科學發(fā)展的歷史是“科學問題”的發(fā)展史，體現(xiàn)科學研究的意義和科學研究的方向。人類文明進步的推動因素在于專業(yè)技術的進步。第一屆世界高等教育大會提出了21世紀高等教育改革與發(fā)展“針對性、質(zhì)量和國際化”的口號。這就要求高等院校不斷深化教學改革，培養(yǎng)符合21世紀需要的人才?？鬃釉缭趦汕Ф嗄昵熬吞岢鰧W思結合、因材施教、循循善誘、教學相長等教學思想和方法。在我國，大學課堂的教學方法還比較單一，基本上還是傳統(tǒng)的灌輸式教學方式，體現(xiàn)著“過去這么講，現(xiàn)在這么講，將來可能還這么講”的教學模式。尤其是體現(xiàn)在實驗教學中，盡管很多高校都在實驗中設置了驗證性實驗、綜合實驗、自行設計實驗等多種類型，但學生還是沒有脫離照方抓藥的傳統(tǒng)模式。這種學生被動接受知識的教學方式很難有效調(diào)動學生學習的主動性和積極性。特別是學生在實驗課堂上很少有互相交流、獨立思考、自行探索的機會，這對培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力是非常不利的。2007年我國啟動和實施了“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”，國內(nèi)大學紛紛制定具體實施方案，加大教學投入，強化教學管理，深化教學改革。就大學教學改革而言，大學創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制和改革教學內(nèi)容、方法、手段，對于解決經(jīng)濟社會發(fā)展對高質(zhì)量多樣化人才需要與教育培養(yǎng)能力不足這一矛盾，有著極其重要的意義[1]。研究型教學課堂具有研究性、給學生高度的自主性、教育性和挑戰(zhàn)性的特點[2]。也體現(xiàn)了個性化教育立足“生本”教育、基于和諧教育、突出自我教育、體現(xiàn)滲透式教育的思想。是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實現(xiàn)教育公平的必然要求[3]。研究性人才培養(yǎng)模式具有突出學生在教學中的主體地位，突出研究在教學中的重要作用，突出知識、能力、素質(zhì)三維度的三個教學目標基本特征[4]。前文在問題創(chuàng)設原則方面進行了論述[5]，本文結合材料化學專業(yè)實驗的知識領域內(nèi)容和知識體系特點，采用知識領域邏輯關系研究問題創(chuàng)設教學法進行材料化學專業(yè)實驗課程教學活動，收到較好教學效果。

一、研究性問題創(chuàng)設的原則

知識是前人經(jīng)過若干年的實踐經(jīng)驗總結并且經(jīng)過科學工作者多次驗證是正確的結果。當這些知識形成教材內(nèi)容時，其知識性、科學性、邏輯性、規(guī)范性當然也是無數(shù)次的歸納、總結、推敲的結果。傳統(tǒng)的灌入式、 注入式教育模式就是按照教材的章節(jié)次序照本宣科、人云亦云。知識從教師到學生變成了單向流動。事實上，即使是書本上的知識，對于學生而言，也是新的或未知的知識領域。用恰當?shù)乃悸芬龑W生由已知世界進入未知世界，當然是課程教學的第一藝術特色。

（一）引導性

創(chuàng)設問題的第一原則就是應該具有引導性，引導的目的是利用這些問題指引學生進行有目的、有規(guī)劃、有條理、有針對性的預習、聽課和復習。引導性問題可以更好地吸引學生， 讓他們積極地參與到探究、發(fā)現(xiàn)等學習活動中來， 進而深入理解重要的內(nèi)容和觀點。引導性問題還可以把孤立、分散的教學活動聯(lián)系起來， 有利于把學生引向深層次的理解[6]。培養(yǎng)學生自主學習能力、歸納總結能力、知識邏輯關系認知能力和知識應用創(chuàng)新能力。所提出的問題應該能夠指導學生首先完成相關教材內(nèi)容的閱讀，從中找出知識的關鍵點、所能解決的問題、知識領域的邏輯關系、基本知識和原理的實際應用。

