任俊鵬,龍福國,王莉霞，馬小云

(貴州師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院，貴州 貴陽 510018 )

材料科學(xué)與工程專業(yè)作為一門典型的工科專業(yè)，為培養(yǎng)具備材料設(shè)計、研發(fā)及分析檢測方面的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)為依托，培養(yǎng)具備實(shí)踐動手能力和分析問題，解決問題能力的典型應(yīng)用型人才。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在直觀、明了、生動的特點(diǎn)，易引起學(xué)生興趣及培養(yǎng)學(xué)生動手操作的能力，便于加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的鞏固，可以調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)實(shí)用型人才，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是理工科專業(yè)重要的教學(xué)手段。材料科學(xué)與工程專業(yè)作為工科的典型代表，實(shí)踐教學(xué)為培養(yǎng)創(chuàng)新型材料專業(yè)的人才提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，讓材料專業(yè)理論知識得以驗(yàn)證，是有效提高教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)高等教育深化改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合分析能力的有效途經(jīng)[1-3]。但是傳統(tǒng)教學(xué)模式中重理論，輕實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式仍然充斥著高等教育的教育體系中，同時，實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在老師自己講解，操作演示，學(xué)生走馬觀花觀看等諸多問題，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力低下，分析問題和解決問題的能力嚴(yán)重不足，已經(jīng)無法滿足新時期培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)用型人才的需要[4]。因此，在新時期人才培養(yǎng)的需求下，如何創(chuàng)新材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，改革和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系對新形勢下人才培養(yǎng)具有至關(guān)重要的作用。本文以材料科學(xué)專業(yè)核心專業(yè)課程-現(xiàn)代分析測試基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程為例，深入探討了材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的問題，并通過改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，建立新形勢下材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。

1 材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

目前，材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課在人才培養(yǎng)的新形勢下已經(jīng)有明顯的改善，但是重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象依然存在，而且在理論課下開設(shè)的實(shí)驗(yàn)，往往存在理論與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系不緊密，相關(guān)性不高的問題[5]?，F(xiàn)代分析檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)課是材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要實(shí)驗(yàn)課程，它主要介紹材料分析及表征通用的分析測試方法，目的是培育具備從事材料分析檢測方面的實(shí)用型人才，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。但由于本實(shí)驗(yàn)課程中所涉及的儀器，例如SEM(掃描電子顯微鏡)、TEM(透射電子顯微鏡)、SPM(掃描探針顯微鏡)、AFM(原子力顯微鏡)、XRD(X射線衍射儀)等，這些大型儀器設(shè)備的操作實(shí)驗(yàn)中，由于設(shè)備存在價格及精密度高的特點(diǎn)，仍然存在著老師自己講解，學(xué)生觀看的教學(xué)模式。學(xué)生完全沒有進(jìn)行設(shè)計實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，實(shí)驗(yàn)操作的能力顯著下降，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，實(shí)驗(yàn)過程也就變成"走馬觀花"似的敷衍教學(xué)[6]。因此，改革一種科學(xué)有效的材料分析測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有重要意義。

2 材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

2.1 理論與實(shí)際相結(jié)合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

材料分析檢測技術(shù)是分析材料性能、探究材料形貌、解決材料失效問題的重要手段。如何把材料的基本性能通過專業(yè)材料分析檢測儀器進(jìn)行表征，是每一個材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。但由于材料分析檢測的性能不盡相同，材料檢測所涉及的儀器種類繁多，如何選擇合適的檢測儀器配應(yīng)專業(yè)的檢測知識對材料性能進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，是材料分析檢測課程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。因此，在開設(shè)材料分析檢測試驗(yàn)教學(xué)時，應(yīng)該與理論知識課程相聯(lián)系，不能重理論、輕實(shí)踐的前提下，更不能割裂了理論與實(shí)踐的緊密聯(lián)系。只有在理論課程的指導(dǎo)下，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能更好選擇合適的檢測手段對材料性能進(jìn)行分析，提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)實(shí)用性的材料分析測試工程師。

2.2 綜合探究性實(shí)驗(yàn)代替單一講解性實(shí)驗(yàn)

受學(xué)校實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備的影響，一些高校在開展材料分析測試實(shí)驗(yàn)課時只能由老師單一講解，導(dǎo)致這門課缺乏趣味性，不能提高學(xué)生的興趣，不能達(dá)到預(yù)期的效果[7]。選用綜合探究性強(qiáng)和操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手操作能力。開展綜合實(shí)驗(yàn)就要改變老一套的教學(xué)模式，按部就班的實(shí)驗(yàn)步驟流程只會培養(yǎng)程序化的學(xué)生，嚴(yán)重影響學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力、獨(dú)立思考能力及科學(xué)創(chuàng)新性等方面存在諸多劣勢。因此，以綜合探究實(shí)驗(yàn)代替單一講解實(shí)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式，指引學(xué)生自己去分析問題，并尋找解決問題的方法。這樣既解決了難題，又培養(yǎng)了學(xué)生信息檢索的能力，同時，對材料的分析檢測性能有了更加深刻的了解。在綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，通過切入實(shí)際的教學(xué)模式，學(xué)生真正的深入實(shí)驗(yàn)解決問題，激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的領(lǐng)悟。

