時(shí)間：2023-03-10 14:52:56
緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇材料化學(xué)教學(xué)，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
因材施教,靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法在授課環(huán)節(jié)中,我們倡導(dǎo)主體性教育,重視發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,改變了以往教學(xué)中教師為主導(dǎo)、學(xué)生為被動(dòng)的填鴨式教學(xué)模式,采取講授與自學(xué)相結(jié)合、講解與討論相結(jié)合的開(kāi)放互動(dòng)式教學(xué)模式。我們引導(dǎo)學(xué)生在新課之前進(jìn)行預(yù)習(xí),課上有針對(duì)性的提出問(wèn)題,這不僅增強(qiáng)了學(xué)生自己思考問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力,還有助于增強(qiáng)老師對(duì)講授內(nèi)容的把握,促進(jìn)教學(xué)過(guò)程中的師生互動(dòng),使教與學(xué)真正統(tǒng)一起來(lái)。此外,我們嘗試在每一章節(jié)結(jié)束后安排幾個(gè)學(xué)時(shí)的課堂討論,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展,總結(jié)和整理材料方向的最新研究成果,以PPT的形式進(jìn)行簡(jiǎn)短匯報(bào),這種課堂交流的形式,不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,活躍了課堂氣氛,更培養(yǎng)了學(xué)生查閱收集文獻(xiàn)、整理信息、制作多媒體課件、公開(kāi)演講等能力。在教學(xué)過(guò)程中,我們采用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方式。
多媒體作為一種現(xiàn)代化的新型教育手段,相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方式具有信息量大,交互性強(qiáng),形象生動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)[3]。例如在講解材料結(jié)構(gòu)時(shí),使用三維立體圖片、FLASH動(dòng)畫(huà)模擬晶體的多種空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)以及堆積方式,晶體點(diǎn)缺陷與位錯(cuò)形成的過(guò)程,使抽象的微觀世界變得直觀化,學(xué)生在接受知識(shí)時(shí)即可以得到視覺(jué)上美的享受,又可以增強(qiáng)他們的空間想象能力,收到非常好的效果。但是多媒體課件的使用一定要把握好一個(gè)度,如果僅僅是將板書(shū)的所有內(nèi)容復(fù)制到課件上,把課堂教學(xué)變成學(xué)術(shù)報(bào)告,隨著頁(yè)面的切換,反而很難使學(xué)生集中注意力,對(duì)某一個(gè)問(wèn)題有整體的認(rèn)識(shí)和思考,所以我們對(duì)于一些邏輯性比較強(qiáng)的理論知識(shí),一些復(fù)雜的公式推導(dǎo)都會(huì)書(shū)寫(xiě)在黑板上進(jìn)行必要的講解,這樣容易引起學(xué)生的重視,使學(xué)生緊跟老師的教學(xué)思路,達(dá)到教學(xué)同步,產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。
重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè),保證教學(xué)質(zhì)量得益于學(xué)校對(duì)新專(zhuān)業(yè)的大力支持,學(xué)校將材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室面積擴(kuò)大為原來(lái)的兩倍,分為材料合成實(shí)驗(yàn)室和材料性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室兩部分,并引進(jìn)了大批先進(jìn)測(cè)試儀器,使材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室硬件條件日趨完善。這些基礎(chǔ)設(shè)施和先進(jìn)儀器的更新為培養(yǎng)學(xué)生掌握先進(jìn)的材料合成與制備方法,了解高技術(shù)材料性能的最佳測(cè)試技術(shù)起了關(guān)鍵性作用,同時(shí)也為學(xué)院教師與研究生進(jìn)行科研創(chuàng)造了良好的條件。在實(shí)驗(yàn)室軟件條件建設(shè)方面,我們更重視加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),提高教師整體素質(zhì)。我校材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師共計(jì)4人,全部具有博士學(xué)位,具備深厚的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能,科研方向涉及功能配合物材料、納米材料以及多相催化等多學(xué)科交叉領(lǐng)域,符合材料學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)。我們嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)教師認(rèn)真?zhèn)湔n,對(duì)每個(gè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)作,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的細(xì)節(jié)現(xiàn)象做到心中有數(shù),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,采用啟發(fā)式的教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我思考和探索、準(zhǔn)備和完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。這種教學(xué)方法不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛能,改變以往實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的依葫蘆畫(huà)瓢的惰性思想,更鞭策教師通過(guò)各種途徑不斷提高自身素質(zhì),掌握最佳的授課方法,提高教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)了教師和學(xué)生教與學(xué)的對(duì)立統(tǒng)一。
論文關(guān)鍵詞：材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索
材料化學(xué)是一個(gè)理工結(jié)合、學(xué)科交叉的新興學(xué)科，在信息、能源、環(huán)境、航天等前沿科學(xué)領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用。目前, 許多高校設(shè)置了材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn), 我們根據(jù)我校辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際條件,并結(jié)合蘇州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求，建立了與之相適應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)及專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為了讓學(xué)生了解先進(jìn)的材料合成與制備方法，掌握高技術(shù)材料性能的最佳測(cè)試技術(shù)，具體設(shè)置了材料合成與加工和材料性能測(cè)試相結(jié)合的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱[1-2]。本文結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，談一下材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的一些做法和體會(huì)。
重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，保證教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)主要包括兩個(gè)方面，硬件條件和軟件條件。具體的說(shuō)，硬件條件包括實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實(shí)驗(yàn)儀器和大型設(shè)備的購(gòu)置等等；軟件條件包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱制定優(yōu)化，教師隊(duì)伍思想道德素質(zhì)，教育教學(xué)能力等方面的建設(shè)。具備優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)室硬件條件和優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是保證教學(xué)質(zhì)量的必要條件。
1．實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)
必要的基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)條件，是順利開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程，保障實(shí)驗(yàn)室安全的先決條件。我校材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室面積達(dá)到500 m2，實(shí)驗(yàn)室分為材料合成實(shí)驗(yàn)室和材料性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室兩部分，主要承擔(dān)了材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)和本科畢業(yè)論文等教學(xué)任務(wù)。
隨著現(xiàn)代化儀器技術(shù)的高速發(fā)展化學(xué)論文，培養(yǎng)掌握現(xiàn)代化測(cè)試技術(shù)的人才是社會(huì)發(fā)展的迫切需要。為此，我校花大力氣引進(jìn)了一大批與材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)有關(guān)的先進(jìn)測(cè)試儀器，并為材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了現(xiàn)代分析與測(cè)試實(shí)驗(yàn)課程，主要目的是引導(dǎo)學(xué)生全面熟悉和系統(tǒng)掌握測(cè)試材料的常規(guī)科研方法，包括紅外光譜、紫外分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學(xué)分析儀等儀器多種測(cè)試方法的介紹和使用，這些儀器偏向于基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)研究，它有助于學(xué)生掌握材料的各項(xiàng)微觀性能。