（二）涵蓋性

任何研究都是從問題開始的，而問題的提出需要滿足某種訴求。只有問題提出有效，能夠吸引并指導學生達到“曲徑通幽”，才是成功的問題設計。教材，通常是按照基本概念、基本知識和原理、概念和原理應用的層次關系來編寫。因此，所創(chuàng)設的問題要能夠涵蓋基本概念、知識和原理。最重要的是所創(chuàng)設的問題應該體現(xiàn)一條知識主線，這條主線體現(xiàn)出章節(jié)知識的完整性。而對于實驗課程，諸多問題是原理和方法的有機結合，同時也是探索未知領域的有效引導。教師所創(chuàng)設的問題不但能夠涵蓋實驗中的內(nèi)容，更重要的是涵蓋學生進行創(chuàng)新研究所涉及的未知領域。此時的實驗報告不再是傳統(tǒng)意義上的照搬，而是一個研究報告，因而也就不再千篇一律。

（三）針對性

知識邏輯關系教學法，教師不是把現(xiàn)成知識與結果直接呈現(xiàn)給學生，而是有針對性地選擇探究主題、設置問題，引導學生發(fā)揮主動性，讓他們自主地分析、解決問題，并且激發(fā)學生不斷探索未知知識領域的激情與動力[7]。教材的編寫是有層次的，知識點是有邏輯關系的，而教材的層次與知識的邏輯并不是等同的。這就要求在學習、總結知識的基本概念、基本原理的前提下，更加深入地掌握知識的內(nèi)在邏輯關系，形成學科知識的三維結構體系，知識才會在學生的頭腦中變成生動的、有立體感的、有邏輯關系的內(nèi)容。在實驗過程中，學生才能通過自己的研究，把握相關領域內(nèi)容的基本原理、研究方法、研究思路。

（四）邏輯性

實驗課堂絕不是簡單的重復。培養(yǎng)具有獨立解決實際問題的工作能力和創(chuàng)新能力才是根本目標。知識領域邏輯表現(xiàn)的是知識體系內(nèi)在規(guī)律的銜接[8]。所以，問題的創(chuàng)設要體現(xiàn)出知識體系的邏輯關系，方可使知識在學生的頭腦中生動而又立體，形成根系發(fā)達、枝干粗壯、枝繁葉茂的知識樹。

二、教師的作用

教師不總是學生的向導，同時也應該是學生的助手。教師在設計實驗教學內(nèi)容、教學組織形式的同時，對學生合作研究、探究式研究方式進行設計，讓學生能夠分工協(xié)作，集體探討，共同解決一些疑難，發(fā)揮集體智慧，培養(yǎng)團隊精神，使實驗課堂更多地變成師生共同探究知識、協(xié)作開展學習的場所。體現(xiàn)我國著名高等教育學家潘懋元和李秉德強調(diào)的作為一名高等學校教師應該起到的“教學過程的主導、教育研究的主體和教學改革的主力”的相互聯(lián)系、相互促進的三大作用[9-10]。

（一）發(fā)揮教師的主導作用

教學的本質(zhì)在于通過師生互動，使受教者自我覺悟。取代教師絕對權威角色的是合作、民主的師生關系[11]。教師的主導作用體現(xiàn)在教師要凝練教學內(nèi)容，科學設計問題，把握問題的深度和廣度，構成完整的知識體系，所設計的問題要符合學生認知規(guī)律，具備合適的知識梯度，體現(xiàn)對學生能力的培養(yǎng)。教師必須具備轉變觀念的素質(zhì)、發(fā)現(xiàn)問題的素質(zhì)、創(chuàng)設情境的素質(zhì)、引導發(fā)現(xiàn)的素質(zhì)、研究實踐素質(zhì)和科學評價的素質(zhì)[12]。在教師和學生的共同學習過程中，逐步探究知識主題，激發(fā)學生的學習意愿，讓他們不斷研究、實踐， 最后發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)。當然，教師還要引導學生反思學習過程，根據(jù)反饋和自我評估的信息，更深入地挖掘知識理論及其邏輯關系的核心觀念。實踐課堂尤其如此。

