梁姣利，贾雪娅

(伊犁师范大学化学与环境科学学院，新疆 伊宁 835000 )

教育是国之大计，加快推进教育现代化，坚持深化教育改革创新，培养应用型，创新型，复合型人才是新时代特色社会主义背景下对高等教育培养人才的要求。实验教学工作是高校人才培养体系中重要的组成部分，是培养学生实践能力和创新精神的高素质应用性人才的重要途径[1-3]。实验教学是学生在理论学习的基础上，对所学理论知识进一步的加深与巩固。实验教学使学生获得传统知识和技术，锻炼学生的动手能力，分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新精神，是其他教学不可比拟的。

材料化学专业实验教学是与理论知识相关联又独立的教学，是实践教学的重要环节，对大学生的实践技能，创新能力的培养起到至关重要的作用。随着教育改革的不断强化，深化实验室教学体系改革也成为培养应用-创新型人才的重要方面。

1 材料化学实验教学的现状与存在的问题

1.1 实验教学体系系统性差

高校的实验教学与理论教学具有一定的联系，又具有一定的独立性。材料化学的实验课基本都是依附于材料化学理论课的基础上进行教学，几乎没有单独设置实验课程。课程设置分列出金属材料、高分子材料、无机材料三个方向，形成“单一课程，单一实验室，单人管理”的模式，各个实验课之间，实验项目之间脱节，没有形成连贯性和系统性[4]。

1.2 实验教学内容滞后

高等学校开设的材料化学实验课程多为基础验证性实验，几乎不存在设计性实验，综合实验以及探究性等多层次实验[5]。基础型验证实验内容都是比较传统，经典的实验，教学内容更新慢，无法体现现代学科发展前沿的知识，部分内容明显滞后于学科研究的发展。基础型验证实验仅仅是学生按照教师或者实验指导书的要求进行操作，不让或者很少让学生进行独立思考和细致观察，很难激起学生的学习兴趣，培养学生的创新和探索等科学素质[6-7]。

1.3 实验教学形式，方式单一

材料化学实验教学模式是按照教材或者讲义(实验指导)，告知学生实验目的、实验原理、实验方法、实验注意事项以及实验数据记录表格等。在学生进行实验之前向学生详细讲解实验全过程，学生只需要按照实验步骤操作一遍。实验教学方式单一，教师在课堂进行板书讲解，多为“言传身教”的教学方式，学生需要有限的空间和时间内掌握实验要领，这种单一的教学方式会限制教学质量的提升[8]。

2 材料化学实验教学改革的重要意义

目前，材料化学实验教学内容主要集中在验证性实验和常规性实验操作，学生独立操作实验的机会少，造成学生缺乏自主学习能力，思辨能力，创新能力以及探究精神。依据学校材料化学专业人才培养目标体系-培养具有创新意识的应用型人才，实验教学不仅要求学生掌握实验操作的基本技能，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，而且要求学生具有很强的创新性，即就是能在现有知识和经验的基础上，提出新问题并设计新实验，探索新观点，最终形成新思想或者新理念。因此，进行材料化学实验教学改革可以改善目前材料化学的实验现状，提升教学质量，增强学生的思辨能力，逻辑思维能力，探索精神等，同时对培养具有创新意识的应用型人才具有十分重要的意义。

3 材料化学实验教学改革

现有的实验教学体系，教学内容，教学方法很难满足新时代深化教育改革的要求，不能完全适应具有创新意识的应用型人才培养目标和体系。材料化学实验教学改革势在必行，结合学校专业的教学现状，对实验教学改革设想为：

3.1 材料化学实验教学体系的构建

材料化学实验在培养学生的实践能力、创新能力、思辨能力等起着重要的作用，但是传统的实验教学基本都是依附于理论教学，强调对理论知识的巩固和理解，弱化了创新，创造能力的培养。材料化学实验室之间相对独立，封闭性较高，实验室之间关联性较差；相近课程之间购置重复设备和仪器，重复利用率低，提高实验室建设经费资本。实验室师资队伍结构不合理，技术人员总量不足，基本都是兼职教师，没有专职的实验教师，具有高水平的专职实验教师就更没有了，造成实验教学质量不高[9]。

