張興華+牛牧野

摘要：針對高校新時期的人才培養(yǎng)問題，論述了材料實驗教學實行的一系列改革措施，改進材料學實驗教學模式，并引入現(xiàn)代教學管理手段，深入剖析了實驗室教學管理中存在的問題，探索如何發(fā)揮創(chuàng)新性實驗開設在培養(yǎng)學生實踐能力和科研創(chuàng)新能力方面的作用。通過充分發(fā)揮學生的主觀能動性，達到有效提高教學效果、學生實踐、創(chuàng)新能力等綜合素養(yǎng)培養(yǎng)的目的。

關鍵詞：實驗教學；材料學實驗；創(chuàng)新能力；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0108-02

一、引言

改革創(chuàng)新是一個國家乃至世界不斷進步的動力，一個國家的崛起和國力的上升，主要取決于民族的創(chuàng)新實踐能力的提高。高等教育是教育的重要組成部分，在培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力方面起著關鍵性的作用[1，2]。另外，“崇尚實踐”是我國培養(yǎng)人才的優(yōu)良傳統(tǒng)，同時也是當前培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑之一。衡量一所高校辦學的質(zhì)量好壞與成功與否，實驗教學舉足輕重，即學生的實驗動手能力至關重要。實驗教學在對學生能力培養(yǎng)方面起著理論教學不可替代的作用。它是培養(yǎng)學生實驗技能、應用能力和科學作風的重要環(huán)節(jié)[1]。從歷年嚴峻的就業(yè)形勢來看，那些具有較強動手實踐能力的學生往往能找到理想的工作。這表明高校應進一步加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，使學生能更好的適應社會需求。因此，本文以高校材料實驗教學為例，圍繞培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力這一目標，進行了幾方面的探索和分析，為今后實驗教學的改革提供一定的理論參考。

二、培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力

在課堂中學到的理論知識，都要通過實驗進行驗證。學生通過實驗教學可以對新的理論、新的知識、新的方法進行驗證，并對其深入理解，從而掌握新的技能，在原有認知的基礎上提升知識儲存量。實驗教師要通過學生在實驗中遇到的各種問題和現(xiàn)象與書本中的理論相結合，使學生能夠?qū)⒗碚撝R用到實踐中去。通過實驗教學使學生掌握利用實驗手段解決實際問題和復雜問題，從而使學生具備一定的實踐能力，在離開學校步入社會以后具備理論聯(lián)系實踐的能力，而不是只會紙上談兵的高學歷“書呆子”。

傳統(tǒng)模式的材料實驗教學，教師很大一部分時間花在了重復理論課的授課內(nèi)容，通過先講解、演示等教學方式將學生引入實驗主題，因此學生基本上是處于一種被動接受的狀態(tài)，學生很難通過實驗領悟相關的基礎知識，使實驗變得枯燥無味，很難激發(fā)學生的學習興趣[3，4]。因此，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和時間能力就要提高學生的學習興趣，引導學生動手和思考，在教師的精心引導下培養(yǎng)出學生的時間和創(chuàng)新能力。

1.培養(yǎng)學生的學習興趣和動力。興趣是學生入門的先導，也是激發(fā)和維持學生學習的動力。學生只有對實驗產(chǎn)生興趣他們的注意力、觀察力、想象力才能活躍起來。成功的引導使學生對學習內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚的興趣，是實驗教學的關鍵。教師可以通過設問和正確的引導來啟發(fā)學生實驗選題和探究的興趣。避免傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學方式，采用啟發(fā)式、案例式的教學模式。以學生為主，通過精心設計問題情境，引導學生按照對所做實驗的儀器、原理、現(xiàn)象或結論產(chǎn)生興趣或者好奇心。將授課內(nèi)容從介紹儀器的原理和結構轉(zhuǎn)向儀器設備在工程上的實際應用，從傳統(tǒng)教師演示性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生動手參與，動手分析數(shù)據(jù)，教師輔助指導的模式，調(diào)動學生學習的主觀能動性。實驗授課教學目標由以往的“以介紹儀器為中心”轉(zhuǎn)化到“如何運用儀器分析材料為中心”，以介紹儀器的原理和結構為輔，重點放在儀器的應用、樣品的制備以及數(shù)據(jù)的分析處理上。減少教師的演示性實驗，增加學生動手參與環(huán)節(jié)，設計綜合性實驗，要求學生結合所參與的創(chuàng)新性項目從樣品選擇、試樣制備、測試條件確定到測試數(shù)據(jù)分析以小組為單位獨立進行。

