李士闊，黃方志，沈玉華，謝安建

(安徽大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，合肥 230601)

研究性教學(xué)在材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐

李士闊，黃方志，沈玉華，謝安建

(安徽大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，合肥 230601)

研究性教學(xué)是科研與教學(xué)的有機(jī)融合，是將科學(xué)的研究方法，前沿的科研動(dòng)態(tài)及新穎的研究成果引入教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要途徑。通過(guò)將教師的科學(xué)研究與專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，不斷優(yōu)化更新材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改革傳統(tǒng)教學(xué)方法，形成專業(yè)辦學(xué)特色。以學(xué)生為主體，以興趣為驅(qū)動(dòng)，以問(wèn)題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)發(fā)生機(jī)制的好奇心，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性，開展協(xié)同探究，為培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)創(chuàng)新人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

研究性教學(xué)；綜合實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力；實(shí)踐

研究性教學(xué)方法是目前高等教育教學(xué)發(fā)展的重要方向，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要途徑[1]。美國(guó)當(dāng)代著名教育學(xué)家梅滋教授曾指出：大學(xué)不僅傳授知識(shí)，而且還應(yīng)教授研究能力，科學(xué)研究是一所大學(xué)活力的源泉。沒有研究的教學(xué)是傳遞性的教學(xué)，是把思想、思維引向過(guò)去，引向書本的教學(xué)[2]。只有研究才能持續(xù)不斷地創(chuàng)新，而創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。黨的十八大把提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型社會(huì)作為國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的核心，提升綜合國(guó)力的關(guān)鍵[3]。作為高等學(xué)校應(yīng)緊緊圍繞“堅(jiān)持研究、培養(yǎng)創(chuàng)新”這個(gè)中心，為國(guó)家不斷培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要高素質(zhì)創(chuàng)新人才。而人才培養(yǎng)尤其是高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)，離不開實(shí)驗(yàn)室，離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)[4-5]。

1 研究性教學(xué)在我校材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是一門涵蓋化學(xué)合成，結(jié)構(gòu)表征，性質(zhì)測(cè)試及材料加工的深層次、多學(xué)科性的實(shí)驗(yàn)課程。對(duì)提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維及實(shí)踐能力具有重要的作用[6]。然而，如何順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，設(shè)計(jì)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，滿足日益增長(zhǎng)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才需要已成為當(dāng)務(wù)之急。優(yōu)化設(shè)計(jì)與材料科學(xué)熱點(diǎn)領(lǐng)域相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將激發(fā)學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性和創(chuàng)造性。目前，國(guó)內(nèi)一些高校在探索改進(jìn)材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做了積極的嘗試，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[7]。安徽大學(xué)近年來(lái)在材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，堅(jiān)持以研究性教學(xué)方法為指導(dǎo)，精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，突出學(xué)生主體地位。把教師的科研實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，緊扣當(dāng)前研究熱點(diǎn)，增開了包含微波合成，水熱合成，金相測(cè)試，光學(xué)性質(zhì)測(cè)試及電化學(xué)性質(zhì)測(cè)試等方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題情境，造成學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生自發(fā)性學(xué)習(xí)愿望。以學(xué)生為主體，通過(guò)信息收集、研討求索、相互影響、共同進(jìn)步。

2 實(shí)施方案

2.1 設(shè)計(jì)思路

我們不斷更新優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，與教師的科研實(shí)踐結(jié)合，調(diào)整教學(xué)方法，建立了一套以學(xué)生為主體，以興趣為驅(qū)動(dòng)，緊密聯(lián)系教師科研實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

2.1.1 注重學(xué)生研究興趣及創(chuàng)新思維的激發(fā)

在綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)中，注重設(shè)置特定問(wèn)題情境，促使學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)。包括問(wèn)題知識(shí)背景的準(zhǔn)備、引導(dǎo)學(xué)生確立研究課題、組織學(xué)生建立研究小組和指導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案四個(gè)環(huán)節(jié)。這一階段至關(guān)重要的是要選好課題，選擇與學(xué)生學(xué)習(xí)、生活密切相關(guān)，有時(shí)代氣息而研究方向較小的專題較為合適。

2.1.2 注重學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的訓(xùn)練與提升

在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生在以下4個(gè)方面下工夫：(1)多渠道、多方式檢索所需要的文獻(xiàn)資料；(2)文獻(xiàn)信息的提取，把握信息間的關(guān)聯(lián)性；(3)綜合知識(shí)判斷，得出結(jié)論；(4)在小組內(nèi)充分交流，完善得出的結(jié)論。

在這一階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行操作方法和研究態(tài)度進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生了解和掌握文獻(xiàn)收集方法，學(xué)會(huì)判斷信息資料的真?zhèn)?、?yōu)劣，從中提煉解決問(wèn)題的思路和觀點(diǎn)，思考所得結(jié)論的可靠性和科學(xué)性。