针对上述情况，首先，要求材料化学实验教学可以形成独立的教学体系，设立实验课程的教材，教案，教学大纲，教学进度等，实验课的教学目标必须与培养具有创新意识的应用型人才目标相适应，实现实验教学独立的课程体系。其次，各实验室之间应寻找关联点，有机的将金属材料、无机非金属材料、高分子材料三大材料方向结合起来，构建成专业大类相同的知识和技能的平台实验室。建立材料制备与合成实验室，材料结构实验，以及材料性能测试与表征实验室，三个实验室由材料制备-材料结构分析-到材料性能测试与表征形成系统的材料综合实验，实验室之间相互关联，形成连贯性和系统性。在实验教学中系统性，综合型实验室可以使学生从材料制备做起，对材料的结构进行分析，进而对材料的性能进行测试与表征，最终学生通过汇总和分析实验的各种信息和数据[10]，培养学生全面的实验综合能力，良好的逻辑思维能力，创新能力，以及探索精神等。

最后，学校或者学院应该制定相关的政策，加强实验室教师建设工作，培养一批具有高水平的实验教学带头人，稳定实验教学骨干队伍，聘请材料化学行业企业专家骨干参与学校的实验教学和实验室建设，做到实验教学成果与科研成果同样的奖励措施。

3.2 实验教学内容设计

材料化学实验是以材料为对对象，以化学为手段，研究材料的制备，结构与性能之间的关系，进而创造新材料的课程[11]。传统的材料化学实验教学内容为大多为孤立的验证性实验，实验项目之间没有关联，没有形成一套完备的材料制备，结构与性能分析的科研理念，只是为了实验而实验，学生的创新能力，探索能力等科学素养无法培养。实验教学内容改革考虑以下几个方面：

(1)教学内容层次化：建立验证型、趣味型、综合型、设计型等多层次的实验内容。

实验教学内容主要由验证型实验向趣味型、综合型、设计型、探究型等转化，缩小验证型实验的课时量，增大趣味型、综合型、设计型、探究型实验的课时量。

趣味型实验可以设置一些与工业生产相近的实验或者设置一些与生活紧密联系的生活材料的实验，例如涂料、陶瓷粉体制备，护肤品、有机玻璃相框、隐形眼镜等实验。趣味型实验激发学生上实验课的兴趣，使学生自主对实验内容进行分析，进而设计实验内容，优化实验条件，制作出符合自己心意的“产品”。趣味型实验可以培养学生对科学的浓厚兴趣，创新能力以及自主探索新知识的科学精神。

综合型实验的内容复杂，涉及的知识范围很广，包含不同的知识点。综合型实验内容可以将金属材料，高分子材料，无机材料两者或者三者内容混合设置在一个实验项目里面，例如Sic改性环氧树脂材料的制备与表征，学生在实验过程中可以切实感受到无机材料与高分子材料的区别与联系。此类实验可以从材料应用出发，采用“材料应用→材料所需性能→材料结构分析→选择原材料”的逆向思维，设计确定好实验的原材料，开始制作实验“产品”。按照“原料选择→材料制备或合成(包括实验方法的选择，制备或合成仪器的选用)→材料性能的检测和表征”的实验内容进行实验，在实验过程中学生不但巩固所学的理论知识，锻炼实验技术能力和实践能力，并建立正确的逻辑思维能力和培养严谨的科研态度。

设计型实验是教师预先给定实验设计的要求，学生通过查阅相关的文献著作和资料，自主独立设计实验方案并完成实验。在实验的过程中，学生要对实验现象、实验数据和实验结果进行记录，实验失败要分析原因，并给出改进措施，不断进行探索和尝试；实验成功要总结规律，并对实验的影响因素进行分析，形成实验报告。设计型实验不但锻炼学生发现问题，分析问题进而解决问题的能力，充分发挥学生主观能动性，体现“学生为主体，教师为主导”的教育理念，而且培养学生事实探究能力和实践创新能力科研素质。