（二）重視學生的主體作用

“魚”與“漁”的關系論由來已久，教學方式的采用其目的都應是調(diào)動學生學習的主動性，激發(fā)學生的興趣和好奇心，鼓勵學生積極參與研究過程。參與性是大學教學的基本原則。教師以學生為主體，積極營造主動探究的氛圍，激發(fā)學生實踐的內(nèi)在動機，啟發(fā)他們的興趣和對未知領域的好奇心，經(jīng)過思維的整理加工、實踐探索，成為自己的東西。在對知識的研究中有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所建樹，提出新的概念、范疇、體系、命題和觀點，拓展了已有研究對象的范圍，帶動知識的認知達到新高度。

三、研究性教學的實踐策略

材料化學是從化學的角度研究材料的組成、結構、性質(zhì)、制備、表征、設計與應用的一門科學。它是在學科的生長和發(fā)展的相互交叉和相互滲透中，由基礎學科化學直接介入材料科學而形成的新興學科，它既是材料科學的一個重要分支，又是化學學科的一個組成部分，具有明顯的交叉學科、邊緣學科的性質(zhì)。目前在我國，開設材料化學專業(yè)的高等院校已超過百所，多數(shù)的985及211院校均設有材料化學及相關學科專業(yè)。隨著材料科學和化學科學領域的不斷進展，作為新興學科的材料化學發(fā)展日新月異。從材料角度講，材料化學涵蓋功能材料所涉及的納米材料、光學材料、磁性材料、電學材料、聲學材料、陶瓷材料、半導體材料、高分子材料等多個學科領域。材料化學以培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料化學相關基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及其相關的領域從事研究、教學、科技開發(fā)及相關管理工作的材料化學高級專門人才為目標。因而，材料化學專業(yè)實驗課程應以材料化學專業(yè)主干課程材料科學基礎、固體化學、材料化學、功能材料、材料制備技術、材料近代分析測試方法等為基礎，實現(xiàn)具有基礎性強、涉及面廣泛、內(nèi)容新穎、涉及科學研究最新前沿、綜合性強、體現(xiàn)學生設計實驗和在實驗中鍛煉培養(yǎng)科學研究能力等特點，并在基礎知識和能力培養(yǎng)方面更加注重學生對物質(zhì)微觀結構和性能的解析認識，使學生在完成基礎理論學習的前提下，材料的制備方法、性能分析測試手段等能力也得到培養(yǎng)和訓練。在完成材料化學專業(yè)實驗研究性教學工作方面，筆者與學生主要共同進行如下幾方面的工作。以“介孔ZrO2的合成及四方晶相穩(wěn)定性能”實驗（參見《材料化學專業(yè)實驗》教材，董國君主編，化學工業(yè)出版社，2013年）為例。

（一）實驗準備

實驗的準備階段不是學生的簡單預習，而是在學生預習的基礎上，教師講解ZrO2的晶相結構、X射線衍射（XRD）對體相晶相的表征以及拉曼（Raman）光譜對表面晶相的表征原理及結果、金屬離子對四方相ZrO2結構的穩(wěn)定作用、表面活性劑及表面活性劑助劑對介孔材料結構的調(diào)節(jié)作用以及實驗方法。尤其要指出的是，要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和研究興趣，此時問題的提出是高質(zhì)量完成整個實驗的關鍵所在和引導。實踐過程中，針對本實驗所提出的問題及其目的、開展研究工作內(nèi)容見表1。

表1 ?材料化學專業(yè)實驗課程設定問題及其目的和內(nèi)容

進行上述問題分析及指導，學生的實驗活動及研究工作便成為有目的的、有內(nèi)容的、體現(xiàn)學生思想的、且真正培養(yǎng)學生獨立思考能力的過程。

（二）實驗研究過程

既然我們已經(jīng)獲得了實驗研究的目的和研究問題，實驗便可在一定的、可設計的思路指導下，按照所設計的流程進行深入研究。學生的研究內(nèi)容、實驗方法、表征測試手段等是互不相同的，但總體上都是圍繞著實驗的目的和宗旨進行的。實驗研究及內(nèi)容總結的流程可用圖1表示。