同時(shí)，我們還開(kāi)設(shè)了用于研究材料電學(xué)、硬度、力學(xué)等性質(zhì)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器包含了納米Zeta電位測(cè)試儀、體積電阻測(cè)試儀、簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)機(jī)、布氏硬度計(jì)、電熱平板硫化機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、桌型老化試驗(yàn)機(jī)、氧指數(shù)儀等大型儀器。學(xué)生在學(xué)校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后，我們還會(huì)積極聯(lián)系一些相關(guān)的單位，引導(dǎo)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)習(xí)操作，使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識(shí)和具體實(shí)際相結(jié)合。
2．實(shí)驗(yàn)室軟件條件建設(shè)
軟件條件建設(shè)的主要摘要對(duì)教學(xué)內(nèi)容深入了解，合理組織編排，采用合適的教育教學(xué)手段，與同學(xué)多做交流，不斷總結(jié)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，找到最佳的傳授知識(shí)手段。
2.1 緊跟專(zhuān)業(yè)方向特色，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱
材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)從大三開(kāi)始開(kāi)設(shè)，此時(shí)學(xué)生以及通過(guò)前兩年的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)掌握了實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù)，更容易接受一些較為專(zhuān)業(yè)，相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)也要緊跟材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)方向特色，這就成了我們?cè)谥贫▽?shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)的宗旨。
我校的材料化學(xué)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)分為高分子與無(wú)機(jī)兩個(gè)方向論文格式。我們根據(jù)理論課與實(shí)驗(yàn)課相銜接的原則，通過(guò)開(kāi)設(shè)一些與高分子物理，高分子化學(xué)，無(wú)機(jī)功能材料等課程相關(guān)的典型高分子和無(wú)機(jī)材料合成實(shí)驗(yàn)、性能表征及加工修飾實(shí)驗(yàn)，加大對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)力度，使他們對(duì)高分子材料研究領(lǐng)域有更深一步的體會(huì)，對(duì)高分子材料制備工藝、組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其規(guī)律有更加明確和深刻的認(rèn)識(shí)。
2.2 精心選擇實(shí)驗(yàn)，合理編排順序
我校根據(jù)材料化學(xué)的專(zhuān)業(yè)背景和培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)材料化學(xué)高分子方向的實(shí)驗(yàn)總共安排8個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中6個(gè)為必修實(shí)驗(yàn)，2個(gè)選修實(shí)驗(yàn)從教學(xué)大綱中的14個(gè)實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選取。8個(gè)實(shí)驗(yàn)中有材料的合成實(shí)驗(yàn)，也有材料性能加工測(cè)試實(shí)驗(yàn)化學(xué)論文，安排實(shí)驗(yàn)順序時(shí)我們依據(jù)連貫性的原則，盡量使兩個(gè)甚至三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼?lián)起來(lái)，形成一條鏈，例如，我們通過(guò)“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測(cè)定”這個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)的基本原理，以及縮合反應(yīng)的具體實(shí)驗(yàn)技術(shù)，最后收集到的產(chǎn)物我們可以作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)“GPC法測(cè)定聚合物分子量及分子量分布”的一個(gè)輔助測(cè)試原材料，學(xué)生可以進(jìn)一步了解凝膠滲透色譜的基本原理，掌握GPC法測(cè)定聚合物分子量及分子量分布的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及數(shù)據(jù)處理。這樣的實(shí)驗(yàn)安排有利于將各自獨(dú)立的單個(gè)實(shí)驗(yàn)有效的串聯(lián)起來(lái)，增加實(shí)驗(yàn)的綜合性，更加有利于學(xué)生以后從事科學(xué)研究思路的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。
2.3嚴(yán)格考核制度，提高學(xué)習(xí)效果
只有嚴(yán)格要求學(xué)生，規(guī)范考核制度，才能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)積極性。我們的教學(xué)與考核方式采取實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評(píng)價(jià)的辦法，即實(shí)驗(yàn)前，試驗(yàn)中，試驗(yàn)后這樣一個(gè)辦法。實(shí)驗(yàn)總成績(jī)采用百分制記分，預(yù)習(xí)報(bào)告占總成績(jī)的30 %，實(shí)驗(yàn)操作技能考核占總成績(jī)的30 %，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)的40 %。只有嚴(yán)格要求學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，他們才會(huì)去查閱本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)理、實(shí)驗(yàn)步驟有相當(dāng)程度的熟悉和了解，尤其對(duì)于一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案有更多更好的想法與思路，同時(shí)也增加了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣性。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中，老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，對(duì)學(xué)生提問(wèn)，考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)與理解程度，并予以打分。最后，實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合反映了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，數(shù)據(jù)處理等的完成情況化學(xué)論文，也是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要因素。
2.4 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師素質(zhì)
具備一只優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是保障本科教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。我校材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)專(zhuān)職教師共計(jì)5人，其中教授2人，博士3人，碩士2人，已經(jīng)形成了一支年齡、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較為合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。實(shí)驗(yàn)專(zhuān)職教師實(shí)行坐班制，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)儀器的日常管理和養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程表。我們嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)教師認(rèn)真?zhèn)湔n，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)始前都要做預(yù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和各種注意點(diǎn)都記錄下來(lái)，對(duì)于一些實(shí)際的樣品，測(cè)出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能。激發(fā)學(xué)生的潛能可以有很多方法,比如說(shuō)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,改變?cè)吓浔?改變模具形狀,改變測(cè)量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業(yè)務(wù)水平直接影響到實(shí)際的教學(xué)效果，所以教師在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中要注重積累，努力提高自身各方面素質(zhì)。
3. 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐與探索，我們認(rèn)識(shí)到只有努力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室各方面條件的建設(shè)，在教學(xué)過(guò)程中不斷培養(yǎng)學(xué)生的興趣和分析、解決問(wèn)題的能力，挖掘?qū)W生潛能，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，從而發(fā)揮最佳的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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一、無(wú)機(jī)材料化學(xué)的學(xué)科特色
