及发展前景,有利于形成和强化学生的专业思想,为日后的进一步学习或工作打下基础。
  毕业论文实验是对学生四年大学学习的一个总结,是理论知识和专业知识有效的结合。对于进一步考研深造的学生而言,可以尽早进入研究状态;对于工作的同学而言,也可使其更快的熟悉工作岗位。
  2、“三个阶段”是指学生在校期间的实验教学可分为三个阶段,并使其对应到上述的“四种方式”中。
  首先是前两年的理论学习及基础实验阶段。在这期间,学生需要掌握基础实验所需要的理论知识,如化学、物理及物理化学等;学会进行基本的实验操作,能够独立完成教师布置的实验任务。
  中期是指学生在大三学年接触专业知识之后,安排一定的与专业知识内容相关的学科前沿课题,或者工程实践课题等实验项目。从而使学生在理论上及实践上均对专业内容进行了解。这一阶段应该是学生锻炼实验能力的主要阶段。
  后期是指学生在大四阶段对专业知识深入了解之后,同时结合毕业论文环节,进一步查漏补缺,进而弥补自己在理论或实验技能上的不足。
  3、“两种综合”是指在实验教学体系中要做到实验课程内容综合化和教学方法综合化。
  实验课程内容综合化,是指在实验内容的安排上,尽量取消验证性实验,尽可能安排综合性和设计性实验,并注重体现专业特色。在条件允许的情况下,也可以选择跨专业的综合性实验安排。在实验内容的综合化方面,要根据不同的学生情况进行不同的安排。
  教学方法的综合化是指在实验教学的过程中,引入各种教学方式,如多媒体教学,演示教学、计算机模拟等。对于验证性、综合性实验等,采取传统的封闭式教学方法;对于设计性、研究性实验,则可以采取学生分组,自主讨论研究,方案自定、共同协作的开放式教学方法。
  4、“一个目标”即实验教学改革的唯一目标为培养具有丰富理论知识、具有自主创新思想和专业思想、拥有较强动手能力的新时代大学生,使学生在毕业后能顺利地进入研究或工作中。
  四、结束语
  在我们的改革思路中,充分考虑了本校以往实验教学中所存在的一些问题,并针对这些问题结合本校教学及学生的实际情况,提出了解决方案。
  作为一个以实验为基础的工科类学科,无机非金属材料专业的实验教学体系改革任务任重而道远。但教书育人的指导方针不能变,培养学生的工作目标不能变。改革的道路虽然崎岖,但我们要敢于提出思路并广泛采纳意见,为培养国家的新人才而努力!
  

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