圖1 ?研究性實驗研究流程圖

（三）創(chuàng)新研究

這里所說的創(chuàng)新研究是學生根據(jù)自己所設定的研究問題，擬定的研究方法、研究方案、研究步驟進行規(guī)范實驗研究的過程。在這個過程中，學生自然會對介孔ZrO2的制備工藝、結構和性能的影響因素等逐一進行討論，并且通過自己的實驗獲得最直觀真實的實驗結果。研究過程中，學生一定會發(fā)現(xiàn)大量書本上沒有的、事先沒有想到的新問題，同時學生也一定會不斷修正自己的研究思路和研究方法，使研究工作趨于完善。同時，這樣的研究是富有啟發(fā)意義和建設性的，擺脫了傳統(tǒng)的照方抓藥模式，開闊了學生的視野，有助于他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（四）研究總結

研究總結不是簡單的描述實驗過程和結果，而是學生必須學會并掌握相當大量的數(shù)據(jù)解析和處理手段，并根據(jù)自己的研究結果，分析獲得研究結果和結論。這個結果和結論是學生在一定的指導思想下獨立設計并通過實驗研究所完成的。因而，實驗研究報告不再是簡單的照搬照抄，而是真正論文性質(zhì)的研究報告。在這個研究過程中，學生的感觸一定是充實而富有成就感的。

采用研究性實驗教學方法不但有效避免傳統(tǒng)實驗課程模式所帶來的內(nèi)容枯燥、照搬照抄、千篇一律、學無所得的弊端，而且具有知識條理清晰、啟發(fā)和調(diào)動學生學習主動性、便于建立知識整體性和培養(yǎng)學生獨立設計研究內(nèi)容及創(chuàng)新能力的特點。

參考文獻：

[1]鐘勇為.大學教學改革方法論探究[J].國家教育行政學院學報，2012，（1）.

[2]別敦榮.大學教學方法創(chuàng)新與提高高等教育質(zhì)量[J].清華大學教育研究，2009，（4）.

[3]劉獻君.高等學校個性化教育探索[J].高等教育研究，2011，（3）.

[4]劉智運.創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式和實施要點[J].中國大學教學，2011，（1）.

[5]董國君，譚淑媛，張曉紅.研究型教學方法中的問題創(chuàng)設[J].化工高等教育，2009，（3）.

[6]何曄，盛群力.為促進理解而教——掌握逆向設計[J].高校教育管理，2007，（2）.

[7]林海等.大學研究型教學的理論與實踐探索[J].北京科技大學學報：社會科學版，2013，（1）.

[8]張安富.改革教學方法 探索研究型教學[J].中國大學教學，2012，（1）.

[9]黎琳.潘懋元先生的教師作用論[J].高等教育研究學報，2000，（1）.

[10]李穎.李秉德先生的大學教師作用觀[J].長春工業(yè)大?學學報：高教研究版，2012，（2）.

[11]李紅.研究型教學視野下教師角色思考[J].教師教育?研究，2007，（1）.

[12]賀定修.高校實施研究型教學教師應具備的素質(zhì)[J].?教育探索，2004，（6）.

（二）重視學生的主體作用

“魚”與“漁”的關系論由來已久，教學方式的采用其目的都應是調(diào)動學生學習的主動性，激發(fā)學生的興趣和好奇心，鼓勵學生積極參與研究過程。參與性是大學教學的基本原則。教師以學生為主體，積極營造主動探究的氛圍，激發(fā)學生實踐的內(nèi)在動機，啟發(fā)他們的興趣和對未知領域的好奇心，經(jīng)過思維的整理加工、實踐探索，成為自己的東西。在對知識的研究中有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所建樹，提出新的概念、范疇、體系、命題和觀點，拓展了已有研究對象的范圍，帶動知識的認知達到新高度。