材料是人類(lèi)文明的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo),是直接推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力?；诓牧蠈?duì)社會(huì)發(fā)展的作用,人們將信息、能源和材料并列為現(xiàn)代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基礎(chǔ)。新材料既是當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分,又是發(fā)展高新技術(shù)的重要支柱和突破口。伴隨著信息時(shí)代的來(lái)臨和材料設(shè)計(jì)、制備及加工的信息化處理,世界各國(guó)都將目光轉(zhuǎn)向具有“高、精、細(xì)”特征的新材料萬(wàn)面,我國(guó)也將新材料作為重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)之一。鑒于此,國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展綱要(2006年-2020年)將新材料技術(shù)列為前沿技術(shù),提出新材料技術(shù)將向材料的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備和使用過(guò)程綠色化發(fā)展;要突破現(xiàn)代材料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、表征與先進(jìn)制備加工技術(shù),在納米科學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展納米材料與器件,開(kāi)發(fā)超導(dǎo)材料、智能材料、能源材料等特種功能材料,開(kāi)發(fā)超級(jí)結(jié)構(gòu)材料、新一代光電信息材料等新材料。這一切都預(yù)示著材料科學(xué)正經(jīng)歷著一次重大的變革。因此,加強(qiáng)材料科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是時(shí)代的要求。
無(wú)機(jī)材料化學(xué)是材料化學(xué)家從材料科學(xué)、材料工藝和技術(shù)的角度出發(fā),把固體物理、固體化學(xué)相關(guān)理論和工程方面有關(guān)無(wú)機(jī)材料研究的化學(xué)內(nèi)容集中起來(lái),加以分析、綜合和提高而形成的一門(mén)獨(dú)立學(xué)科。[2]無(wú)機(jī)材料化學(xué)研究的范圍非常廣泛,包括材料相關(guān)的基本概念和理論、制備原理、結(jié)構(gòu)表征、重要的材料類(lèi)型及其相關(guān)性能等多方面的內(nèi)容,涉及了固體物理、固體化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的相關(guān)理論,是一門(mén)典型的交叉性學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展異常迅猛,材料科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等共同構(gòu)成了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿。展望21世紀(jì),材料科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的前沿有微電子材料、新型光電子材料、稀土功能材料、先進(jìn)陶瓷材料、高溫超導(dǎo)材料、納米材料等,[3]這些都屬于無(wú)機(jī)材料化學(xué)的研究范疇。因此,無(wú)機(jī)材料化學(xué)又是一門(mén)具有前沿性的學(xué)科?；趯W(xué)科背景和課程特點(diǎn),我們?cè)诖筮B理工大學(xué)教改項(xiàng)目的支持下,以提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主線(xiàn),以建設(shè)精品課程為目標(biāo),進(jìn)行了一系列教學(xué)改革和研究。
二、教學(xué)內(nèi)容的選取
高等學(xué)校教學(xué)中教材內(nèi)容的陳舊是影響創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的突出問(wèn)題,也是高校課程改革的重點(diǎn)。目前,高校教材內(nèi)容不能適應(yīng)現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的需要,內(nèi)容的先進(jìn)性方面不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求,不能適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的要求。[4]特別是面對(duì)具有前沿性特點(diǎn)的材料化學(xué),教材的內(nèi)容相比速增長(zhǎng)和更新的新材料來(lái)說(shuō),嚴(yán)重滯后。而要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,掌握最新的科研成果對(duì)于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維非常重要。[5]向?qū)W生講授科學(xué)前沿知識(shí)可以激發(fā)學(xué)生們的求知欲,為他們提供一個(gè)創(chuàng)新的空間,使學(xué)生能夠近距離地感受創(chuàng)新的價(jià)值和創(chuàng)新帶來(lái)的激情。因此,挑選合適的教材是非常重要的。我們挑選了北京大學(xué)林建華、荊西平編寫(xiě)的《無(wú)機(jī)材料化學(xué)》。該書(shū)將無(wú)機(jī)材料化學(xué)中重要的基礎(chǔ)問(wèn)題做了全面的討論,這本教材最大的特點(diǎn)在于它介紹了無(wú)機(jī)材料化學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,并附有近期發(fā)表在國(guó)際主流期刊上的相關(guān)文獻(xiàn),整本教材體現(xiàn)著材料科學(xué)、化學(xué)和物理等學(xué)科交叉與滲透的特點(diǎn)。如果學(xué)生對(duì)教材中的某些前沿內(nèi)容感興趣,可以在教材中找到相應(yīng)的參考文獻(xiàn),在圖書(shū)館下載后仔細(xì)閱讀。
課堂上僅傳授知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,教學(xué)內(nèi)容還要有一定的探索性,能讓學(xué)生有一定的思考空間。教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)來(lái)自科研一線(xiàn)的事例非常感興趣。因此在課堂上,我們以自身科研成果豐富教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合自身科研經(jīng)歷令課堂生動(dòng)有趣,深化了教學(xué)效果。我們經(jīng)常把自己在科研工作中的體會(huì)、最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)一些開(kāi)放式的問(wèn)題與學(xué)生探討,自覺(jué)地把創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入課堂教學(xué)之中。我們還結(jié)合相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,穿插講解一些科學(xué)方法論的知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如,在講到固溶體合金的形成規(guī)律時(shí),我們向?qū)W生講述了現(xiàn)代物理冶金學(xué)重要?jiǎng)?chuàng)始人William Hume Rothery在聽(tīng)力完全喪失、健康狀況非常不佳的情況下,憑借堅(jiān)強(qiáng)的毅力和非凡的生活熱情,在異常簡(jiǎn)陋的工作條件下,開(kāi)創(chuàng)性地提出了著名的Hume Rothery準(zhǔn)則。這位杰出的科學(xué)家一生始終以樂(lè)觀向上的生活態(tài)度,堅(jiān)持不懈地勤奮工作著。學(xué)生們紛紛為Hume Rothery的人格魅力而傾倒,希望自己也能投身科學(xué),在某一領(lǐng)域取得杰出成就。我們經(jīng)常把本學(xué)科碰到的難題以及學(xué)科前沿的問(wèn)題向?qū)W生進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕榻B,激發(fā)學(xué)生的民族自豪感,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究精神。例如,在講到第八章電介質(zhì)材料時(shí),我們將著名納米科學(xué)家王中林發(fā)表在《科學(xué)》上的氧化鋅“納米發(fā)電機(jī)”一文介紹給學(xué)生。在講到第九章超導(dǎo)材料時(shí),我們向?qū)W生們介紹了我國(guó)在超導(dǎo)材料的研制上一直處于國(guó)際領(lǐng)先水平,特別是2008年我國(guó)在高溫超導(dǎo)研究上取得重大突破,發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新的高溫超導(dǎo)材料———鐵基超導(dǎo)材料,在全球范圍內(nèi)掀起了超導(dǎo)材料研究的新熱潮,并介紹了鐵基超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)和性能。在講到第十二章發(fā)光材料時(shí),我們向?qū)W生介紹了大連路明集團(tuán)開(kāi)發(fā)的“水立方幔態(tài)LED”在研發(fā)、制造、安裝中創(chuàng)造的7項(xiàng)“世界第一”。這些事例大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容的興趣,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的民族自豪感和投身科學(xué)的信心與決心。實(shí)踐表明,將科研引入教學(xué)過(guò)程,有力地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和能力的提高,促使學(xué)生形成了正確的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,大大提高了教學(xué)的實(shí)際效果。
三、教學(xué)方法的改革
教學(xué)手段和方法是提高教育質(zhì)量非常重要的一個(gè)方面。傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師為主導(dǎo),以傳授知識(shí)為目的,往往采取灌輸式教學(xué)方法,在很大程度上忽略了學(xué)生的主體地位和創(chuàng)造性,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí),學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)效果不理想。要改變過(guò)去那種單純傳授專(zhuān)業(yè)知識(shí)的教學(xué)方法,把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)作為教學(xué)工作的重點(diǎn),我們必須對(duì)原有教學(xué)方法進(jìn)行改革,采取多樣化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