2.為部分優(yōu)秀學生提供創(chuàng)新平臺。實驗室應該為一些對實驗操作非常感興趣的優(yōu)秀學生提供一個學習和研究的平臺。在實驗教學中增加開放實驗，開放實驗是教學中的具體體現(xiàn)，有利于充分利用實驗室的空間和資源，有利于學生自主進行實驗安排，學生可以發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力去進行一些自主的實驗活動。這樣可以激發(fā)學生學習的主動性和積極性。教師在開放實驗的過程中可以給予學生適當?shù)闹笇Ш凸膭睿龑W生仔細觀察實驗現(xiàn)象，并對實驗過程中出現(xiàn)的問題進行深入思考，從而提出不同的設計思路和解決途徑。通過實驗過程中學生分析和解決問題的能力以及從中獲得的成就感，可以激發(fā)學生的求知欲和學習興趣。

三、實驗教學模式的改革與對策

實驗教學相對于理論教學改革而言難度較大，受限制因素很多，比如材料實驗中的金屬材料的制備、力學性能測試、X射線衍射實驗操作（XRD）、透射電鏡的制樣和檢測（TEM）等大型貴重儀器的操作，在試驗過程中會遇到儀器設備少、實驗用品用具管理難度大、實驗內(nèi)容涉及面廣、實驗過程中的試劑管理混亂等問題。針對實驗教學改革中遇到的問題，我們積極尋求一些解決辦法。

實驗室采取嚴格的操作管理制度。實驗教學改革過程中，因為一些綜合性、研究性和創(chuàng)新性強的實驗，需要學生在自由時間都可以在實驗室中開展實驗，這就給管理帶來了不便。如實驗室藥品擺放混亂、實驗室經(jīng)常出現(xiàn)不明成分廢液、隨意動用他人實驗材料、實驗儀器無使用記錄或試驗過程中無人看管等，這會為實驗室?guī)砹撕艽蟮陌踩[患。針對上述問題，我們實施門禁管理系統(tǒng)，將門禁系統(tǒng)與學生的校園卡關聯(lián)起來，只有培訓合格的學生才可以進入實驗室進行相關實驗操作，且系統(tǒng)會將學生進入實驗室的起始和結束時間進行記錄，每個實驗室都會有相應的監(jiān)控系統(tǒng)對學生進行監(jiān)控，在儀器使用實驗過程中如果有違規(guī)操作超過3次，將取消學生進入實驗室的授權，要從新培訓才可進入。該系統(tǒng)可以更好、更有效的對學生進行管理和鞭策，提高學生的自覺性，從而使得實驗室的管理和實驗有效順利的進行。

四、改善實驗室的軟件和硬件條件

1.提高實驗室的軟件條件。實驗室的軟件條件通常是指實驗教師自身的綜合素質(zhì)。在實驗教學過程中，教師的綜合素質(zhì)起著至關重要的作用。（1）實驗教師自己的理論知識必須及時更新，教師要掌握最新的科學前沿知識，不斷提高自身的科學素養(yǎng)。（2）實驗教師要注意培養(yǎng)學生自身的動手能力，注意引導學生的實驗興趣，使得學生對實驗操作產(chǎn)生興趣，培養(yǎng)學生自身的主觀能動性。（3）實驗教師要具有充分的耐心，尤其是對一些自卑心較重、動手能力較差的學生，要耐心指導，給予其充分的鼓勵，培養(yǎng)學生的自信心。（4）實驗教師要具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，實事求是，本著對試驗和學生負責的工作態(tài)度，要求學生保證數(shù)據(jù)的真實準確，切忌夾雜主觀因素，不允許學生出現(xiàn)隨意拼湊偽造數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

2.提高實驗室的硬件條件。隨著國家各種專項基金經(jīng)費的增加和對實驗室建設投入的重視，目前各高校實驗室建設和儀器購買經(jīng)費充足，因此材料學實驗的相關儀器設備的批量購買是深入和落實材料學實驗教學內(nèi)容改革的保障，同時也是研究型試驗和創(chuàng)新型實驗順利實施的保證。隨著實驗室儀器設備的增加，高校學生將會接觸到更多的新實驗技能、新的理念、新的技術方法，材料實驗室的管理和教學實驗平臺也將得到很大的改善和提高。

參考文獻：

[1]王京生.實驗教學改革的探討與創(chuàng)新[J].科技創(chuàng)新導報，2010，（14）：171.

[2]劉翠紅，陳秉巖，王建永.基于學生實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學改革[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（01）：151-152.

[3]胡子文，姚圣國.基礎化學實驗教學示范中心管理探討[J].實驗科學與技術，2010，8（2）：154-156.

[4]王莉賢，徐瑞云.創(chuàng)建培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才的“基礎化學實驗教學示范中心”[J].化學試劑，2009，31（12）：1043-1046.