2.3 以解決問題為抓手，培養(yǎng)材料檢測實(shí)用型人才

材料分析檢測技術(shù)是用來分析與表征材料的性能，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識去分析和解決實(shí)際問題的重要途經(jīng)。為達(dá)到實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)實(shí)用型及創(chuàng)新型工科人才的目的，教師在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計時，應(yīng)注重理論與實(shí)際的聯(lián)系，綜合性項(xiàng)目代替單一演示性項(xiàng)目，讓學(xué)生在分析解決問題、解決問題的過程中掌握材料分析檢測的方法。例如，在進(jìn)行材料摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，用耐磨器件的具體失效樣品為依托，通過失效樣品成分分析，表面磨損形貌分析，磨損量分析等，綜合利用多種分析檢測手段，分析耐磨器件失效的原因，從而深刻直觀的掌握材料摩擦磨損性能檢測的手段及失效樣品的分析檢測全過程。這種用實(shí)際材料的性能檢測來代替單純儀器性能的講解方式能使學(xué)生在掌握材料分析測試技術(shù)的同時，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，真正為培養(yǎng)材料分析檢測方面的專業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在這樣的教學(xué)過程中，能逐步培養(yǎng)學(xué)生言必有據(jù)、思維縝密、思路清晰的良好思維習(xí)慣。

2.4 保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，延長教學(xué)學(xué)時

在目前的教學(xué)計劃中，理論課的數(shù)量和學(xué)時有所增加，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時被壓縮，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課由于課時的缺少而不得不淺顯的教學(xué)[8]。為了完成實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)課逐漸轉(zhuǎn)變成演示實(shí)驗(yàn)或簡單介紹，原本培養(yǎng)學(xué)生的動手能力的宗旨不能得到體現(xiàn)，學(xué)生所學(xué)知識得不到驗(yàn)證，也使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課教學(xué)產(chǎn)生敷衍的態(tài)度，更不用說培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。為了確保材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)延長實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時，將單一的演示或講解實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成綜合性探究實(shí)驗(yàn)，以保證實(shí)驗(yàn)課有充足的時間，確保學(xué)生在充足的時間里做到對材料完整的分析檢測，保證材料分析檢測實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量。改革后的教學(xué)模式比改革前的教學(xué)模式應(yīng)更注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，思維能力和科學(xué)創(chuàng)新能力。

2.5 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)成績評價方法

成績的評價有五個功能。第一，診斷和反饋功能，能很好的知道知識掌握程度并反饋出學(xué)生實(shí)際動手能力；第二，評定功能，評定學(xué)生的學(xué)習(xí)成績；第三，導(dǎo)向功能，能使學(xué)生知道自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；第四，激勵功能，鞭策和鼓勵學(xué)生認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)；第五，鑒別與選拔功能，了解學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的情況，更好的培養(yǎng)學(xué)生動手操作的能力?？茖W(xué)的成績評價體系是確保課程高質(zhì)量完成的保障，也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動力。為使實(shí)驗(yàn)成績評價能更加客觀真實(shí)的反應(yīng)出學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本知識和基本技能，是否能獨(dú)立解決材料分析檢測中遇到的問題，我們將實(shí)驗(yàn)成績評價分為四方面：一是理論知識指導(dǎo)下分析測試儀器的操作熟悉程度；二是分析和解決實(shí)際問題的能力；三是查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的能力；四是實(shí)驗(yàn)總結(jié)及實(shí)驗(yàn)知識遷移的能力。從這四個方面能很好的反應(yīng)學(xué)生實(shí)際操作能力和面對材料性能分析時能用所學(xué)知識解決問題的能力，從而對學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)化合理化的綜合評價。

3 結(jié)語

為培養(yǎng)新時期創(chuàng)新性及實(shí)用性的材料科學(xué)與工程專業(yè)的人才，材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新具有十分重要的意義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展不僅僅是提升學(xué)生動手實(shí)踐操作的能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生能運(yùn)用理論知識解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力，真正做到工程類專業(yè)培養(yǎng)實(shí)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。因此，通過對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不斷改革創(chuàng)新，以解決實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，理論教學(xué)配合實(shí)踐操作為依托，綜合實(shí)驗(yàn)代替單一演示和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為抓手，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時，建立合理評價體系，實(shí)現(xiàn)真正意義上的創(chuàng)新型工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。