本課程的特點(diǎn)是知識(shí)點(diǎn)多而且分散,學(xué)生容易只見(jiàn)樹(shù)木、不見(jiàn)森林。為此,我們理出了一條課程主線(xiàn),向?qū)W生清晰地展示各章節(jié)的作用以及章節(jié)之間的聯(lián)系(如圖1)。我們力爭(zhēng)做到講課內(nèi)容少而精,重點(diǎn)突出,主次分明,出現(xiàn)在不同章節(jié)但內(nèi)容相關(guān)的部分放在一起講解。例如,與Fermi面附近的能態(tài)密度相關(guān)的性質(zhì)有金屬材料的電子熱容和Pauli順磁性(第四章)、金屬材料的電導(dǎo)率(第九章)、超導(dǎo)材料的臨界溫度(第九章)等,將這些知識(shí)點(diǎn)放在一起進(jìn)行對(duì)比和總結(jié),學(xué)生對(duì)Fermi能級(jí)的概念就會(huì)有非常清晰和深刻的認(rèn)識(shí)。課程教學(xué)的重點(diǎn)在于使學(xué)生掌握該學(xué)科的思維方式和研究方法,給學(xué)生留有思考的足夠空間,能從多角度理解基本原理。古人云“授人以魚(yú)不如授人以漁”,這里強(qiáng)調(diào)的就是教授學(xué)生學(xué)習(xí)方法的重要性。[6]材料的組成和結(jié)構(gòu)決定了其物理性質(zhì),這是材料化學(xué)的核心和基礎(chǔ)。將鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)(第三章)和其鐵電性質(zhì)(第八章)結(jié)合起來(lái)講解,學(xué)生不僅對(duì)該類(lèi)材料的結(jié)構(gòu)和特殊的物理性質(zhì)有了深刻的認(rèn)識(shí),更深化了對(duì)結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的理解,掌握了該課程的學(xué)習(xí)方法。
在實(shí)踐中,我們采取了傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合、自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)結(jié)合,基于問(wèn)題學(xué)習(xí)、基于案例學(xué)習(xí)、研究型學(xué)習(xí)等多種形式的教學(xué)策略,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)和思考問(wèn)題的效率。實(shí)踐表明,適度使用多媒體教學(xué),將材料實(shí)際應(yīng)用的照片、材料加工制作過(guò)程的視頻等圖片影視資料生動(dòng)地展示給學(xué)生,能為教學(xué)過(guò)程提供豐富的感性材料,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。鑒于新材料的發(fā)展日新月異,每天新概念、新構(gòu)想、新方法都在不斷涌現(xiàn),我們?cè)谡n堂上及時(shí)地將與課程內(nèi)容相關(guān)的最新文獻(xiàn)介紹給學(xué)生,課堂教學(xué)結(jié)束前提出下次課程內(nèi)容的前沿課題,讓學(xué)生在課前完成對(duì)這一前沿課題的研究報(bào)告。這樣一方面可以使這些學(xué)有余力的學(xué)生接觸到材料化學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,培養(yǎng)他們對(duì)教材內(nèi)容的興趣并找到自己的科研興趣,另一方面可以讓學(xué)生看到自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的不足,在學(xué)習(xí)中自覺(jué)地去完善自己。與此同時(shí),這也鍛煉了他們查閱文獻(xiàn)和英文閱讀的能力,為將來(lái)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)科學(xué)研究奠定了一定的基礎(chǔ)。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的嘗試,我們感到教學(xué)效果非常好,學(xué)生經(jīng)常在下課后圍著教師交流,提出各種材料學(xué)領(lǐng)域的前沿問(wèn)題與教師探討。有幾個(gè)表現(xiàn)突出的學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入到某些課題組,開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)了。另外,在課堂上,我們結(jié)合自己的科研實(shí)踐,提出開(kāi)放式的與課程內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題,讓學(xué)生思考和回答。我們鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的見(jiàn)解,這樣就增加了師生互動(dòng),活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們將本課程教學(xué)方法作一總結(jié)列于表1中。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)
一教學(xué)改革途徑與成效
1．培養(yǎng)方案的重新設(shè)置材料化學(xué)特色專(zhuān)業(yè)的改革重點(diǎn)是對(duì)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)施綜合素質(zhì)培養(yǎng)、工程實(shí)踐能力培養(yǎng)、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生深入思考問(wèn)題和創(chuàng)新能力的改革必須貫穿在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，貫穿在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)。2010年前，材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程內(nèi)容主要局限于高分子材料范疇。而現(xiàn)實(shí)要求我們跟上材料科學(xué)的現(xiàn)展進(jìn)程，反映材料科學(xué)的最新成就。因此，在以往培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，2010級(jí)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案中開(kāi)設(shè)了復(fù)合材料方向，也就是將材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)分成2個(gè)平行的方向:高分子材料和復(fù)合材料。在課程的縱向關(guān)系上，材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)新的課程體系確定了“大平臺(tái)，小模塊”的課程模式。大平臺(tái)包括專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課，它強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)教育的普適性、系統(tǒng)性和科學(xué)性。通過(guò)大平臺(tái)的設(shè)置，使學(xué)生在掌握專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生全新的思維與視角、全面的知識(shí)與技能、綜合分析與解決問(wèn)題的能力與方法。小模塊是在大平臺(tái)基礎(chǔ)上設(shè)置的高分子材料和復(fù)合材料方向的專(zhuān)業(yè)模塊課，讓學(xué)生有針對(duì)性地選擇適合自己的專(zhuān)業(yè)方向。培養(yǎng)方案調(diào)整前和調(diào)整后的課程體系學(xué)時(shí)及學(xué)分分布見(jiàn)表1。
2．“三綱”的制訂根據(jù)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和社會(huì)對(duì)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求，我們將材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)設(shè)置為高分子材料和復(fù)合材料2個(gè)課程體系。根據(jù)新課程體系的培養(yǎng)方案，重新編制了有關(guān)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)大綱、考試大綱及實(shí)踐教學(xué)大綱，如《材料測(cè)試與研究方法》及實(shí)驗(yàn)、《材料化學(xué)》、《高分子化學(xué)》、《高分子物理》、《高分子材料加工原理》、《高聚物合成工藝學(xué)》、《塑料加工設(shè)備》、《材料加工設(shè)備課程設(shè)計(jì)》及《材料復(fù)合原理》、《復(fù)合材料工藝與設(shè)備》、《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《材料表面與界面》等專(zhuān)業(yè)課程。在這些專(zhuān)業(yè)課程“三綱”編寫(xiě)過(guò)程中，有目的地增減了一些內(nèi)容，新編的“三綱”無(wú)論是理論教學(xué)，還是實(shí)踐教學(xué)都非常注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。
3．專(zhuān)業(yè)教材的選用根據(jù)教師“三綱”的制訂，經(jīng)相關(guān)教師評(píng)議、系主任審核、主管教學(xué)的院領(lǐng)導(dǎo)審批，選用了合適的相關(guān)教材。一般選用的教材為教育部或省教育廳推薦的規(guī)劃教材或“面向21世紀(jì)課程教材”、“九五”、“十五”、“十一五”國(guó)家級(jí)和省部級(jí)重點(diǎn)教材;教材版次以近三年出版的新教材為主。目前，專(zhuān)業(yè)選用的高水平教材(“高水平教材”是指面向21世紀(jì)課程教材、“九五”、“十五”和“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、省部級(jí)規(guī)劃教材、精品課程教材、各級(jí)各類(lèi)獲獎(jiǎng)教材)比例達(dá)到42．86%，選用2008年以來(lái)出版的教材比例達(dá)到71．43%。選用的教材使用效果好，學(xué)生普遍感到滿(mǎn)意。2011年6月對(duì)07級(jí)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)1、2班共58名學(xué)生進(jìn)行了教材滿(mǎn)意程度抽樣調(diào)查，包括內(nèi)容適應(yīng)性，出版質(zhì)量，便于預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)程度，課前到書(shū)率等4個(gè)方面的內(nèi)容，學(xué)生反應(yīng)良好，滿(mǎn)意率達(dá)到87．40%。
4．學(xué)期授課計(jì)劃的制定學(xué)期授課計(jì)劃是教師組織課程教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度的具體安排，是對(duì)有計(jì)劃、有目的地開(kāi)展教學(xué)工作的保證，教師在開(kāi)課前必須編制好學(xué)期授課計(jì)劃。根據(jù)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)大綱的要求，本課題組負(fù)責(zé)人在安排任課教師時(shí)，先考慮教師的科研方向和業(yè)務(wù)經(jīng)歷，然后組織各任課教師針對(duì)特色專(zhuān)業(yè)的性質(zhì)和選用的教材，按照專(zhuān)業(yè)課程表、教學(xué)進(jìn)程表和編制說(shuō)明等內(nèi)容要求，編制學(xué)期授課計(jì)劃，體現(xiàn)教學(xué)課時(shí)安排的科學(xué)性、合理性;為了保持高教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定性，任課教師名單確定后，一般不隨意變動(dòng)。同一課程不同年度的學(xué)期授課計(jì)劃根據(jù)教學(xué)效果與意見(jiàn)反饋、科研發(fā)展的大勢(shì)所趨、社會(huì)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求都要求有所更新，這有利于學(xué)生更好地了解專(zhuān)業(yè)的發(fā)展前沿，也有利于學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題的解決，使學(xué)生更好地走上科研道路或走向工作崗位。
