摘? 要：材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程，材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是材料科學(xué)基礎(chǔ)理論課程的輔助教學(xué)模塊，是材料相關(guān)專業(yè)必修的實(shí)踐訓(xùn)練課程。文章針對(duì)現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，提出在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法等方面的探索性改革建議，以期充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的積極作用，培養(yǎng)學(xué)生掌握材料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和基本性能測(cè)試方法，提高其綜合能力、創(chuàng)新能力、分析問(wèn)題以及解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，塑造與材料、機(jī)械等行業(yè)發(fā)展相契合的復(fù)合應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TB30-4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1673-7164（2023）11-0157-04

作者簡(jiǎn)介：黎明燦（1987—），男，博士，新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士生導(dǎo)師，副教授，研究方向?yàn)樾滦透咝阅芙饘俨牧稀?/p>

材料在人類歷史發(fā)展進(jìn)程中具有重要作用，隨著文明和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)使用材料要求愈來(lái)愈高。材料是推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，也是工業(yè)生產(chǎn)的基石，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的賦能下，原有材料的性能不斷被提高，新材料隨著技術(shù)發(fā)展而不斷涌現(xiàn)。新材料作為國(guó)家十大重點(diǎn)領(lǐng)域，“十二五”以來(lái)，新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，2021年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為6.41萬(wàn)億元。新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大使得該領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨蟛粩嘣黾印?/p>

目前新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域人才總量存在較大的供需缺口。新材料屬于技術(shù)密集與知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)，目前，我國(guó)新材料人才供需結(jié)構(gòu)存在差異性，主要在于嚴(yán)重缺少新材料領(lǐng)軍人才、技能型人才以及復(fù)合應(yīng)用型人才。

材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)的關(guān)鍵基礎(chǔ)課程，也是為學(xué)生建立良好材料學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的關(guān)鍵因素，材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是基于此而設(shè)立的實(shí)踐訓(xùn)練課程，輔助學(xué)生在學(xué)習(xí)與掌握理論知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、分析解決問(wèn)題能力以及創(chuàng)新能力的高效途徑。然而，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程存在術(shù)語(yǔ)概念多、涉及知識(shí)面廣以及抽象等特點(diǎn)，學(xué)習(xí)難度較大，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以抓住重點(diǎn)。以往的材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)缺少創(chuàng)新性和綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，教學(xué)手段相對(duì)陳舊。

基于此，本研究圍繞培育復(fù)合應(yīng)用型人才的目標(biāo)提出對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新改革，以實(shí)驗(yàn)促理論教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極作用，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)材料科學(xué)學(xué)科興趣的同時(shí)，培養(yǎng)其成為具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的復(fù)合應(yīng)用型人才。

一、課程信息

新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)立的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程總計(jì)96學(xué)時(shí)，其中，理論課程為64學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程為32學(xué)時(shí)。

材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是以材料科學(xué)基礎(chǔ)理論為基礎(chǔ)設(shè)立的課程，實(shí)驗(yàn)課程包含：典型金屬晶體結(jié)構(gòu)模型，金相顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)及使用，金相試樣的制備，位錯(cuò)蝕坑的觀察與分析，結(jié)晶及晶體生長(zhǎng)形態(tài)的觀察，晶粒度的測(cè)定及評(píng)級(jí)方法，二組分合金系統(tǒng)相圖的繪制以及三元合金組織的觀察與分析，實(shí)驗(yàn)類型分為驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)以及創(chuàng)新。通過(guò)該課程，學(xué)生對(duì)晶體結(jié)構(gòu)、材料的相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變以及晶體缺陷等基礎(chǔ)知識(shí)有更加深入的理解，具備材料制備、監(jiān)測(cè)以及分析的能力［1］。