三、研究性教學的實踐策略

材料化學是從化學的角度研究材料的組成、結構、性質(zhì)、制備、表征、設計與應用的一門科學。它是在學科的生長和發(fā)展的相互交叉和相互滲透中，由基礎學科化學直接介入材料科學而形成的新興學科，它既是材料科學的一個重要分支，又是化學學科的一個組成部分，具有明顯的交叉學科、邊緣學科的性質(zhì)。目前在我國，開設材料化學專業(yè)的高等院校已超過百所，多數(shù)的985及211院校均設有材料化學及相關學科專業(yè)。隨著材料科學和化學科學領域的不斷進展，作為新興學科的材料化學發(fā)展日新月異。從材料角度講，材料化學涵蓋功能材料所涉及的納米材料、光學材料、磁性材料、電學材料、聲學材料、陶瓷材料、半導體材料、高分子材料等多個學科領域。材料化學以培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料化學相關基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及其相關的領域從事研究、教學、科技開發(fā)及相關管理工作的材料化學高級專門人才為目標。因而，材料化學專業(yè)實驗課程應以材料化學專業(yè)主干課程材料科學基礎、固體化學、材料化學、功能材料、材料制備技術、材料近代分析測試方法等為基礎，實現(xiàn)具有基礎性強、涉及面廣泛、內(nèi)容新穎、涉及科學研究最新前沿、綜合性強、體現(xiàn)學生設計實驗和在實驗中鍛煉培養(yǎng)科學研究能力等特點，并在基礎知識和能力培養(yǎng)方面更加注重學生對物質(zhì)微觀結構和性能的解析認識，使學生在完成基礎理論學習的前提下，材料的制備方法、性能分析測試手段等能力也得到培養(yǎng)和訓練。在完成材料化學專業(yè)實驗研究性教學工作方面，筆者與學生主要共同進行如下幾方面的工作。以“介孔ZrO2的合成及四方晶相穩(wěn)定性能”實驗（參見《材料化學專業(yè)實驗》教材，董國君主編，化學工業(yè)出版社，2013年）為例。

（一）實驗準備

實驗的準備階段不是學生的簡單預習，而是在學生預習的基礎上，教師講解ZrO2的晶相結構、X射線衍射（XRD）對體相晶相的表征以及拉曼（Raman）光譜對表面晶相的表征原理及結果、金屬離子對四方相ZrO2結構的穩(wěn)定作用、表面活性劑及表面活性劑助劑對介孔材料結構的調(diào)節(jié)作用以及實驗方法。尤其要指出的是，要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和研究興趣，此時問題的提出是高質(zhì)量完成整個實驗的關鍵所在和引導。實踐過程中，針對本實驗所提出的問題及其目的、開展研究工作內(nèi)容見表1。

表1 ?材料化學專業(yè)實驗課程設定問題及其目的和內(nèi)容

進行上述問題分析及指導，學生的實驗活動及研究工作便成為有目的的、有內(nèi)容的、體現(xiàn)學生思想的、且真正培養(yǎng)學生獨立思考能力的過程。

（二）實驗研究過程

既然我們已經(jīng)獲得了實驗研究的目的和研究問題，實驗便可在一定的、可設計的思路指導下，按照所設計的流程進行深入研究。學生的研究內(nèi)容、實驗方法、表征測試手段等是互不相同的，但總體上都是圍繞著實驗的目的和宗旨進行的。實驗研究及內(nèi)容總結的流程可用圖1表示。

圖1 ?研究性實驗研究流程圖

（三）創(chuàng)新研究

這里所說的創(chuàng)新研究是學生根據(jù)自己所設定的研究問題，擬定的研究方法、研究方案、研究步驟進行規(guī)范實驗研究的過程。在這個過程中，學生自然會對介孔ZrO2的制備工藝、結構和性能的影響因素等逐一進行討論，并且通過自己的實驗獲得最直觀真實的實驗結果。研究過程中，學生一定會發(fā)現(xiàn)大量書本上沒有的、事先沒有想到的新問題，同時學生也一定會不斷修正自己的研究思路和研究方法，使研究工作趨于完善。同時，這樣的研究是富有啟發(fā)意義和建設性的，擺脫了傳統(tǒng)的照方抓藥模式，開闊了學生的視野，有助于他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（四）研究總結