5．教案、習(xí)題集與答案的撰寫(xiě)課題組教師根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和心得體會(huì)，通過(guò)集體的研究，仔細(xì)商量和交換意見(jiàn)，共同完成了材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程教案的制定工作。這些教案是教師們智慧和能力的結(jié)晶，凝聚了教師們的辛勤勞動(dòng)和大量心血，也是教師們教學(xué)內(nèi)容精心安排、教學(xué)方法創(chuàng)新設(shè)計(jì)的成果。同時(shí)，課題負(fù)責(zé)人還組織了教師們對(duì)所擔(dān)任教學(xué)任務(wù)的專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行習(xí)題集和答案的編寫(xiě)工作，這有利于學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容和加深其印象，也有利于學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)，從而使學(xué)生能把握重點(diǎn)、解決難點(diǎn)，輕輕松松地進(jìn)入后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。田俐老師所撰寫(xiě)的《材料化學(xué)》教案被評(píng)為2009年度湖南科技大學(xué)校級(jí)“優(yōu)秀教案”。
6．多媒體課件的開(kāi)發(fā)在廣泛學(xué)習(xí)、研究了豐富多彩的課件資源后，根據(jù)我校材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置為高分子材料和復(fù)合材料2個(gè)課程體系的特點(diǎn)以及教師的科研情況，由各任課教師開(kāi)發(fā)制作了相應(yīng)課程的多媒體課件，這些課件凝練了課程的主體內(nèi)容和教師們的科研成果精髓。多媒體課件圖文并茂，既生動(dòng)，又形象，教師可將教學(xué)內(nèi)容與自己的科研所得融為一體，授課內(nèi)容貼切真實(shí)、直觀效果好、淺顯易懂，使學(xué)生在抽象的知識(shí)獲取過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新的意識(shí)和學(xué)會(huì)科研的思維。2011年12月我們針對(duì)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的部分多媒體課件教學(xué)效果，在08級(jí)材料化學(xué)和無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)共81名、09級(jí)材料化學(xué)和無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)共92名學(xué)生中進(jìn)行了抽樣調(diào)查，抽樣調(diào)查結(jié)果顯示均為“優(yōu)良”。許多學(xué)生認(rèn)為這種“教學(xué)與科研互動(dòng)”的模式教學(xué)效果非常好，容易理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，并且對(duì)科研也有了一定的了解。
7．學(xué)習(xí)信息資源的共享目前，學(xué)校寬帶上網(wǎng)速度很快。在完成材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)理論和實(shí)踐課程的課堂教學(xué)之余，我們要求各位任教教師能充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的便捷盡量給學(xué)生提供更多的教學(xué)輔導(dǎo)、答疑等服務(wù)。我們建立了材料科學(xué)與工程系的公共電子郵箱、建立了材料科學(xué)與工程系的QQ群，方便教師之間進(jìn)行教學(xué)的討論與經(jīng)驗(yàn)的交流。同時(shí)，我們也建立了與學(xué)生網(wǎng)上交流的渠道，如班級(jí)QQ群、年級(jí)QQ群和專(zhuān)業(yè)QQ群等，方便教師和學(xué)生之間的資源共享，教師可在QQ群里上傳學(xué)習(xí)信息資源，如課程教學(xué)錄像、教學(xué)多媒體課件、教案與習(xí)題、學(xué)習(xí)參考書(shū)和參考文獻(xiàn)，以及其他一些學(xué)習(xí)資料和網(wǎng)絡(luò)資料等;另外，通過(guò)這種及時(shí)的方式，學(xué)生可向教師進(jìn)行一些疑難問(wèn)題的咨詢(xún);教師也可及時(shí)回復(fù)學(xué)生，以幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
8．教學(xué)方法和教學(xué)途徑的改革近幾年來(lái)，我們材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的主體課程基本上都實(shí)現(xiàn)了多媒體教學(xué)途徑，這種方便、快捷、高效多媒體教學(xué)通過(guò)演示課件，使授課方式變得方便、快捷，節(jié)省了教師授課時(shí)的板書(shū)時(shí)間，提高了教學(xué)效率。通過(guò)這種綜合應(yīng)用文字、圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻等資料來(lái)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，使普通教學(xué)手段難以講清楚的抽象難懂的知識(shí)更直觀更形象，使學(xué)生易理解和把握知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)，這種生動(dòng)形象的輔佐以教師自身科研成就的課堂教學(xué)活動(dòng)富有啟發(fā)性和真實(shí)性，能活躍學(xué)生的思維和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能和培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)。通過(guò)多媒體教學(xué)途徑，教師向?qū)W生傳輸了更多的信息和更前沿的知識(shí)，并將自己的科研成果和經(jīng)驗(yàn)直觀真實(shí)地展現(xiàn)給學(xué)生，如此，抽象的課程內(nèi)容具體化，枯燥的課堂氣氛活躍化，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高，強(qiáng)烈要求理論知識(shí)實(shí)踐化。針對(duì)學(xué)生意愿進(jìn)行科研活動(dòng)的要求，我們會(huì)主動(dòng)提供從事相關(guān)科研工作的教師的名單，然后教師和學(xué)生之間進(jìn)行雙向選擇，教師可以給學(xué)生安排一些簡(jiǎn)單的科研實(shí)驗(yàn)或在導(dǎo)師指導(dǎo)下學(xué)生自行設(shè)計(jì)一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)。自2009年以來(lái)，我們材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)本專(zhuān)業(yè)的任何學(xué)生均是開(kāi)放的，學(xué)生選定導(dǎo)師后，可以自由支配實(shí)驗(yàn)時(shí)間和出入專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展科研活動(dòng)，這方便學(xué)生鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也為學(xué)生盡早地進(jìn)入畢業(yè)論文階段以及創(chuàng)新意識(shí)和科研精神的培養(yǎng)提供了機(jī)會(huì)和條件。收集的數(shù)據(jù)顯示，凡是從大一和大二期間就跟隨教師從事科研活動(dòng)的學(xué)生容易通過(guò)研究生復(fù)試，錄取率相對(duì)來(lái)說(shuō)要高一些。
二教學(xué)效果評(píng)價(jià)
1．近三年的學(xué)生評(píng)價(jià)近三年來(lái)，課題組的老師都能做到認(rèn)真?zhèn)湔n、認(rèn)真編寫(xiě)每次課的教案、制作多媒體課件、認(rèn)真上好每一堂課、認(rèn)真輔導(dǎo)、認(rèn)真批改作業(yè)、認(rèn)真考試考核;每一位老師都有良好的職業(yè)道德素質(zhì)和敬業(yè)精神，能做到教書(shū)育人，對(duì)學(xué)生既嚴(yán)格要求，又處處關(guān)心，既教他們知識(shí)，又培養(yǎng)他們具備良好的思想品德和學(xué)風(fēng)，使他們既能成才，又能成人。學(xué)生測(cè)評(píng)(測(cè)評(píng)指標(biāo)有:講課有熱情、精神飽滿(mǎn)，講課有感染力、能吸引學(xué)生的注意力，對(duì)問(wèn)題的闡述深入淺出、有啟發(fā)性，對(duì)問(wèn)題的闡述簡(jiǎn)練準(zhǔn)確、重點(diǎn)突出、思路清晰，對(duì)課程內(nèi)容嫻熟、運(yùn)用自如，講述內(nèi)容充實(shí)、信息量大，教學(xué)內(nèi)容能反映或聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的新思想、新概念、新成果，能給予學(xué)生思考、聯(lián)想、創(chuàng)新的啟迪，能調(diào)動(dòng)學(xué)生情緒、課堂氣氛活躍，能有效地利用各種教學(xué)媒體等)結(jié)果顯示:學(xué)生對(duì)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程任課教師的教學(xué)評(píng)價(jià)打分相對(duì)別的專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)要高一些。
關(guān)鍵詞 材料專(zhuān)業(yè) 分析化學(xué) 創(chuàng)新教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.04.045
On Materials Analytical Chemistry Curriculum Innovative Teaching
HE Xiulan， ZHENG Wei， QI Shuyan， WANG Jihua
（Materials Science and Engineering， Harbin University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang 150040）
Abstract Aim at existing problem of analytical chemistry course of materials major， the transformation of education of analytical chemistry course is carried through optimizing teaching content， reforming teaching method and establishing experiment specifically on the basis of course content and subject characteristic. The student's interest is increased and teaching quality is improved with organic bonding course content and subject characteristic， and helpful reference and consult are provided for transformation of education of analytical chemistry course of materials major.