二、課程改革實(shí)踐

（一）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

注重將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)踐實(shí)際相結(jié)合，增加綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之間內(nèi)在聯(lián)系不足，獨(dú)立性較強(qiáng)，因此，可以采用重構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的方式進(jìn)行教學(xué)。在綜合性實(shí)驗(yàn)中整合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以材料熱處理相變主題為例，在材料熱處理的過(guò)程中，材料的尺寸和體積會(huì)發(fā)生一級(jí)相變，伴隨著材料內(nèi)部的組織和性能等微觀結(jié)構(gòu)的變化，材料熱處理是通過(guò)控制和改變材料的相組織轉(zhuǎn)化而實(shí)現(xiàn)的［2］。因此，可以從測(cè)量材料體積、顯微觀察材料組織以及觀察材料性能表征三個(gè)教學(xué)方向設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以此為結(jié)構(gòu)構(gòu)建材料熱處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。該教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建方式能夠幫助學(xué)生直觀地觀察到材料變化狀態(tài)，建立對(duì)材料結(jié)構(gòu)、工藝以及性能等多要素之間制約影響關(guān)系的正確理解，從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心從知識(shí)體系向探索轉(zhuǎn)變，逐步引導(dǎo)學(xué)生建立創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力［3］。

材料熱處理相變主題中還可以設(shè)立測(cè)量與觀察固態(tài)相變等系列綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在該綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)前期，要求學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行查閱，建立初步的了解，并擬設(shè)材料熱處理實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)展的過(guò)程中，教師引導(dǎo)依據(jù)學(xué)生擬設(shè)的材料熱處理實(shí)驗(yàn)方案開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)課程主要以分組實(shí)驗(yàn)的形式開(kāi)展，探究在不同熱處理?xiàng)l件下材料的相結(jié)構(gòu)變化，可以根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)際情況進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，再將各組進(jìn)行輪換［4］。通常情況下，可以將學(xué)生分為三組，第一組測(cè)量并對(duì)比分析材料相變前后的比容變化，要求學(xué)生利用電子天平對(duì)材料熱處理前后的比容變化進(jìn)行分別測(cè)定，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，分析熱處理后材料的體積變化與晶體結(jié)構(gòu)變化的情況，并分析材料相變；第二組顯微觀察并分析熱處理前后材料的相變狀態(tài)，該組學(xué)生采用金相顯微鏡對(duì)熱處理前后材料的相變狀態(tài)進(jìn)行觀察，在觀察后由學(xué)生繪制該材料的微觀形貌，并對(duì)繪制出的材料微觀形貌進(jìn)行分析，判斷該材料的內(nèi)部組織是否發(fā)生相變；第三組測(cè)量并分析熱處理前后材料的熱膨脹曲線，使用固體線膨脹系數(shù)測(cè)定儀、光杠桿、溫度計(jì)以及尺讀望遠(yuǎn)鏡等熱膨脹系數(shù)測(cè)定儀，通過(guò)測(cè)量材料受熱后的變化，繪制該材料的熱膨脹曲線，并要求學(xué)生通過(guò)繪制的材料熱膨脹曲線，判斷該材料內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的變化情況，并分析相變。以材料熱處理的相變?yōu)榻虒W(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的主體，設(shè)立綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以激發(fā)學(xué)生對(duì)材料的興趣和求知欲，幫助學(xué)生建立對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的深度理解，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和綜合分析能力，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題以及應(yīng)用理論知識(shí)解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生提供參加科技創(chuàng)新項(xiàng)目的渠道，以求在實(shí)踐中提升其綜合能力［5］。需要將材料科學(xué)的發(fā)展前沿和最新成果等新內(nèi)容納入課堂之中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新材料，并根據(jù)學(xué)校實(shí)際項(xiàng)目情況，將教師的研發(fā)成果納入教學(xué)中，提高教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性，避免學(xué)生認(rèn)為學(xué)無(wú)所用，增強(qiáng)理論知識(shí)與工程應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)性，提高教學(xué)效果。

