王文一 張興祥 趙義平

摘要：針對(duì)復(fù)合材料與工程專業(yè)的特點(diǎn)，提出建立復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則，建立了新的復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，結(jié)合幾年來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，改革了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，并建立了新的考評(píng)方式。實(shí)踐表明改革增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)復(fù)合材料專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）09-0057-03

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是知識(shí)與能力、理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)活動(dòng)，是實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再認(rèn)識(shí)的過程。在本科專業(yè)教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅有利于學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)對(duì)提高學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、增?qiáng)探究意識(shí)和促進(jìn)創(chuàng)新能力都有著重要作用。

復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)是繼復(fù)合材料學(xué)、復(fù)合材料表面與界面、復(fù)合材料工藝與設(shè)備、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后的又一門重要的專業(yè)必修課。它是復(fù)合材料學(xué)、復(fù)合材料表面與界面、復(fù)合材料工藝與設(shè)備等專業(yè)課程的繼承與發(fā)展，通過復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生對(duì)以上專業(yè)課的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)一步理解和深化，同時(shí)也為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供方法實(shí)踐和理論指導(dǎo)。因此除了課堂教學(xué)外，復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)顯得尤為重要。復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)不僅可以使學(xué)生親身接觸該專業(yè)所涉及的具體工作過程，加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，而且從素質(zhì)培養(yǎng)來說，通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的實(shí)踐過程，可以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題和專業(yè)創(chuàng)新能力。我國的高等教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期以來普遍存在重理論、輕實(shí)驗(yàn)，重知識(shí)積累、輕能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按部就班地按照教材中實(shí)驗(yàn)步驟或提示進(jìn)行相關(guān)“實(shí)驗(yàn)探究”，學(xué)生可不必思考、分析，只需單純模仿、重復(fù)，“照方抓藥”，按圖索驥，就能完成實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)往往流于形式。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)被一種固定的模式所束縛，片面地強(qiáng)調(diào)共性發(fā)展而忽視個(gè)性發(fā)展，從學(xué)生培養(yǎng)角度講，實(shí)驗(yàn)的效果也僅僅只是加深對(duì)所學(xué)書本知識(shí)的理解和培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能而已。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的理性思考，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的培養(yǎng)。

一、實(shí)驗(yàn)體系建立原則

復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供方法理論和實(shí)踐指導(dǎo)。為了使學(xué)生真正掌握復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基本理論，結(jié)合本專業(yè)實(shí)驗(yàn)的特色和要求，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體系建設(shè)中應(yīng)遵循以下原則。

1.理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要遵循實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)相結(jié)合，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐驗(yàn)證理論。

2.體系完善的原則。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，實(shí)驗(yàn)知識(shí)的覆蓋面要寬，以保證實(shí)驗(yàn)知識(shí)的系統(tǒng)與完整。要精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)具有先進(jìn)性、典型性和規(guī)律性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高質(zhì)量。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)間先后安排上，要按照科學(xué)研究的方式方法進(jìn)行，循序漸進(jìn)。

3.提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰橹鞯脑瓌t。實(shí)驗(yàn)課要有利于強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，盡可能采用綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)要貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要讓學(xué)生明確培養(yǎng)目標(biāo)。要根據(jù)能力結(jié)構(gòu)和層次，有計(jì)劃地實(shí)施教學(xué)。

4.確立以素質(zhì)教育為核心的原則。能力培養(yǎng)為主線，應(yīng)變能力培養(yǎng)為關(guān)鍵，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合為途徑，與時(shí)俱進(jìn)的人才教育培養(yǎng)模式教學(xué)體系構(gòu)建中遵循的原則。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和模式

以問題為核心，創(chuàng)建校內(nèi)教師指導(dǎo)下，學(xué)生基于問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。通過有關(guān)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，以實(shí)驗(yàn)的具體問題為起點(diǎn)和核心，將學(xué)生要掌握的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能隱含在實(shí)驗(yàn)問題中，讓學(xué)生圍繞問題尋找信息和參考資料，提出實(shí)驗(yàn)方案，通過討論和實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)。使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的積極實(shí)踐者，教師是實(shí)驗(yàn)工作的組織者、指導(dǎo)者和促進(jìn)者。堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)和科研訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，建立以能力培養(yǎng)為核心，分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，涵蓋驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)課程的安排符合認(rèn)知規(guī)律。該教學(xué)體系強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐技能和培養(yǎng)創(chuàng)新精神構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，從而形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從接受知識(shí)型到綜合能力型的逐級(jí)提高的實(shí)驗(yàn)課程新體系。