Key words Materials major; Analytical chemistry; creative teaching
分析化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)重要分支，主要是鑒定物質(zhì)化學(xué)組成、測(cè)定組分含量、確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及存在形態(tài)。①分析化學(xué)是哈爾濱理工大學(xué)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，主要講述定性與定量分析、誤差與分析數(shù)據(jù)處理及各種滴定分析等內(nèi)容。材料學(xué)專(zhuān)業(yè)是研究材料的組成與結(jié)構(gòu)、工藝及使用性能之間相互關(guān)系的學(xué)科，發(fā)展前景廣闊。②③分析化學(xué)是材料專(zhuān)業(yè)目前開(kāi)設(shè)的課程體系中不可缺少的學(xué)科基礎(chǔ)課程之一，對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用，與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及就業(yè)等方面都有重要聯(lián)系。因此該課程的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)人才的思維模式及知識(shí)體系的構(gòu)建起著重要的作用。④目前，我校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程還存在著一定的問(wèn)題。
1 分析化學(xué)課程目前存在的問(wèn)題
（1）教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)需要脫節(jié)。目前分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與不同專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)需求不適應(yīng)。比如我校材料專(zhuān)業(yè)中有機(jī)高分子專(zhuān)業(yè)與無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)，兩個(gè)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程的理論教學(xué)內(nèi)容與開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)基本相同，未能與各自的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，學(xué)生“學(xué)”“用”明顯脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏科學(xué)思維分析實(shí)際問(wèn)題。
（2）實(shí)驗(yàn)缺乏針對(duì)性。分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，理論教學(xué)的大部分知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)原理，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中會(huì)有所體現(xiàn)。但目前所開(kāi)設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)均是以完成教學(xué)為目的，未針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)開(kāi)設(shè)不同實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)積極性差，學(xué)生只是機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)，未認(rèn)真思考實(shí)驗(yàn)原理，甚至連實(shí)驗(yàn)報(bào)告也不認(rèn)真總結(jié)，只是完成這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)而已。因此，目前開(kāi)設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)提高理論教學(xué)效果不明顯，學(xué)生學(xué)以致用的能力也未能有所提高。
（3）教學(xué)方法枯燥。分析化學(xué)課程的基礎(chǔ)原理與基本理論較多，化學(xué)反應(yīng)繁多，各類(lèi)滴定曲線(xiàn)及滴定原理復(fù)雜，在授課過(guò)程中，與相關(guān)的材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)很難融合。按傳統(tǒng)的授課方式，過(guò)分強(qiáng)調(diào)授課教師的主導(dǎo)作用，在課程的講解過(guò)程中會(huì)使學(xué)生感覺(jué)課程內(nèi)容枯燥乏味，束縛學(xué)生的思維，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及趣味性，不但學(xué)生學(xué)習(xí)效果差、效率低，也降低了教師授課的積極性。
（4）評(píng)價(jià)方法單一。目前我校分析化學(xué)課程的考核基本上還是采用期末閉卷考試來(lái)評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)效果，通過(guò)一張期末測(cè)試卷很難全面、公正、真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。部分學(xué)生在臨考前突擊背筆記、做練習(xí)題，即可僥幸過(guò)關(guān)，不利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)。
為激發(fā)材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，提高該課程教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力，針對(duì)分析化學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題以及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)該課程進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革。
2 分析化學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)
2.1 根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
對(duì)于不同專(zhuān)業(yè)，分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)的安排應(yīng)有所不同。首先，針對(duì)同層次、不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，應(yīng)先統(tǒng)一界定基本的理論教學(xué)內(nèi)容（此部分占整體知識(shí)點(diǎn)的70%左右），這部分內(nèi)容要求所有學(xué)生必須掌握，以保證該門(mén)課程的基本原理、基本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求，也方便日后考核。其次，根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，教師可對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容實(shí)行自主性教學(xué)（占整體知識(shí)點(diǎn)的30%左右），結(jié)合各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)界定教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，精細(xì)安排教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在掌握基本原理與知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，能拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
例如，第二章誤差、可疑值的處理這部分內(nèi)容涉及計(jì)算，公式多且繁雜，單純依靠講解例題授課，學(xué)生會(huì)感覺(jué)枯燥。在授課過(guò)程中，可將相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)引入。例如，學(xué)生將來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)及技能訓(xùn)練等時(shí)，均會(huì)遇到數(shù)據(jù)處理，某些實(shí)驗(yàn)中不可避免地會(huì)出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)。如在測(cè)量試樣的抗彎強(qiáng)度時(shí)，需要5～6個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)定并取平均值，某些存在缺陷的陶瓷樣品獲得較低的抗彎強(qiáng)度，此時(shí)可以利用分析化學(xué)的四倍法與Q值法進(jìn)行可疑數(shù)據(jù)的處理，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的能力，又提前了解部分專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。我校材料專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程均在大學(xué)一年級(jí)開(kāi)設(shè)，很多學(xué)生對(duì)自己的專(zhuān)業(yè)方向了解很少，在此階段學(xué)生的思維模式、學(xué)習(xí)態(tài)度及今后的職業(yè)規(guī)劃是非常重要的，因此在給這些學(xué)生授課時(shí)，結(jié)合分析化學(xué)課程內(nèi)容及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，給學(xué)生更多的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)是非常必要的。
2.2 有針對(duì)性地開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)
分析化學(xué)的基本原理與知識(shí)點(diǎn)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證和鞏固，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，不能將所有的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)都開(kāi)設(shè)。為提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)效果，在分析化學(xué)教學(xué)改革中，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了大膽改革。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件，有針對(duì)性地將所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，盡可能地讓所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)有聯(lián)系，提高學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
例如，吸光光度法這一章的分光光度計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)是十分重要的，可以利用分光光度計(jì)測(cè)量無(wú)機(jī)非金屬光催化材料的吸光度。通過(guò)開(kāi)設(shè)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握分光光度計(jì)的基本原理及使用方法，為學(xué)生將來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。配位滴定法涉及高分子專(zhuān)業(yè)的知識(shí)點(diǎn)較多，因此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)高分子專(zhuān)業(yè)一定要開(kāi)設(shè)。通過(guò)有針對(duì)性地開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)，將分析化學(xué)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，在豐富學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)產(chǎn)生興趣，也提高了分析化學(xué)理論的授課效果。另外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力，比如在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)時(shí)，可教會(huì)學(xué)生利用Origin或Excel軟件進(jìn)行曲線(xiàn)的線(xiàn)性擬合，提高學(xué)生微機(jī)應(yīng)用能力及分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
2.3 課堂教學(xué)方法革新
課堂教學(xué)方法創(chuàng)新不但可以提高教學(xué)效果，也有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。分析化學(xué)教學(xué)方法的改革主要包括如下三方面：首先，分析化學(xué)基本理論與原理在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，因此在授課過(guò)程中，教師可以結(jié)合自身的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。⑤比如，提出無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)學(xué)生分析陶瓷粉體質(zhì)量檢測(cè)的問(wèn)題，并列出解決方案，這里應(yīng)用了沉淀滴定、氧化還原滴定等分析化學(xué)原理，采用學(xué)生分組討論形式，提高學(xué)生解決問(wèn)題能力，活躍課堂氣氛，增加師生課堂互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。其次，制作分析化學(xué)課程課件，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，制作出分析化學(xué)課程的課件，利用多媒體進(jìn)行該課程理論教學(xué)，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)、音頻等豐富課程內(nèi)容。通過(guò)多媒體上課，不但可以加大傳授知識(shí)的信息量，開(kāi)拓學(xué)生的視野，還有利于教師及時(shí)更新授課內(nèi)容，方便教師授課。
2.4 建立靈活多樣的綜合考評(píng)體系
分析化學(xué)課程的考查主要是通過(guò)期末考試閉卷方式進(jìn)行考核（占總成績(jī)的60%）。另外，由于該課程的基本原理與知識(shí)點(diǎn)均可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生印象，因此該課程的實(shí)驗(yàn)尤為重要，實(shí)驗(yàn)成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行考核（占總成績(jī)的20%）。另外，平時(shí)成績(jī)由任課老師給出（占總成績(jī)的20%），這部分成績(jī)主要包括出勤、作業(yè)、課堂討論三個(gè)方面，尤其是課堂討論部分，主要根據(jù)是學(xué)生查閱資料整理資料，在課堂上分組討論，理解知識(shí)，在討論中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、思考能力及綜合表達(dá)能力。通過(guò)以上幾方面的綜合成績(jī)，建立公平、合理的綜合考評(píng)體系。
3 結(jié)語(yǔ)
分析化學(xué)是非化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)重要基礎(chǔ)理論課程，是學(xué)生后續(xù)課程的基礎(chǔ)，學(xué)生掌握其基本原理與內(nèi)容，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，對(duì)其綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義。針對(duì)目前對(duì)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才素質(zhì)的要求，哈爾濱理工大學(xué)材料學(xué)科在分析目前的教學(xué)狀況及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的前提下，對(duì)傳統(tǒng)的分析化學(xué)課程進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革，注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合，不僅使學(xué)生掌握了基本的分析化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容，而且使學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣，為高等院校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益探索，并提供了一定的參考及借鑒。
基金項(xiàng)目：哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：C201300018）
注釋
① 黃昊文.分析化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐探析[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2011（3）：42-44.