（二）革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力為教學(xué)目的，利用實(shí)例教學(xué)提高高校學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教學(xué)效果。結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容針對(duì)性地添加實(shí)際案例，講解理論知識(shí)在工程中的應(yīng)用，如精密軸承因精度下降而報(bào)廢的原因，需要學(xué)生具備將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際工作和生活中的能力，并思考精密軸承因精度下降而報(bào)廢的原因、導(dǎo)致精密軸承精度下降的原因以及精密軸承精度下降對(duì)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響等問(wèn)題，并根據(jù)提出的問(wèn)題，分析相應(yīng)的解決方式，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案［6］。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)后進(jìn)行實(shí)際操作，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成質(zhì)量問(wèn)題鑒定并與理論知識(shí)相結(jié)合。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以將學(xué)生分組，并以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行專題研究，在課堂上，分組匯報(bào)，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，并與其他組別的同學(xué)共同討論，最后，由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并指出各組實(shí)驗(yàn)方案中的問(wèn)題和改進(jìn)方式。改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)材料的自主性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)踐能力，深化了學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的理解和應(yīng)用能力［7］。

采用多元化的材料教學(xué)方式，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中。在2022年教育部發(fā)布的《教育部2022年工作要點(diǎn)》中要求積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，推進(jìn)教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，提高教學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級(jí)的速度［8］。在此背景下，探索互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在材料教學(xué)中的應(yīng)用，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式難以表述清晰的知識(shí)內(nèi)容使，用視頻、圖片以及動(dòng)畫(huà)演示等方式直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生建立對(duì)抽象知識(shí)的直觀理解，尤其是在位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)、晶體結(jié)構(gòu)、缺陷以及凝固等方面的知識(shí)。也可以引入自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立圖像共享且高效率的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系，教師和學(xué)生在顯微鏡下操作和觀察影像，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享［9］。請(qǐng)學(xué)生自行設(shè)計(jì)并制作硅單晶的位錯(cuò)蝕坑試樣，并觀察其制作效果，繪出其形態(tài)及分布。運(yùn)用新媒體技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)資源共享，使學(xué)生能夠直觀地了解各種晶體結(jié)構(gòu)和缺陷的形成過(guò)程，使教學(xué)內(nèi)容具體化，易于學(xué)生理解和掌握。

采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，指的是學(xué)生在課外時(shí)間瀏覽觀看教師的視頻講解。教師需要將材料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻進(jìn)行錄制，以觀察位錯(cuò)蝕坑的實(shí)驗(yàn)為例，教師按照實(shí)驗(yàn)的流程、操作要點(diǎn)以及知識(shí)重點(diǎn)，對(duì)硅單晶位錯(cuò)蝕坑試樣制備流程進(jìn)行錄制，并對(duì)試樣制作的流程和步驟進(jìn)行詳盡說(shuō)明，錄制后上傳至雨課堂讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)，從而幫助學(xué)生更好地理解硅單晶位錯(cuò)蝕坑試樣的制備過(guò)程。教師通過(guò)雨課堂查看學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況，包括線上學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作視頻觀看進(jìn)度等數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)從多個(gè)角度來(lái)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，指出其中的問(wèn)題，并進(jìn)行及時(shí)的指導(dǎo)和糾正。從而有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間利用率，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)課堂的主體，激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)材料的興趣。其次，可以充分利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師將實(shí)驗(yàn)思維導(dǎo)圖的主干圖上傳至雨課堂軟件中，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)思維導(dǎo)圖進(jìn)行填充，思維導(dǎo)圖主要包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及注意事項(xiàng)等，要求學(xué)生根據(jù)上述思維導(dǎo)圖框架進(jìn)行填充，使其對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體脈絡(luò)建立清晰的了解，并能夠知道該節(jié)實(shí)驗(yàn)課程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)展中，要求學(xué)生按照實(shí)際實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果將思維導(dǎo)圖進(jìn)行細(xì)化，并以開(kāi)放式思維導(dǎo)圖的形式提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行發(fā)散式思考，挖掘腦內(nèi)與此次實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的知識(shí)線索，并呈現(xiàn)在思維導(dǎo)圖之中，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)以往知識(shí)的記憶，提高學(xué)生的發(fā)散思維能力。

采用多樣化的考核形式，考核的主要內(nèi)容是考查學(xué)生對(duì)材料相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用能力。根據(jù)不同層次要求的實(shí)驗(yàn)，采取針對(duì)性的考核內(nèi)容和形式。如大型綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告課后題、科技論文等，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)評(píng)估中，增加過(guò)程性評(píng)估的比重，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生階段性學(xué)習(xí)成果，過(guò)程性評(píng)估主要包括網(wǎng)課的學(xué)習(xí)情況、課堂實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、課堂討論課、課堂實(shí)驗(yàn)以及課前預(yù)習(xí)等方面。其中，課堂實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)采用師生共同評(píng)價(jià)的方式，評(píng)估結(jié)果由教師評(píng)估和學(xué)生互評(píng)組成，增加考核評(píng)估的公正性。