1.專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)是要讓學(xué)生掌握復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本技能，培養(yǎng)獨(dú)立思考、解決實(shí)際問題的能力，加深對(duì)復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)基本原理和概念的認(rèn)識(shí)與理解，培養(yǎng)理論和實(shí)際相結(jié)合的良好作風(fēng)。將現(xiàn)有的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)課程予以重組和整合，以復(fù)合材料原材料、加工制備、性能檢測等實(shí)驗(yàn)基本技能和應(yīng)用技術(shù)培養(yǎng)方面的問題為核心，引導(dǎo)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，解決問題，培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)驗(yàn)類型上逐年顯著提高綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例，增加綜合性選做實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，而且內(nèi)容不斷改進(jìn)、充實(shí)、豐富和提高，給同學(xué)們提供更多的選擇和擴(kuò)展的余地。本著“以人為本，促進(jìn)個(gè)性發(fā)展”的原則，實(shí)施因材施教。在強(qiáng)調(diào)共性的基礎(chǔ)上突出學(xué)生的個(gè)性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，最大限度地發(fā)揮各個(gè)學(xué)生的潛能。突出辦學(xué)特色，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“專業(yè)性”和“特色化”培養(yǎng)；該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通過增加綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生的復(fù)合材料專業(yè)技能基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)，能夠引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.技能強(qiáng)化與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)。一種較高層次的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。是根據(jù)本院的教學(xué)和科研優(yōu)勢，針對(duì)學(xué)生各人的志趣而設(shè)立的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)題目來自于教師在科研和教改項(xiàng)目以及學(xué)生自主立項(xiàng)課題上，選擇優(yōu)秀的高年級(jí)學(xué)生到科研實(shí)驗(yàn)室，直接參與科學(xué)研究，實(shí)地參與科研實(shí)踐，學(xué)生自愿組合，自由選題，在教師的指導(dǎo)下，直接參加科研項(xiàng)目，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、研究、總結(jié)和報(bào)告。使學(xué)生受到科研的全程訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和科學(xué)研究能力。陶冶精神，提高素質(zhì)。該平臺(tái)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，真正起到教書育人的目的。為復(fù)合材料領(lǐng)域培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才。

三、學(xué)生動(dòng)手方式不同平臺(tái)存在差異

在專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，加深對(duì)復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)基本原理和概念的認(rèn)識(shí)與理解，培養(yǎng)理論和實(shí)際相結(jié)合的良好作風(fēng)。讓學(xué)生圍繞問題尋找信息和參考資料，提出實(shí)驗(yàn)方案，通過討論和實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)。這些實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)方法比較傳統(tǒng)和常見，學(xué)生通過一般的教學(xué)書籍便可以完成。期間允許學(xué)生的配方設(shè)計(jì)不合理，鼓勵(lì)學(xué)生找出原因，重新設(shè)計(jì)；工藝不合理，幫助學(xué)生分析問題。這樣不同組別、不同學(xué)生做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差顯著，給學(xué)生留下思考的空間。

技能強(qiáng)化與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)是更高能力的培養(yǎng)，以教師的科研項(xiàng)目或者學(xué)生自立項(xiàng)目為依托，鍛煉學(xué)生真正解決實(shí)際問題的能力。在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生直接參加科研項(xiàng)目，直接負(fù)責(zé)科研中的某些內(nèi)容，并且要參與整個(gè)科研內(nèi)容的討論。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)閱讀科技文獻(xiàn)、學(xué)會(huì)科學(xué)的研究思路和方法，實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和報(bào)告，真正將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用的科研活動(dòng)中。這樣學(xué)生實(shí)驗(yàn)成就感很強(qiáng)、積極性非常高，無形中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和科學(xué)研究能力以及團(tuán)隊(duì)的合作精神。

四、新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使考核更加合理

目前，復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定絕大多只是基于實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)報(bào)告不僅同組別學(xué)生基本相同，甚至不同組別的報(bào)告內(nèi)容也基本相同，更有甚者實(shí)驗(yàn)報(bào)告完全是抄襲其他同學(xué)的。還有一種現(xiàn)象是有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)還沒有進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)報(bào)告依然完成。這樣評(píng)定成績很顯然無法表現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力，更不能體現(xiàn)學(xué)生之間的實(shí)踐能力差異。這一現(xiàn)象還會(huì)挫傷很多學(xué)生的積極性，會(huì)有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)做得好不好，甚至做不做都無所謂，只要實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫得好就可以獲得高分。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的積極性和興趣下降，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果始終不理想。而上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)因每一小組實(shí)驗(yàn)方案不完全同，最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也會(huì)有所不同，這就避免了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的雷同現(xiàn)象，有利于公平、準(zhǔn)確地評(píng)定成績。并且實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)定除了考核具體的諸如實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否準(zhǔn)確外，重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)的思考與討論，因?yàn)檫@部分最能體現(xiàn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，體現(xiàn)學(xué)生分析和解決問題的能力。在技能強(qiáng)化與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)上，由于所進(jìn)行的科研內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)完全不同，總結(jié)和報(bào)告中更不會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，并且由于學(xué)生的努力會(huì)長成果中體現(xiàn)，更加調(diào)動(dòng)的學(xué)生的積極性和創(chuàng)新欲望。

通過對(duì)我校復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立進(jìn)行了初步探索，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的進(jìn)行了改革和細(xì)化，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力上顯現(xiàn)了一定的效果。但教學(xué)改革，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革不會(huì)簡單的一蹴而就，它需要結(jié)合自身專業(yè)特點(diǎn)和本領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展不斷的進(jìn)行改進(jìn)和完善。目的是培養(yǎng)出符合領(lǐng)域需求的多層次、高素質(zhì)、全面發(fā)展的科學(xué)研究或工程技術(shù)人才。

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基金項(xiàng)目：天津市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題高等教育青年專項(xiàng)課題：復(fù)合材料專業(yè)方向本科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐——教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新（HEYP6001）

作者簡介：王文一（1978-），副教授，碩士生導(dǎo)師，復(fù)合材料系系主任。