《无机材料综合实验》教学体系的改革与实践

2020-02-17向柏霖胡杨剑

山东化工 2020年1期

向柏霖，张莉，胡杨剑，陈桂

(怀化学院化学与材料工程学院，湖南怀化 418000)

《无机材料综合实验》是材料化学本科生一门非常重要的专业基础课程，通过该课程学习可提高学生的动手能力，加深学生对专业理论知识的理解和运用、培养学生的兴趣，提高学生的创新意识和科研素质。在我校，该门实验课程主要开设对象为材料化学专业大三的学生。但在以往教学过程中，实验项目都是固定的，虽然涵盖范围较广泛，但实验实验方案、实验仪器、实验药品及实验步骤都已经预定好，学生在实验过程中仅仅是参照书本上写好的实验步骤过一遍，造成学生被动的完成实验，实验过程枯燥，学生发挥自己的主观能动性机会较少，难以起到培养学生创新意识和科研素质的作用。因此，改革这门实验课程的教学方法和体系成了当务之急[1-2]。

本文通过对这门课程进行开放实验教学的探索，更加重视学生创新能力和科研能力的培养，充分发挥学生的主动性，对学生的专业能力和综合素质有很大的帮助。

1 实验教学目标

《无机材料综合实验》以介绍无机材料学领域的基础理论为目的，主要探材料的结构、制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系，既有很强的理论性，又有很强的应用性，是为学生加深基础理论知识的理解与运用、提高动手能力和联系实践生产而开设的实践环节，是提高知识运用能力、加深理论联系实际的理解、提高独立解决问题的重要途径[3]。

本课程除了要求学生要掌握一般材料制备检测的基本方法和技能外，还要求学生能根据所学的材料基础知识设计实验，并学会选择和使用各种测试仪器。要求学生能掌握无机材料的基础知识，满足材料学科对学生的的综合要求，同时还有材料科学研究的基本素质，有独立自主的学习意识、较强的动手能力和创新意识[4]。

2 旧实验教学体系的弊端

2.1 实验内容不合理

已有的实验项目多为验证性和制备性实验，实验步骤和实验仪器过于简单，实验方案固定不变，学生实验时按定好的实验步骤做一遍，多数人只是走走过场，完成任务，并没有深入到实验本身去探讨和研究实验现象，难以起到对所学知识的巩固和运用的作用。同时部分实验项目还与其他实验课程的实验项目重复，如《无机非金属材料实验》《材料合成实验》和《材料化学实验》等课程。需要对实验项目进行改革更新。

2.2 实验教学方法有待改进

实验过程中涉及到的实验原理、实验仪器和实验方法等内容，尤其是一些大型的测试仪器，一般尺寸较大，且场地有限，无法在实验教学中将其内部结构和原理完全讲解清楚。并且每批实验学生较多，在实验前仅靠口头讲解，难以面面俱到，生动讲解，造成学生理解困难，在实验过程中产生较多的问题。

2.3 教学硬件设施不足，实验设备缺乏

由于我校的材料化学专业开办时间不久，因此有些教学设施和实验设备还不够齐全，而且试验场地有限。尽管这几年学校购置了很多仪器，但基础仍然较差，仪器数量也难以满足本专业的教学需求，实验室建设有待进一步加强。

3 《无机材料综合实验》教学体系改革措施

3.1 修整教学内容

根据实验教学大纲的要求，结合材料化学的专业培养需要，将《无机材料综合实验》的实验项目进行整理修改，剔除与其他实验课程重复较大的实验项目，同时将实验内容归纳为两大类：常规实验和综合开放类实验。

常规实验包括一些经典的验证和制备实验，目的是使学生通过这些经典的实验锻炼动手能力，熟悉常见的无机材料的制备及检测方法。而综合开放类实验则是教师根据大纲的要求，给定学生的实验题目，限定实验范围、条件和实验仪器，让学生自己查找资料，确定实验方案。并对学生的实验方案在实验前进行评价、指导和修改，引导学生正确利用知识，养成科学严谨的学习态度。积极引导学生参与知识的发现、整理和创新思维模式的培养。

3.2 加强实验室建设

近几年来，我校通过中央与地方共建项目，已经购置了很多材料测试仪器，如XRD、电镜、激光粒度仪、各式高温炉等设备，极大的丰富了教学内容和教学手段。另外实验室应再根据实验需要，购置多一些低价值的小型仪器，尽量保证每位同学都能动手操作仪器，增强学生的参与感和动手能力。同时要加强实验场地的建设及教学设备的建设，如每个实验室能加装投影仪等，使老师的教学手段更加生动和多样。

3.3 改革考核评价方法

以往采取平时成绩+末考成绩的评价方法，平时成绩主要参考实验报告，末考成绩则为期末出的实验考试试卷成绩。实验报告学生有很多都是抄袭，很难给出客观公证的评价，而末考成绩大部分同学则是期末突击复习，从而忽视平时的实验操作，与教学大纲的培养目标相去甚远。改革后将实际动手能力加入到评价体系内，采取评价实验方案+实验态度+实验结果及分析来确定实验成绩。第一部评价实验方案，若是常规实验就根据学生的实验预习报告和实验报告进行打分，开放式实验则根据交上来的实验方案，根据方案的可行性、完整性和资料的查阅详细度来打分，并做修改；第二部分实验态度，在实验过程中，根据学生的实验态度、操作规范和实验习惯进行打分；第三部分实验结果及分析，根据学生的实验结果，主要是根据实验成功率及实验完成后对成功或失败的原因分析情况打分。实验的总成绩综合以上三个分数来决定，以上三个分数各占三分之一的比例。