（三）提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)配備

打造以材料技術(shù)為核心的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制，聯(lián)合企業(yè)和科研院所，采用項(xiàng)目任務(wù)教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)，推行項(xiàng)目小組制和雙導(dǎo)師制，雙導(dǎo)師即高校專職教師與企業(yè)兼職教師。聘請(qǐng)企業(yè)工程技術(shù)人員在校內(nèi)定期進(jìn)行教學(xué)，并將實(shí)際工程企業(yè)中材料的應(yīng)用案例納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，拓寬學(xué)生對(duì)新材料的認(rèn)識(shí)和理解，激發(fā)學(xué)生對(duì)新材料研究的學(xué)習(xí)動(dòng)力，豐富材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的工程實(shí)踐價(jià)值。在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)上，要強(qiáng)化專職教師和兼職教師的整合，充分發(fā)揮專職教師的理論研究?jī)?yōu)勢(shì)和兼職教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，打造兼具理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的師資隊(duì)伍。為高校教師提供與企業(yè)和科研院所的溝通渠道，建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。打造校企精準(zhǔn)協(xié)同體系，培育復(fù)合應(yīng)用型人才。

根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，提高現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備質(zhì)量和數(shù)量。高效開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提是具備良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和足量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為師生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供有效支持。建立實(shí)驗(yàn)設(shè)備定期檢修制度，由專人負(fù)責(zé)，并形成記錄。定期對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行檢查和修復(fù)，確保在實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展的過(guò)程中，避免實(shí)驗(yàn)設(shè)備不良對(duì)教學(xué)質(zhì)量和效果產(chǎn)生影響。在每節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后，要求負(fù)責(zé)人對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行檢查和整理，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備存放條件進(jìn)行存放。

學(xué)?？梢赃x擇性地引入材料虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是采用虛擬交互技術(shù)和渲染引擎構(gòu)建的高度仿真系統(tǒng)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的互動(dòng)性、高安全性、使用便捷以及較低的成本等特點(diǎn)，由于在實(shí)際教學(xué)中部分材料實(shí)驗(yàn)成本過(guò)高、實(shí)驗(yàn)操作危險(xiǎn)性較高、實(shí)驗(yàn)設(shè)備損耗以及實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展受限，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠使學(xué)生全面體驗(yàn)多種實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生在操作過(guò)程中能夠看到接近于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)效果，虛擬仿真系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的直觀演示能夠幫助學(xué)生建立對(duì)抽象理論知識(shí)的理解，教師可以最大限度地發(fā)揮該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生切身體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，幫助學(xué)生構(gòu)建材料學(xué)習(xí)思維，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的理解。其次，操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)閷W(xué)生日后參與工作或研發(fā)建立更好的基礎(chǔ)，能夠幫助學(xué)生更好地適應(yīng)日后的工作與研究。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠幫助教師更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核，學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作流程、操作要點(diǎn)以及相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的考核，由系統(tǒng)判定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況，并為教師提高評(píng)分依據(jù)。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有更新方便的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室需要定期更換和更新現(xiàn)有硬件設(shè)施，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，很容易造成硬件設(shè)施被損壞等情況，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)更新成本較小、更新周期短，使得教學(xué)開(kāi)展更高效。

三、結(jié)語(yǔ)

材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)探索并革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容等方面，有效轉(zhuǎn)變了以往單一枯燥的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的互相促進(jìn)和協(xié)調(diào)發(fā)展，深化了學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力、分析問(wèn)題能力以及解決問(wèn)題的能力等等，通過(guò)革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)配備，逐步引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生材料學(xué)習(xí)的積極性，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)新材料進(jìn)行了解和學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供渠道開(kāi)展新材料研究，為人才構(gòu)筑平臺(tái)。

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