研究總結不是簡單的描述實驗過程和結果，而是學生必須學會并掌握相當大量的數(shù)據(jù)解析和處理手段，并根據(jù)自己的研究結果，分析獲得研究結果和結論。這個結果和結論是學生在一定的指導思想下獨立設計并通過實驗研究所完成的。因而，實驗研究報告不再是簡單的照搬照抄，而是真正論文性質(zhì)的研究報告。在這個研究過程中，學生的感觸一定是充實而富有成就感的。

采用研究性實驗教學方法不但有效避免傳統(tǒng)實驗課程模式所帶來的內(nèi)容枯燥、照搬照抄、千篇一律、學無所得的弊端，而且具有知識條理清晰、啟發(fā)和調(diào)動學生學習主動性、便于建立知識整體性和培養(yǎng)學生獨立設計研究內(nèi)容及創(chuàng)新能力的特點。

參考文獻：

[1]鐘勇為.大學教學改革方法論探究[J].國家教育行政學院學報，2012，（1）.

[2]別敦榮.大學教學方法創(chuàng)新與提高高等教育質(zhì)量[J].清華大學教育研究，2009，（4）.

[3]劉獻君.高等學校個性化教育探索[J].高等教育研究，2011，（3）.

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[5]董國君，譚淑媛，張曉紅.研究型教學方法中的問題創(chuàng)設[J].化工高等教育，2009，（3）.

[6]何曄，盛群力.為促進理解而教——掌握逆向設計[J].高校教育管理，2007，（2）.

[7]林海等.大學研究型教學的理論與實踐探索[J].北京科技大學學報：社會科學版，2013，（1）.

[8]張安富.改革教學方法 探索研究型教學[J].中國大學教學，2012，（1）.

[9]黎琳.潘懋元先生的教師作用論[J].高等教育研究學報，2000，（1）.

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[11]李紅.研究型教學視野下教師角色思考[J].教師教育?研究，2007，（1）.

[12]賀定修.高校實施研究型教學教師應具備的素質(zhì)[J].?教育探索，2004，（6）.

（二）重視學生的主體作用

“魚”與“漁”的關系論由來已久，教學方式的采用其目的都應是調(diào)動學生學習的主動性，激發(fā)學生的興趣和好奇心，鼓勵學生積極參與研究過程。參與性是大學教學的基本原則。教師以學生為主體，積極營造主動探究的氛圍，激發(fā)學生實踐的內(nèi)在動機，啟發(fā)他們的興趣和對未知領域的好奇心，經(jīng)過思維的整理加工、實踐探索，成為自己的東西。在對知識的研究中有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所建樹，提出新的概念、范疇、體系、命題和觀點，拓展了已有研究對象的范圍，帶動知識的認知達到新高度。

三、研究性教學的實踐策略

材料化學是從化學的角度研究材料的組成、結構、性質(zhì)、制備、表征、設計與應用的一門科學。它是在學科的生長和發(fā)展的相互交叉和相互滲透中，由基礎學科化學直接介入材料科學而形成的新興學科，它既是材料科學的一個重要分支，又是化學學科的一個組成部分，具有明顯的交叉學科、邊緣學科的性質(zhì)。目前在我國，開設材料化學專業(yè)的高等院校已超過百所，多數(shù)的985及211院校均設有材料化學及相關學科專業(yè)。隨著材料科學和化學科學領域的不斷進展，作為新興學科的材料化學發(fā)展日新月異。從材料角度講，材料化學涵蓋功能材料所涉及的納米材料、光學材料、磁性材料、電學材料、聲學材料、陶瓷材料、半導體材料、高分子材料等多個學科領域。材料化學以培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料化學相關基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及其相關的領域從事研究、教學、科技開發(fā)及相關管理工作的材料化學高級專門人才為目標。因而，材料化學專業(yè)實驗課程應以材料化學專業(yè)主干課程材料科學基礎、固體化學、材料化學、功能材料、材料制備技術、材料近代分析測試方法等為基礎，實現(xiàn)具有基礎性強、涉及面廣泛、內(nèi)容新穎、涉及科學研究最新前沿、綜合性強、體現(xiàn)學生設計實驗和在實驗中鍛煉培養(yǎng)科學研究能力等特點，并在基礎知識和能力培養(yǎng)方面更加注重學生對物質(zhì)微觀結構和性能的解析認識，使學生在完成基礎理論學習的前提下，材料的制備方法、性能分析測試手段等能力也得到培養(yǎng)和訓練。在完成材料化學專業(yè)實驗研究性教學工作方面，筆者與學生主要共同進行如下幾方面的工作。以“介孔ZrO2的合成及四方晶相穩(wěn)定性能”實驗（參見《材料化學專業(yè)實驗》教材，董國君主編，化學工業(yè)出版社，2013年）為例。

