材料类实验教学质量分析范文

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高等教育要求本科学生不仅要有扎实的理论基础，还要具备较强的实践和创新能力，这就决定了高校人才培养的主要模式是实践教学与课堂理论教学相结合。而课程实验教学是学生接触最多的一种实践教学方式。它涉及实验设计、操作、思考、组织、评价等诸多方面，对培养学生的动手能力、创新能力、独立思考能力以及解决问题能力等，具有课程理论教学不可替代的作用。目前，各理工高校已经通过增加实验教学课时、加强实验室建设和实施实验教学改革等方法强化实验教学，使得实验教学在人才培养体系中所占地位和作用在逐步增强。由于材料科学的重要性日趋提高，越来越多的理工高校设置了材料类专业，或将材料课程列为重要的专业基础课程。虽然材料类的课程实验教学在教学体系和实验室建设上已有很大发展，但在具体执行方面仍处于探索阶段。如何高质量地进行实验教学，让实验教学起到应有的教学效果，达到预定的人才培养目标，仍是高校实验教学中面临的难题。近年来，围绕提高实验教学质量这一目标，我校材料系在加快实验室建设的同时，鼓励和支持教师放开手来进行实验教学改革。在这种环境中，作者根据自己在实验教学过程中的改革尝试，并结合学生的问卷调查和面对面交流，浅淡对提高实验教学质量的体会。

一、提高学生实验兴趣，增强自主性和积极性

材料类的课堂教学往往偏重理论介绍，只能产生概念理论上的认识。不仅容易让学生感觉枯燥，而且难以学以致用。而实验教学正好可以弥补这方面的缺点。但是，现有的实验课程设计往往没有考虑学生的需求和感受，仅仅是教师给出具体的实验内容、实验步骤和实验条件，学生按照老师要求或者实验指导书中固定的模式去操作，获得预知的实验结果就行。这种传统的实验教学过程以教师思维为主体，学生处于被动思维的实验教学模式下进行的。这样就抑制了学生的创造性，无法培养学生的独立思考能力和创新能力，并且在很大程度上降低了学生的实验兴趣和实验效果。针对这种实验模式的局限性，我们开设了一些在设计性和探索性方面具有更高要求的研究型课程实验项目。通过扩充实验内容，增加实验材料和实验设备后，让学生选择感兴趣的实验内容进行实验。然后学生查阅相关资料，自己设计实验路线和实验步骤，完成预定的实验目标。例如在多孔材料的比孔容测定实验中，我们不再为学生固定活性炭作为唯一吸附剂，而是让学生查阅资料后选取自己感兴趣的多孔材料，并根据材料性质选择合适的吸附质，然后自行设计实验方案来测定多孔材料的比孔容的容积分布。这种方式让学生更能体验到实验的快乐，激起学生的求知欲和探索激情，启发和培养学生主动实践的能力。事实证明，这种方式更能培养学生独立思考能力和激发学生的实验兴趣，实现理论与实践有机结合的目标，发挥实验主体的作用。

二、做好准备工作，提高实验效果

实验教学是锻炼学生动手能力、发现问题并解决问题能力的过程。但在老师布置实验内容和实验目标，并要求学生参考实验指导书进行实验操作后发现，部分学生不预习、不思考，看一眼实验指导书，动一下手，离开实验指导书就无从下手的局面。使得实验操作过程中经常出错，遇到问题无法解决，最终无法完成实验而使学生的实验积极性严重受挫，学生在这样的实验教学中的收获是非常有限的。针对这种情况，我们采取的措施是，要求学生进行实验前预习，查阅相关文献，并在实验开始半小时前进行考查，回答与实验相关的问题，并能流畅地讲述实验内容和实验方法后才允许动手实验。这样，学生做到了心里有数，从容操作，大大降低了实验失败的几率。这种方法虽然让部分学生在实验前颇有怨言，但通过实验后对学生的调查问卷了解到，96%的学生认为这种要求合理，这种考查对自己高效地完成实验具有很大的帮助。

