梁姣利，賈雪婭

(伊犁師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧 835000 )

教育是國之大計(jì)，加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化，堅(jiān)持深化教育改革創(chuàng)新，培養(yǎng)應(yīng)用型，創(chuàng)新型，復(fù)合型人才是新時(shí)代特色社會(huì)主義背景下對(duì)高等教育培養(yǎng)人才的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作是高校人才培養(yǎng)體系中重要的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)應(yīng)用性人才的重要途徑[1-3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)一步的加深與鞏固。實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生獲得傳統(tǒng)知識(shí)和技術(shù)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，是其他教學(xué)不可比擬的。

材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是與理論知識(shí)相關(guān)聯(lián)又獨(dú)立的教學(xué)，是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)大學(xué)生的實(shí)踐技能，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。隨著教育改革的不斷強(qiáng)化，深化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)體系改革也成為培養(yǎng)應(yīng)用-創(chuàng)新型人才的重要方面。

1 材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的問題

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系系統(tǒng)性差

高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)具有一定的聯(lián)系，又具有一定的獨(dú)立性。材料化學(xué)的實(shí)驗(yàn)課基本都是依附于材料化學(xué)理論課的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)，幾乎沒有單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程。課程設(shè)置分列出金屬材料、高分子材料、無機(jī)材料三個(gè)方向，形成“單一課程，單一實(shí)驗(yàn)室，單人管理”的模式，各個(gè)實(shí)驗(yàn)課之間，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間脫節(jié)，沒有形成連貫性和系統(tǒng)性[4]。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容滯后

高等學(xué)校開設(shè)的材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程多為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，幾乎不存在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，綜合實(shí)驗(yàn)以及探究性等多層次實(shí)驗(yàn)[5]?；A(chǔ)型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是比較傳統(tǒng)，經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容更新慢，無法體現(xiàn)現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展前沿的知識(shí)，部分內(nèi)容明顯滯后于學(xué)科研究的發(fā)展?；A(chǔ)型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)僅僅是學(xué)生按照教師或者實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求進(jìn)行操作，不讓或者很少讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考和細(xì)致觀察，很難激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和探索等科學(xué)素質(zhì)[6-7]。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，方式單一

材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是按照教材或者講義(實(shí)驗(yàn)指導(dǎo))，告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格等。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前向?qū)W生詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)全過程，學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)步驟操作一遍。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，教師在課堂進(jìn)行板書講解，多為“言傳身教”的教學(xué)方式，學(xué)生需要有限的空間和時(shí)間內(nèi)掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，這種單一的教學(xué)方式會(huì)限制教學(xué)質(zhì)量的提升[8]。

2 材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要意義

目前，材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要集中在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和常規(guī)性實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)少，造成學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)能力，思辨能力，創(chuàng)新能力以及探究精神。依據(jù)學(xué)校材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)體系-培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，而且要求學(xué)生具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性，即就是能在現(xiàn)有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出新問題并設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，探索新觀點(diǎn)，最終形成新思想或者新理念。因此，進(jìn)行材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革可以改善目前材料化學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀，提升教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的思辨能力，邏輯思維能力，探索精神等，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才具有十分重要的意義。

3 材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法很難滿足新時(shí)代深化教育改革的要求，不能完全適應(yīng)具有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和體系。材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行，結(jié)合學(xué)校專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革設(shè)想為：

3.1 材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、思辨能力等起著重要的作用，但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本都是依附于理論教學(xué)，強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)的鞏固和理解，弱化了創(chuàng)新，創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室之間相對(duì)獨(dú)立，封閉性較高，實(shí)驗(yàn)室之間關(guān)聯(lián)性較差；相近課程之間購置重復(fù)設(shè)備和儀器，重復(fù)利用率低，提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)資本。實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理，技術(shù)人員總量不足，基本都是兼職教師，沒有專職的實(shí)驗(yàn)教師，具有高水平的專職實(shí)驗(yàn)教師就更沒有了，造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不高[9]。