② 顧佳麗，馬占玲.在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮學(xué)生的主體作用[J].中國(guó)電力教育，2011（213）：147-148.
③ 趙明，白麗明，張文治.“Seminar”教學(xué)模式在本科化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育探索，2014（1）：56-57.
論文關(guān)鍵詞：材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索
材料化學(xué)是一個(gè)理工結(jié)合、學(xué)科交叉的新興學(xué)科，在信息、能源、環(huán)境、航天等前沿科學(xué)領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用。目前, 許多高校設(shè)置了材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn), 我們根據(jù)我校辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際條件,并結(jié)合蘇州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求，建立了與之相適應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)及專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為了讓學(xué)生了解先進(jìn)的材料合成與制備方法，掌握高技術(shù)材料性能的最佳測(cè)試技術(shù)，具體設(shè)置了材料合成與加工和材料性能測(cè)試相結(jié)合的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱[1-2]。本文結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，談一下材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的一些做法和體會(huì)。
重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，保證教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)主要包括兩個(gè)方面，硬件條件和軟件條件。具體的說(shuō)，硬件條件包括實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實(shí)驗(yàn)儀器和大型設(shè)備的購(gòu)置等等；軟件條件包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱制定優(yōu)化，教師隊(duì)伍思想道德素質(zhì)，教育教學(xué)能力等方面的建設(shè)。具備優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)室硬件條件和優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是保證教學(xué)質(zhì)量的必要條件。
1．實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)
必要的基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)條件，是順利開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程，保障實(shí)驗(yàn)室安全的先決條件。我校材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室面積達(dá)到500 m2，實(shí)驗(yàn)室分為材料合成實(shí)驗(yàn)室和材料性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室兩部分，主要承擔(dān)了材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)和本科畢業(yè)論文等教學(xué)任務(wù)。
隨著現(xiàn)代化儀器技術(shù)的高速發(fā)展化學(xué)論文，培養(yǎng)掌握現(xiàn)代化測(cè)試技術(shù)的人才是社會(huì)發(fā)展的迫切需要。為此，我校花大力氣引進(jìn)了一大批與材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)有關(guān)的先進(jìn)測(cè)試儀器，并為材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了現(xiàn)代分析與測(cè)試實(shí)驗(yàn)課程，主要目的是引導(dǎo)學(xué)生全面熟悉和系統(tǒng)掌握測(cè)試材料的常規(guī)科研方法，包括紅外光譜、紫外分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學(xué)分析儀等儀器多種測(cè)試方法的介紹和使用，這些儀器偏向于基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)研究，它有助于學(xué)生掌握材料的各項(xiàng)微觀性能。
同時(shí)，我們還開(kāi)設(shè)了用于研究材料電學(xué)、硬度、力學(xué)等性質(zhì)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器包含了納米Zeta電位測(cè)試儀、體積電阻測(cè)試儀、簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)機(jī)、布氏硬度計(jì)、電熱平板硫化機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、桌型老化試驗(yàn)機(jī)、氧指數(shù)儀等大型儀器。學(xué)生在學(xué)校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后，我們還會(huì)積極聯(lián)系一些相關(guān)的單位，引導(dǎo)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)習(xí)操作，使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識(shí)和具體實(shí)際相結(jié)合。
2．實(shí)驗(yàn)室軟件條件建設(shè)
軟件條件建設(shè)的主要摘要對(duì)教學(xué)內(nèi)容深入了解，合理組織編排，采用合適的教育教學(xué)手段，與同學(xué)多做交流，不斷總結(jié)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，找到最佳的傳授知識(shí)手段。
2.1 緊跟專(zhuān)業(yè)方向特色，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱
材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)從大三開(kāi)始開(kāi)設(shè)，此時(shí)學(xué)生以及通過(guò)前兩年的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)掌握了實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù)，更容易接受一些較為專(zhuān)業(yè)，相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)也要緊跟材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)方向特色，這就成了我們?cè)谥贫▽?shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)的宗旨。
我校的材料化學(xué)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)分為高分子與無(wú)機(jī)兩個(gè)方向論文格式。我們根據(jù)理論課與實(shí)驗(yàn)課相銜接的原則，通過(guò)開(kāi)設(shè)一些與高分子物理，高分子化學(xué)，無(wú)機(jī)功能材料等課程相關(guān)的典型高分子和無(wú)機(jī)材料合成實(shí)驗(yàn)、性能表征及加工修飾實(shí)驗(yàn)，加大對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)力度，使他們對(duì)高分子材料研究領(lǐng)域有更深一步的體會(huì)，對(duì)高分子材料制備工藝、組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其規(guī)律有更加明確和深刻的認(rèn)識(shí)。
2.2 精心選擇實(shí)驗(yàn)，合理編排順序
我校根據(jù)材料化學(xué)的專(zhuān)業(yè)背景和培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)材料化學(xué)高分子方向的實(shí)驗(yàn)總共安排8個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中6個(gè)為必修實(shí)驗(yàn)，2個(gè)選修實(shí)驗(yàn)從教學(xué)大綱中的14個(gè)實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選取。8個(gè)實(shí)驗(yàn)中有材料的合成實(shí)驗(yàn)，也有材料性能加工測(cè)試實(shí)驗(yàn)化學(xué)論文，安排實(shí)驗(yàn)順序時(shí)我們依據(jù)連貫性的原則，盡量使兩個(gè)甚至三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼?lián)起來(lái)，形成一條鏈，例如，我們通過(guò)“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測(cè)定”這個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)的基本原理，以及縮合反應(yīng)的具體實(shí)驗(yàn)技術(shù)，最后收集到的產(chǎn)物我們可以作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)“GPC法測(cè)定聚合物分子量及分子量分布”的一個(gè)輔助測(cè)試原材料，學(xué)生可以進(jìn)一步了解凝膠滲透色譜的基本原理，掌握GPC法測(cè)定聚合物分子量及分子量分布的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及數(shù)據(jù)處理。這樣的實(shí)驗(yàn)安排有利于將各自獨(dú)立的單個(gè)實(shí)驗(yàn)有效的串聯(lián)起來(lái)，增加實(shí)驗(yàn)的綜合性，更加有利于學(xué)生以后從事科學(xué)研究思路的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。
2.3嚴(yán)格考核制度，提高學(xué)習(xí)效果
只有嚴(yán)格要求學(xué)生，規(guī)范考核制度，才能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)積極性。我們的教學(xué)與考核方式采取實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評(píng)價(jià)的辦法，即實(shí)驗(yàn)前，試驗(yàn)中，試驗(yàn)后這樣一個(gè)辦法。實(shí)驗(yàn)總成績(jī)采用百分制記分，預(yù)習(xí)報(bào)告占總成績(jī)的30 %，實(shí)驗(yàn)操作技能考核占總成績(jī)的30 %，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)的40 %。只有嚴(yán)格要求學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，他們才會(huì)去查閱本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)理、實(shí)驗(yàn)步驟有相當(dāng)程度的熟悉和了解，尤其對(duì)于一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案有更多更好的想法與思路，同時(shí)也增加了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣性。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中，老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，對(duì)學(xué)生提問(wèn)，考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)與理解程度，并予以打分。最后，實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合反映了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，數(shù)據(jù)處理等的完成情況化學(xué)論文，也是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要因素。
2.4 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師素質(zhì)
具備一只優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是保障本科教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。我校材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)專(zhuān)職教師共計(jì)5人，其中教授2人，博士3人，碩士2人，已經(jīng)形成了一支年齡、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較為合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。實(shí)驗(yàn)專(zhuān)職教師實(shí)行坐班制，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)儀器的日常管理和養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程表。我們嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)教師認(rèn)真?zhèn)湔n，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)始前都要做預(yù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和各種注意點(diǎn)都記錄下來(lái)，對(duì)于一些實(shí)際的樣品，測(cè)出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能。激發(fā)學(xué)生的潛能可以有很多方法,比如說(shuō)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,改變?cè)吓浔?改變模具形狀,改變測(cè)量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業(yè)務(wù)水平直接影響到實(shí)際的教學(xué)效果，所以教師在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中要注重積累，努力提高自身各方面素質(zhì)。
