任俊鵬,龍福國,王莉霞，馬小云

(貴州師范學院 化學與材料學院，貴州 貴陽 510018 )

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

1 材料科學與工程專業(yè)實驗教學現(xiàn)狀

目前，材料科學與工程專業(yè)的實驗課在人才培養(yǎng)的新形勢下已經有明顯的改善，但是重理論、輕實踐的現(xiàn)象依然存在，而且在理論課下開設的實驗，往往存在理論與實驗聯(lián)系不緊密，相關性不高的問題[5]。現(xiàn)代分析檢測技術實驗課是材料科學與工程專業(yè)的重要實驗課程，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用型人才，提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。但由于本實驗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，這些大型儀器設備的操作實驗中，由于設備存在價格及精密度高的特點，仍然存在著老師自己講解，學生觀看的教學模式。學生完全沒有進行設計實驗的機會，實驗操作的能力顯著下降，嚴重影響了實驗課程的教學效果，實驗過程也就變成"走馬觀花"似的敷衍教學[6]。因此，改革一種科學有效的材料分析測試實驗教學模式具有重要意義。

2 材料科學與工程專業(yè)實驗教學改革與探索

2.1 理論與實際相結合優(yōu)化實驗教學過程

材料分析檢測技術是分析材料性能、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行表征，是每一個材料科學與工程專業(yè)學生的培養(yǎng)目標。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專業(yè)的檢測知識對材料性能進行精準檢測，是材料分析檢測課程學習的關鍵。因此，在開設材料分析檢測試驗教學時，應該與理論知識課程相聯(lián)系，不能重理論、輕實踐的前提下，更不能割裂了理論與實踐的緊密聯(lián)系。只有在理論課程的指導下，開展實驗教學，才能更好選擇合適的檢測手段對材料性能進行分析，提高實驗課程的教學質量，培養(yǎng)實用性的材料分析測試工程師。

2.2 綜合探究性實驗代替單一講解性實驗

受學校實驗室硬件設備的影響，一些高校在開展材料分析測試實驗課時只能由老師單一講解，導致這門課缺乏趣味性，不能提高學生的興趣，不能達到預期的效果[7]。選用綜合探究性強和操作性強的實驗，提高學習興趣，啟發(fā)學生的創(chuàng)新能力和動手操作能力。開展綜合實驗就要改變老一套的教學模式，按部就班的實驗步驟流程只會培養(yǎng)程序化的學生，嚴重影響學生的主動性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，在培養(yǎng)學生實際操作能力、獨立思考能力及科學創(chuàng)新性等方面存在諸多劣勢。因此，以綜合探究實驗代替單一講解實驗，改變實驗課程的教學模式，指引學生自己去分析問題，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。在綜合性實驗教學中發(fā)現(xiàn)，通過切入實際的教學模式，學生真正的深入實驗解決問題，激發(fā)學生對實驗教學的領悟。

2.3 以解決問題為抓手，培養(yǎng)材料檢測實用型人才

材料分析檢測技術是用來分析與表征材料的性能，是培養(yǎng)學生運用已有知識去分析和解決實際問題的重要途經。為達到實驗課培養(yǎng)實用型及創(chuàng)新型工科人才的目的，教師在實驗項目的設計時，應注重理論與實際的聯(lián)系，綜合性項目代替單一演示性項目，讓學生在分析解決問題、解決問題的過程中掌握材料分析檢測的方法。例如，在進行材料摩擦磨損性能實驗教學時，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生在掌握材料分析測試技術的同時，培養(yǎng)學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)人才打下堅實基礎。在這樣的教學過程中，能逐步培養(yǎng)學生言必有據(jù)、思維縝密、思路清晰的良好思維習慣。

2.4 保證實驗質量，延長教學學時

在目前的教學計劃中，理論課的數(shù)量和學時有所增加，專業(yè)實驗課的學時被壓縮，從而導致實驗課由于課時的缺少而不得不淺顯的教學[8]。為了完成實驗課的教學任務，實驗課逐漸轉變成演示實驗或簡單介紹，原本培養(yǎng)學生的動手能力的宗旨不能得到體現(xiàn)，學生所學知識得不到驗證，也使學生對實驗課教學產生敷衍的態(tài)度，更不用說培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。為了確保材料科學與工程專業(yè)實驗教學質量，應延長實驗教學學時，將單一的演示或講解實驗轉化成綜合性探究實驗，以保證實驗課有充足的時間，確保學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驗課的質量。改革后的教學模式比改革前的教學模式應更注重培養(yǎng)學生的動手能力，思維能力和科學創(chuàng)新能力。

2.5 改進實驗成績評價方法

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生實際動手能力；第二，評定功能，評定學生的學習成績；第三，導向功能，能使學生知道自己的優(yōu)點和缺點，引導學生自主學習；第四，激勵功能，鞭策和鼓勵學生認真做好實驗；第五，鑒別與選拔功能，了解學生專業(yè)學習的情況，更好的培養(yǎng)學生動手操作的能力?？茖W的成績評價體系是確保課程高質量完成的保障，也是激發(fā)學生進一步學習的動力。為使實驗成績評價能更加客觀真實的反應出學生掌握實驗基本知識和基本技能，是否能獨立解決材料分析檢測中遇到的問題，我們將實驗成績評價分為四方面：一是理論知識指導下分析測試儀器的操作熟悉程度；二是分析和解決實際問題的能力；三是查閱相關文獻資料的能力；四是實驗總結及實驗知識遷移的能力。從這四個方面能很好的反應學生實際操作能力和面對材料性能分析時能用所學知識解決問題的能力，從而對學生進行了科學化合理化的綜合評價。

3 結語

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