（一）實驗準備

實驗的準備階段不是學生的簡單預習，而是在學生預習的基礎上，教師講解ZrO2的晶相結構、X射線衍射（XRD）對體相晶相的表征以及拉曼（Raman）光譜對表面晶相的表征原理及結果、金屬離子對四方相ZrO2結構的穩(wěn)定作用、表面活性劑及表面活性劑助劑對介孔材料結構的調(diào)節(jié)作用以及實驗方法。尤其要指出的是，要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和研究興趣，此時問題的提出是高質(zhì)量完成整個實驗的關鍵所在和引導。實踐過程中，針對本實驗所提出的問題及其目的、開展研究工作內(nèi)容見表1。

表1 ?材料化學專業(yè)實驗課程設定問題及其目的和內(nèi)容

進行上述問題分析及指導，學生的實驗活動及研究工作便成為有目的的、有內(nèi)容的、體現(xiàn)學生思想的、且真正培養(yǎng)學生獨立思考能力的過程。

（二）實驗研究過程

既然我們已經(jīng)獲得了實驗研究的目的和研究問題，實驗便可在一定的、可設計的思路指導下，按照所設計的流程進行深入研究。學生的研究內(nèi)容、實驗方法、表征測試手段等是互不相同的，但總體上都是圍繞著實驗的目的和宗旨進行的。實驗研究及內(nèi)容總結的流程可用圖1表示。

圖1 ?研究性實驗研究流程圖

（三）創(chuàng)新研究

這里所說的創(chuàng)新研究是學生根據(jù)自己所設定的研究問題，擬定的研究方法、研究方案、研究步驟進行規(guī)范實驗研究的過程。在這個過程中，學生自然會對介孔ZrO2的制備工藝、結構和性能的影響因素等逐一進行討論，并且通過自己的實驗獲得最直觀真實的實驗結果。研究過程中，學生一定會發(fā)現(xiàn)大量書本上沒有的、事先沒有想到的新問題，同時學生也一定會不斷修正自己的研究思路和研究方法，使研究工作趨于完善。同時，這樣的研究是富有啟發(fā)意義和建設性的，擺脫了傳統(tǒng)的照方抓藥模式，開闊了學生的視野，有助于他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（四）研究總結

研究總結不是簡單的描述實驗過程和結果，而是學生必須學會并掌握相當大量的數(shù)據(jù)解析和處理手段，并根據(jù)自己的研究結果，分析獲得研究結果和結論。這個結果和結論是學生在一定的指導思想下獨立設計并通過實驗研究所完成的。因而，實驗研究報告不再是簡單的照搬照抄，而是真正論文性質(zhì)的研究報告。在這個研究過程中，學生的感觸一定是充實而富有成就感的。

采用研究性實驗教學方法不但有效避免傳統(tǒng)實驗課程模式所帶來的內(nèi)容枯燥、照搬照抄、千篇一律、學無所得的弊端，而且具有知識條理清晰、啟發(fā)和調(diào)動學生學習主動性、便于建立知識整體性和培養(yǎng)學生獨立設計研究內(nèi)容及創(chuàng)新能力的特點。

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