文/閆浩然,陳君華,郭騰,王彥平,張少卿
(安徽科技學院化學與材料工程學院,安徽蚌埠 233030 )
隨著當代材料科學技術(shù)的飛速發(fā)展,材料工程學科的發(fā)展及教育已經(jīng)越發(fā)為人們所重視。材料工程學科的主要任務是探究材料成分、結(jié)構(gòu)、制備與加工及其性能和應用。[1]“材料分析與測試技術(shù)”是化學與材料工程學院開設的專業(yè)必修課,是建立在材料化學、材料分析方法以及儀器分析等學科基礎之上的一種應用實踐性課程。該課程教學開展的主要任務是,依托課堂理論知識講解、實驗實踐操作的方式,讓學生對無機非金屬、金屬、高分子以及復合材料等的制備與表征加深理解與掌握,同時促使學生對當代材料分析測試儀器的工作原理與使用方法進行初步了解,鍛煉學生根據(jù)問題自主選擇適宜的實驗方法,并最終解決問題的能力。另外,該課程還能夠有效強化學生在材料、化學、物理等交叉學科的實踐水平,為學生以后的工作與發(fā)展奠定良好的實驗基礎。[2]由此可見,“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程能夠有效培養(yǎng)學生的專業(yè)能力與綜合素養(yǎng),其教學效果對學生未來發(fā)展產(chǎn)生了非常大的影響。但當下許多高校在開展該課程的實驗教學時,還是沿用以往的教學模式,內(nèi)容枯燥,教學方式單一,考核評估不科學,造成學生實踐能力不高、創(chuàng)新意識薄弱。為了使得“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程能夠取得更好的教學效果,本文對其教學方法進行了深入探究。
高校在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學過程中,教學的主要內(nèi)容是指導學生完成一些較為簡單的實驗,讓學生在實驗中掌握基本的操作方法,但極少會安排一些設計型、應用型的實驗。在這種較為落后的實驗教學架構(gòu)影響下,學生的思維能力以及綜合素養(yǎng)得不到有效提升。
高校在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學過程中主要還是沿用以往的實驗方式,以教師講解知識與操作示范為主導,同時將課程教學內(nèi)容規(guī)劃為不同的環(huán)節(jié),比如實驗目的、實驗原理、實驗操作方法、操作流程以及結(jié)果分析等。在教師講解完成之后,學生依照教師的要求依次實施各個實驗步驟。這樣的實驗課程教學方式只是讓學生機械地重復教師的實驗步驟,并沒有對實驗現(xiàn)象與結(jié)果進行系統(tǒng)而深入的探究,難以有效激發(fā)學生的學習積極性,也不能夠充分調(diào)動學生的自覺能動性,難以有效提升學生解決實際問題的能力。[3]
“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學中用到的儀器一般為進口設備,價格成本較高,維修價格也十分高昂,同時各個學校采購的設備數(shù)量十分有限。在這樣的情況下,通常在開展該實驗課程教學時,教師都會為學生進行操作演示,而很少給學生親自動手操作的機會,進而導致學生無法深入領悟到操作要點,對實驗課程教學產(chǎn)生不了較高的興趣。同時,在教學過程中,學生往往注意力不集中,也不能深入地思考問題,使得該課程最終的教學效果不甚理想。[4]
當下高校在對學生“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程學習成果進行考核時,主要基于學生每學期實驗報告與平時成績兩個部分。由于在實際開展實驗課程教學過程中學生進行操作的機會較少,并且各個學生完成的實驗內(nèi)容大體相同,所以將實驗報告作為對學生的考核評估顯然不合理??己嗽u估方式缺乏科學性,既打擊了學生參與實驗課程教學的積極性,也養(yǎng)成了學生抄襲實驗報告的惡習。
高校在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學過程中,在帶領學生進行一些常規(guī)實驗操作基礎之上,還應當引入一些設計與應用方面的實驗,培養(yǎng)學生良好的創(chuàng)新思維與綜合素質(zhì)。例如,教師可以將“羥基磷灰石納米線的制備與形貌表征”實驗引入課程教學中,逐步提高學生的設計能力與知識應用水平。[5]此外,教師還可以選取一些與學生平時生活密切相關(guān)的綠色環(huán)保實驗,比說帶領學生開展“MOFs材料的制備與光催化降解有機染料廢水”等實驗,進一步提高學生對實驗課程教學的興趣,讓學生感受到所學知識的應用價值,更好地融入到實驗課程教學中。
在當下信息化技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下,教師在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學時,必須加強對教學模式的改革與創(chuàng)新,將現(xiàn)代新型技術(shù)手段應用到實驗教學過程中,利用多媒體設備來提高實驗課程教學效果。在教學活動開展之前,教師可以根據(jù)教學內(nèi)容將與本實驗課程有關(guān)的實驗器材、實驗原理以及操作流程與方法等制作成圖片或者視頻,然后依托互聯(lián)網(wǎng)平臺將其分享給學生,使學生能夠靈活安排時間進行實驗課程內(nèi)容的學習,并且可以實現(xiàn)反復觀看。另外,在開展實驗課程教學的過程中,教師在為學生進行操作示范的同時,可向?qū)W生提出相關(guān)問題,不僅可以有效檢驗學生課前預習情況,也能夠引發(fā)學生對實驗內(nèi)容的思考。[6]教師還可以讓學生以小組形式來開展實驗,不斷提高學生的團隊協(xié)作意識與能力。
為了進一步提升學生的實驗操作能力與創(chuàng)新水平,高校需要設定專門的開放實驗室,讓學生能夠擁有較多的時間與機會進行實驗操作與分析??傮w來說,高??梢詫㈤_放實驗室劃分為兩個部分,分別是材料合成制備實驗室以及分析測試實驗室,旨在讓學生認識到更多類型材料的合成途徑及其相關(guān)儀器設備。學生利用開放實驗室中的各種器材,比如掃描電子顯微鏡、同步熱分析儀等,可以在教師的協(xié)助下進行不同材料的制備與表征探討。另外,高校還應當大力倡導大學生參與各種實踐活動,比如大學生科研項目、大學生創(chuàng)新訓練等,幫助學生實現(xiàn)知識的轉(zhuǎn)化與應用,提高學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。
針對當下“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程考核評估中的問題,高校應當重視對考核評估模式的改革與創(chuàng)新,真正達到“以評促學”的目的。高??梢赃M一步完善實驗考核成績內(nèi)容,不僅對學生課堂實驗操作情況進行考核,同時也需要對學生線上學習狀況、線上知識點評測以及實驗報告等進行考核,從而更加全面且精準地對學生實驗課程學習情況進行考核。
綜上所述,“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學改革與創(chuàng)新應當緊密貼合我國高等教育改革思想,同時與我國綠色可持續(xù)發(fā)展理念相一致。當下,該實驗課程教學中存在較多問題,對其進行改革與優(yōu)化迫在眉睫。只有引入現(xiàn)代新的技術(shù)手段與教育理念,不斷創(chuàng)新實驗課程教學方式與評估模式,才能培養(yǎng)出更多實踐水平高、創(chuàng)新能力強的應用型人才。