三、加强过程管理，优化人员分组方式

一般来讲，由于实验室条件的限制，或者一些复杂的材料课程实验需要学生相互配合才能完成，这样，对学生进行分组实验是我们常采用的实验教学途径。分组实验有利也有弊，弊端是部分学生过于依赖小组的其他成员，不积极参与实验操作，然后直接抄袭别人的实验结果，而部分求知欲强的学生则为不能独立完整地进行整个实验操作而遗憾。但分组实验也有自身优势，同学们通过合作实验，可增强学生的团体合作精神，还能相互学习，尤其有益于提高动手能力弱的学生的实践技能。因此，分组实验还是值得提倡。我们通过对比单人、二人组和二人以上的多人组实验后发现，在多人组实验的人数配置上，两人组是相对最好的分组方法，既能满足学生有完整实验操作的机会，又可以相互讨论和相互学习，大大提高实验效率，而通过与学生的交流发现，这也是最受学生欢迎的分组方法。

四、实验形式多样化，动手实验与模拟实验相结合

目前材料类专业的实验形式大多局限于实验室的动手操作中。而在计算机蓬勃发展的今天，以计算机为平台的虚拟实验技术能起到不一样的教学效果，急需引入到部分材料实验课程中。例如我们材料系在《材料晶体化学》课程实验中，除了采用传统的球棍实物模型外，还建立了虚拟实验平台，通过这个平台，学生采用计算机操作来模拟材料的单晶胞和整体晶体结构的构建过程，并可灵活调整结构体系中的原子数量，让抽象的微观结构通过宏观构建而多角度、多形式地呈现出来，这是传统的实物模型很难做到的。

五、实验评价客观化

科学的考核评价体系有利于促进教学质量的提高，目前，对大学生的实践评价依据是实验报告，这种缺少对实验过程考核的评价方法过于单一，不能真实客观地反映学生在实验教学中的相关知识、动手能力和素质。尤其对于部分消极对待实验的学生，还可能抄袭或者伪造实验结果，而教师难以一一鉴别就可能给出较高的成绩，这样不仅没有给出真实实验成绩，还会助长学生的不良学习风气。因此，要想真实地评价学生的实践技能，还需要从多方面进行综合评价。为此，我们从学生的学习态度、思维能力、动手能力、实验操作规范能力和实验现象捕捉能力等方面的综合体现来给出学生的实验成绩，具体来讲，学生在进行实验前的文献查阅、预习报告、回答问题、实验操作过程以及实验报告等多环节来分配实验成绩，最后进行综合评价。这种评价方法虽然加大了教师的工作量，但是可以更客观地反映学生的实验成绩。

六、强化综合课程实验

一般来讲，为单门课程服务的实验很难系统完整地展示整个专业技能，如对材料类专业来讲，单科的课程实验教学不能让学生系统掌握完整的材料制备和研究过程（从材料设计和制备，到材料结构和性能的检测分析）。为此，我校材料系遵循特色性与系统性相结合的原则，在单科课程实验基础上，加强了开放性的综合实验课程。具体来讲，以高分子复合材料和陶瓷材料体系为目标材料，要求学生在查阅文献的基础上，设计原材料配比和实验路线，并列出实验参数和所用设备，制备出感兴趣的高分子材料和陶瓷材料样品，并进行样品性能和结构的检测分析。通过综合实验教学，我系本科生的实践能力进一步大幅度提高，不仅具有熟练的大型生产设备操作能力，还掌握了多种现代化检测手段。这样，学生在校园里就能了解与生产实践相关的技术和研究技能，毕业后能很快应技术型和研究型工作岗位。

七、结束语

近几年来，通过实验教学的改革，我校材料系本科生在实践能力和创新能力等方面都有显著提高，学生对材料学科的兴趣也得到了大幅度提升，毕业生无论在科学研究岗位上，还是在工程技术型岗位上都能很快地适应。目前，从就业单位的反馈信息来看，我系本科毕业生得到了他们的一致好评，这说明我系实验教学研究的改革顺应了高校本科教育的发展方向，符合社会发展的需求。今后，在现有的教学实验改革成果基础上，将在实验室建设、实验教学内容和实验教学方式、手段、队伍管理及实验教学模式上继续完善，进一步提高本科教学质量。

作者：杨志红 徐建梅 单位：中国地质大学（武汉） 材料与化学学院