針對(duì)上述情況，首先，要求材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以形成獨(dú)立的教學(xué)體系，設(shè)立實(shí)驗(yàn)課程的教材，教案，教學(xué)大綱，教學(xué)進(jìn)度等，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)必須與培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才目標(biāo)相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立的課程體系。其次，各實(shí)驗(yàn)室之間應(yīng)尋找關(guān)聯(lián)點(diǎn)，有機(jī)的將金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料三大材料方向結(jié)合起來，構(gòu)建成專業(yè)大類相同的知識(shí)和技能的平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室。建立材料制備與合成實(shí)驗(yàn)室，材料結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，以及材料性能測試與表征實(shí)驗(yàn)室，三個(gè)實(shí)驗(yàn)室由材料制備-材料結(jié)構(gòu)分析-到材料性能測試與表征形成系統(tǒng)的材料綜合實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室之間相互關(guān)聯(lián)，形成連貫性和系統(tǒng)性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中系統(tǒng)性，綜合型實(shí)驗(yàn)室可以使學(xué)生從材料制備做起，對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)材料的性能進(jìn)行測試與表征，最終學(xué)生通過匯總和分析實(shí)驗(yàn)的各種信息和數(shù)據(jù)[10]，培養(yǎng)學(xué)生全面的實(shí)驗(yàn)綜合能力，良好的邏輯思維能力，創(chuàng)新能力，以及探索精神等。

最后，學(xué)?；蛘邔W(xué)院應(yīng)該制定相關(guān)的政策，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室教師建設(shè)工作，培養(yǎng)一批具有高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶頭人，穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)骨干隊(duì)伍，聘請(qǐng)材料化學(xué)行業(yè)企業(yè)專家骨干參與學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，做到實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果與科研成果同樣的獎(jiǎng)勵(lì)措施。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以材料為對(duì)對(duì)象，以化學(xué)為手段，研究材料的制備，結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，進(jìn)而創(chuàng)造新材料的課程[11]。傳統(tǒng)的材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為大多為孤立的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間沒有關(guān)聯(lián)，沒有形成一套完備的材料制備，結(jié)構(gòu)與性能分析的科研理念，只是為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的創(chuàng)新能力，探索能力等科學(xué)素養(yǎng)無法培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革考慮以下幾個(gè)方面：

(1)教學(xué)內(nèi)容層次化：建立驗(yàn)證型、趣味型、綜合型、設(shè)計(jì)型等多層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要由驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向趣味型、綜合型、設(shè)計(jì)型、探究型等轉(zhuǎn)化，縮小驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的課時(shí)量，增大趣味型、綜合型、設(shè)計(jì)型、探究型實(shí)驗(yàn)的課時(shí)量。

趣味型實(shí)驗(yàn)可以設(shè)置一些與工業(yè)生產(chǎn)相近的實(shí)驗(yàn)或者設(shè)置一些與生活緊密聯(lián)系的生活材料的實(shí)驗(yàn)，例如涂料、陶瓷粉體制備，護(hù)膚品、有機(jī)玻璃相框、隱形眼鏡等實(shí)驗(yàn)。趣味型實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的興趣，使學(xué)生自主對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，制作出符合自己心意的“產(chǎn)品”。趣味型實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的濃厚興趣，創(chuàng)新能力以及自主探索新知識(shí)的科學(xué)精神。

綜合型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容復(fù)雜，涉及的知識(shí)范圍很廣，包含不同的知識(shí)點(diǎn)。綜合型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以將金屬材料，高分子材料，無機(jī)材料兩者或者三者內(nèi)容混合設(shè)置在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目里面，例如Sic改性環(huán)氧樹脂材料的制備與表征，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可以切實(shí)感受到無機(jī)材料與高分子材料的區(qū)別與聯(lián)系。此類實(shí)驗(yàn)可以從材料應(yīng)用出發(fā)，采用“材料應(yīng)用→材料所需性能→材料結(jié)構(gòu)分析→選擇原材料”的逆向思維，設(shè)計(jì)確定好實(shí)驗(yàn)的原材料，開始制作實(shí)驗(yàn)“產(chǎn)品”。按照“原料選擇→材料制備或合成(包括實(shí)驗(yàn)方法的選擇，制備或合成儀器的選用)→材料性能的檢測和表征”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生不但鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，鍛煉實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力和實(shí)踐能力，并建立正確的邏輯思維能力和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。