2.1.3 注重學(xué)生研究成果的積極評(píng)價(jià)與交流

反饋是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的總結(jié)、評(píng)價(jià)和反思。培養(yǎng)學(xué)生形成以下四個(gè)方面的能力：表達(dá)成果，形成書面報(bào)告或口頭報(bào)告材料；交流成果，用報(bào)告、研討、辯論等形式進(jìn)行；評(píng)價(jià)成果，即評(píng)價(jià)成果質(zhì)量，更注重研究態(tài)度、研究過(guò)程與方法的評(píng)價(jià)；引導(dǎo)反思，使學(xué)生獲得深一層的理性認(rèn)識(shí)和操作體驗(yàn)。無(wú)論表達(dá)、交流、評(píng)價(jià)或反思，都要強(qiáng)調(diào)形式的多樣化和實(shí)效性。

2.2 特色

這一基于教師科研實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立和實(shí)施，立足于學(xué)生的興趣驅(qū)動(dòng)和主動(dòng)參與。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，它具有以下3個(gè)特點(diǎn)：

(1)開放性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，我們關(guān)注的是學(xué)生如何找到解決問(wèn)題的切入點(diǎn)，形成假設(shè)；怎樣查找資料，進(jìn)行論證；怎樣形成真正屬于自己的見解。

(2)綜合性。我們從問(wèn)題出發(fā)，調(diào)動(dòng)學(xué)生綜合運(yùn)用本學(xué)科相關(guān)知識(shí)及主動(dòng)尋找、添加沒有學(xué)過(guò)的知識(shí)，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。

(3)生活化。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化更新，在教案中設(shè)置與生活密切相關(guān)的問(wèn)題，鼓勵(lì)協(xié)作學(xué)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生養(yǎng)成在生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的習(xí)慣，并將學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用于解決實(shí)際問(wèn)題，有利于改善教學(xué)與生活脫節(jié)的現(xiàn)象。

3 成效

我們?cè)诓牧峡茖W(xué)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中研究性教學(xué)方法的初步實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果和反饋。已有本科生在Journal of Materials Chemistry A[8]，ACS Applied Materials & Interface[9]等國(guó)際期刊以第一作者身份發(fā)表研究論文。獲得第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽“三等獎(jiǎng)”等諸多獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)由于創(chuàng)新實(shí)踐能力的不斷提升，畢業(yè)生受到了用人單位的廣泛青睞，近三年來(lái)就業(yè)率一直位于全院前列。這表明研究性教學(xué)方法在材料科學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐是成功的。

4 結(jié)束語(yǔ)

這一基于教師科研實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了教師科研成果的傳承，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的新穎性與實(shí)用性，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性，提升了學(xué)生科研創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)。此類教學(xué)方式的改革，營(yíng)造了適宜培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主觀能動(dòng)性，訓(xùn)練和提升學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合社會(huì)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

[1]陳棣湘，潘孟春，張圮. 麻省理工學(xué)院研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11(2): 75-77.

[2]王偉，孟祥貴，安寅. “創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11(2):144-146.

[3]胡錦濤.堅(jiān)定不移走中國(guó)特色社會(huì)主義道路奪取中國(guó)特色社會(huì)主義新勝利:在中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告[M].北京:人民出版社，2012.

[4]韓響玲，金一粟，穆克朗，等. 以實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心全面推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室面向本科生開放[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30(2):10-13.

[5]張友琴，王萍，朱昌平，等. 以大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃為契機(jī)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28(7):167-170.

[6]王慧萍，李曼萍，嚴(yán)敏杰，等. 材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建和成效[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31(9):118-120.

[7]高春華，黃新友. 構(gòu)建以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2010，13(4)：42-44.

[8]Zhu S， Zhang H， Chen P， et al. Self-assembled three-dimensional hierarchical graphene hybrid hydrogels with ultrathinβ-MnO2nanobelts for high performance supercapacitors [J]. Journal of Materials Chemistry A， 2015(3):1540-1548.

[9]Wu M， Chen W J， Shen Y H， et al. In situ growth of matchlike ZnO/Au plasmonic heterostructure for enhanced photoelectrochemical water splitting [J]. ACS Applied Materials & Interface， 2014(6):15052-15060.

Research-based Teaching Practice on Comprehensive Experiment of Materials Science

LI Shikuo, HUANG Fangzhi, SHEN Yuhua, XIE Anjian

(School of Chemistry and Chemical Engineering Experimental Teaching Center, Anhui University, Hefei 230601, China)

The research-based teaching is the combination of scientific research and teaching activity， which introduce the scientific research method， frontal research trend and novel research result into the teaching process. It is also the important approach for training the innovation thinking and capacity of the undergraduate. The experimental content， teaching method， and major character can be gradually optimized by the research-based teaching. The curiosity， enthusiasm and creativity of the undergraduate can be further developed by the reformed teaching method. It is very helpful for inspiring the undergraduate to investigate the reaction mechanism based on the problem-oriented and their interest-driven. These spontaneous learning and collaborative research behaviors are essential for the training high quality innovation talents.

research teaching; comprehensive experiment; innovation capacity；practice

2015-03-18；修改日期: 2015-04-21

安徽大學(xué)教學(xué)質(zhì)量工程與人才培養(yǎng)基金資助項(xiàng)目(xjjyxm14038)。

李士闊(1983-)，男，碩士，講師，主要從事能源催化材料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研工作。

G642.423; TB3

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.04.033