(2)教学内容与科研接轨：以科研成果为基础，培养学生创新-应用能力。

目前，材料化学实验教学内容更新慢，部分实验内容与学科发展前沿落差较大。为此，实验教学内容融合教师科研成果，将科研项目成果进行提炼，依据学校现有条件，设置符合本科要求的实验内容。“玻纤增强环氧树脂耐磨防腐涂料”、“纳米多孔金属的结构与性能研究”、“以分散剂表面张力控形的聚合物制备研究”等科研项目经过提炼，可以结合项目内容设置具有创新型的研究型实验。学生在实验的过程中接触到最新的研究成果，对学科发展前沿有所了解，提高学生的科研兴趣，培养学生在科研成果基础上进行创新，创造的能力。除此之外，学院与地区相关的企业进行“零距离”沟通，获得企业所需的高技能应用型人才所需的实践技能，实验教学内容围绕企业要求设置，提高学生实践应用能力。

3.3 教学形式，方法改革

材料化学实验教学方法沿用传统的教学方式，在有限的空间和时间内进行教学，学生按照讲义进行实验操作，学生很难在有限的空间和时间内学习和掌握实验内容的全部知识点，这种单一的教学方式，教学方法降低学生兴趣，限制教学质量的提高。实验教学方法改革可以充分提高学生的学习兴趣，使学生在无限的时间和空间内学习掌握实验内容，更快更好地掌握实验知识与操作[12]，并使学生能运用已有的知识积累，自主独立设计实验、探究实验。

(1)实验室面授为主，多媒体教学为辅

充分利用网络教学平台，将实验的内容，实验操作演示以MOOC网络课程呈现给学生，在视频中突出实验的重点，难点，实验注意事项等等，让学生在上实验课之前对实验设备和仪器的使用方法和实验内容有直观的认识，实验课上进行亲自操作，学生可以较快地熟悉和掌握实验内容的知识点。在学校现有的条件下，有些实验项目(高温，高压危险项目或者没有仪器设备)无法开展，通过模拟仿真实验过程，演示实验过程，使学生对实验课内容有前面的了解和掌握，拓宽学生的视野，毕业后能够快速地适应企业。建立材料化学实验网站，开辟学生答疑、讨论区，学生对在预习实验，操作实验以及对实验结果存在的问题进行提问和讨论，教师定期进行答疑。多媒体教学可以弥补传统教学的时间、空间限制，发挥学生主观能动性，自主学习，培养创新、探索的能力。

(2)教学由“以教师为主”转变为“以学生为主体、教师为主导”，即就是教学方法从教学模式向启发式、讨论试，探究式转变，进一步激发学生的自主学习积极性和创造、创新能力。

实验教学内容多为综合型实验和设计型实验，教师给出实验课题，学生带着实验课题查阅相关文献资料，设计实验方案。在实验课之前，学生们对查阅的资料和实验方案进行讨论，加深学生对实验课题的理解。学生以小组的形式向教师汇报资料查阅情况和方案设计情况，教师对各实验方案进行指导，学生再进行实验操作。这种启发式、讨论试，探究式教学方法改善教学效果；提高学生的科研兴趣；培养学生的逻辑思维能力，完全适应用-创新型人才的培养目标体系。

4 结 语

坚持深化教育改革创新，改革实验教学体系是现代化教育的要求。培养应用-创新型人才要求我校材料化学实验课进行课程改革：采用多媒体教学辅助手段，使用启发式，讨论式等教学方法，设置与科研，企业接轨的学科发展前沿的教学内容等。构建完善的教学体系，更新教学理念和教学内容，改革教学方法，不断探索新的教学模式，对培养复合型，创新型与应用型的人才具有十分重要的意义。