設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是教師預(yù)先給定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，學(xué)生通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)著作和資料，自主獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生要對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，實(shí)驗(yàn)失敗要分析原因，并給出改進(jìn)措施，不斷進(jìn)行探索和嘗試；實(shí)驗(yàn)成功要總結(jié)規(guī)律，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響因素進(jìn)行分析，形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)不但鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題進(jìn)而解決問題的能力，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，體現(xiàn)“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教育理念，而且培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)探究能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力科研素質(zhì)。

(2)教學(xué)內(nèi)容與科研接軌：以科研成果為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新-應(yīng)用能力。

目前，材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新慢，部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展前沿落差較大。為此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容融合教師科研成果，將科研項(xiàng)目成果進(jìn)行提煉，依據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有條件，設(shè)置符合本科要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。“玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂耐磨防腐涂料”、“納米多孔金屬的結(jié)構(gòu)與性能研究”、“以分散劑表面張力控形的聚合物制備研究”等科研項(xiàng)目經(jīng)過提煉，可以結(jié)合項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)置具有創(chuàng)新型的研究型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中接觸到最新的研究成果，對(duì)學(xué)科發(fā)展前沿有所了解，提高學(xué)生的科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生在科研成果基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，創(chuàng)造的能力。除此之外，學(xué)院與地區(qū)相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行“零距離”溝通，獲得企業(yè)所需的高技能應(yīng)用型人才所需的實(shí)踐技能，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容圍繞企業(yè)要求設(shè)置，提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力。

3.3 教學(xué)形式，方法改革

材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在有限的空間和時(shí)間內(nèi)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生按照講義進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生很難在有限的空間和時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的全部知識(shí)點(diǎn)，這種單一的教學(xué)方式，教學(xué)方法降低學(xué)生興趣，限制教學(xué)質(zhì)量的提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革可以充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在無限的時(shí)間和空間內(nèi)學(xué)習(xí)掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更快更好地掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)與操作[12]，并使學(xué)生能運(yùn)用已有的知識(shí)積累，自主獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)室面授為主，多媒體教學(xué)為輔

充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)操作演示以MOOC網(wǎng)絡(luò)課程呈現(xiàn)給學(xué)生，在視頻中突出實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等等，讓學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課之前對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的使用方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有直觀的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行親自操作，學(xué)生可以較快地熟悉和掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)。在學(xué)?，F(xiàn)有的條件下，有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(高溫，高壓危險(xiǎn)項(xiàng)目或者沒有儀器設(shè)備)無法開展，通過模擬仿真實(shí)驗(yàn)過程，演示實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容有前面的了解和掌握，拓寬學(xué)生的視野，畢業(yè)后能夠快速地適應(yīng)企業(yè)。建立材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站，開辟學(xué)生答疑、討論區(qū)，學(xué)生對(duì)在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在的問題進(jìn)行提問和討論，教師定期進(jìn)行答疑。多媒體教學(xué)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)間、空間限制，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新、探索的能力。

(2)教學(xué)由“以教師為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”，即就是教學(xué)方法從教學(xué)模式向啟發(fā)式、討論試，探究式轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造、創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多為綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，教師給出實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生帶著實(shí)驗(yàn)課題查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生們對(duì)查閱的資料和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課題的理解。學(xué)生以小組的形式向教師匯報(bào)資料查閱情況和方案設(shè)計(jì)情況，教師對(duì)各實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這種啟發(fā)式、討論試，探究式教學(xué)方法改善教學(xué)效果；提高學(xué)生的科研興趣；培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，完全適應(yīng)用-創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)體系。

4 結(jié) 語

堅(jiān)持深化教育改革創(chuàng)新，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是現(xiàn)代化教育的要求。培養(yǎng)應(yīng)用-創(chuàng)新型人才要求我校材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行課程改革：采用多媒體教學(xué)輔助手段，使用啟發(fā)式，討論式等教學(xué)方法，設(shè)置與科研，企業(yè)接軌的學(xué)科發(fā)展前沿的教學(xué)內(nèi)容等。構(gòu)建完善的教學(xué)體系，更新教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，不斷探索新的教學(xué)模式，對(duì)培養(yǎng)復(fù)合型，創(chuàng)新型與應(yīng)用型的人才具有十分重要的意義。