關(guān)鍵詞：專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新思維
中圖分類(lèi)號(hào)：H319.1
基金項(xiàng)目：黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)“十二五”規(guī)劃課題，項(xiàng)目編號(hào)（HGJXHB2110942）。
黑龍江工程學(xué)院教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)（JG2011039）。
引言
在高等學(xué)校，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要途徑，因此深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，是教學(xué)改革與發(fā)展的重要方向[1]。目前，教育部正在實(shí)施高等教育“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，因此培養(yǎng)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力更是教學(xué)中的重中之重。
1 實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀
近幾年，材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教師們積累了一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)行材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在許多不足，不符合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求。
長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終處于理論教學(xué)的從屬地位，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力中發(fā)揮的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不合理，學(xué)生的創(chuàng)新思維、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力不能得到有效的培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容滯后，認(rèn)知性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的比例較大， 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)偏少；實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，一方面造成了學(xué)生對(duì)教師的過(guò)分依賴(lài)，另一方面抑制了學(xué)生個(gè)性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果欠佳。針對(duì)這一現(xiàn)狀材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)經(jīng)集體討論、專(zhuān)家論證開(kāi)設(shè)了專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)逐年摸索，對(duì)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式進(jìn)行改革，調(diào)整、豐富專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量， 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，同時(shí)讓學(xué)生懂得科學(xué)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明不是一蹴而就， 而是要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的、堅(jiān)持不懈的努力， 才可以走向成功。
2 專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)
2.1 開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的目的
專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)要給學(xué)生一個(gè)較大的處理問(wèn)題的空間。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中既有規(guī)范指導(dǎo)而又不受到規(guī)范的約束，重在通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到思維過(guò)程的訓(xùn)練，基本上掌握解決一般實(shí)踐性問(wèn)題的途徑。
專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。
首先， 綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。其次， 綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。第三， 綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。此外，專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、處理科學(xué)問(wèn)題的態(tài)度、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣等方面也能進(jìn)行較為全面的訓(xùn)練。
在綜合實(shí)驗(yàn)中， 教師是配角，教師的責(zé)任是因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生展開(kāi)想象，多角度度的訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維方法。學(xué)生是綜合實(shí)驗(yàn)的真正主角，學(xué)生可根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解和掌握知識(shí)的程度發(fā)揮主觀能動(dòng)性，融進(jìn)自己的創(chuàng)新點(diǎn)， 從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
2.2 專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置
專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)之初只設(shè)置了三個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：有機(jī)玻璃的制備、丙烯酸乳液壓敏膠的制備、聚乙烯縮丁醛膠黏劑的制備，而后隨著的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的完善，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，在原綜合實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了一些綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性項(xiàng)目，包括塑料模壓成型實(shí)驗(yàn)、交聯(lián)聚丙烯酰胺吸水性樹(shù)脂的制備、液晶環(huán)氧樹(shù)脂的制備、PE藥瓶擠出吹塑實(shí)驗(yàn)及丙烯酸酯乳膠漆的制備等。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有的與工程實(shí)踐緊密相連，有的是黑龍江工程學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目，有的是教師科研項(xiàng)目的子課題，所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都具有一定的代表性。
3 專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施
3.1 專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程
進(jìn)行專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生們通過(guò)圖書(shū)館的電子期刊、實(shí)驗(yàn)教材等多種渠道搜集與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的各種信息進(jìn)行歸納總結(jié)提出實(shí)驗(yàn)方案，然后與各自的指導(dǎo)教師探討實(shí)驗(yàn)的可行性，確定實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)施操作。
綜合實(shí)驗(yàn)不同于單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始時(shí)，學(xué)生的依賴(lài)性比較強(qiáng)，沒(méi)有擺脫以前認(rèn)知、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)養(yǎng)成的習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)一點(diǎn)問(wèn)題就向老師請(qǐng)教，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力較差。針對(duì)這種情況，指導(dǎo)教師不是簡(jiǎn)單地授學(xué)生以魚(yú)，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題不是簡(jiǎn)單的直接給出答案，而是引導(dǎo)、教會(huì)學(xué)生綜合運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)來(lái)分析解決實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的問(wèn)題。綜合實(shí)驗(yàn)不一定是一次就能得到正確的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中允許學(xué)生失敗，指導(dǎo)教師幫助學(xué)生進(jìn)行分析，學(xué)會(huì)從原料的精制、原料的配比、實(shí)驗(yàn)的條件（實(shí)驗(yàn)溫度、壓力、操作時(shí)間、加料順序）等方面查找失敗原因，解決問(wèn)題。
到實(shí)驗(yàn)后期，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性大大提高。能夠合理的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，實(shí)驗(yàn)的成功率也得到很大提高。有時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備滿(mǎn)足不了部分產(chǎn)品的性能表征，經(jīng)指導(dǎo)教師的提示，學(xué)生自己想辦法，自制一些小設(shè)施或?qū)ふ乙恍┨娲O(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品性能的測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生利用課余時(shí)間，按要求撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容豐滿(mǎn)，圖文并茂，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)用儀器藥品、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果分析與討論，有的學(xué)生還發(fā)表了對(duì)實(shí)驗(yàn)的感想。多數(shù)報(bào)告附有實(shí)驗(yàn)裝置照片、產(chǎn)品照片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析當(dāng)中除討論對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響因素外，還討論了實(shí)驗(yàn)失敗的原因，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄詳實(shí)。最后學(xué)生們將實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容做成幻燈片進(jìn)行答辯、經(jīng)驗(yàn)交流，通過(guò)同學(xué)之間實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)施、產(chǎn)品性能的比較，對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容更進(jìn)一步加深理解。
3.2 專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果
通過(guò)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立查閱資料，尤其是充分利用網(wǎng)上電子資源，并能對(duì)所查閱的資料進(jìn)行分析、匯總，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提交出實(shí)驗(yàn)所需儀器、藥品、技術(shù)路線(xiàn)；能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，熟練掌握與所選實(shí)驗(yàn)相關(guān)的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料成型等實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)了動(dòng)手能力；能利用所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋和分析，分析出實(shí)驗(yàn)失敗的原因和總結(jié)出成功的經(jīng)驗(yàn)；對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，能自主完成一份完整合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、生產(chǎn)實(shí)踐及科研工作奠定了較好的基礎(chǔ)。
4 結(jié)論
經(jīng)過(guò)幾年的優(yōu)化和整合，材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)克服了以前實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的不合理性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系工程及科研實(shí)際，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題、 解決問(wèn)題、獨(dú)立工作、 協(xié)同配合、 富于創(chuàng)新等綜合能力的培養(yǎng)，取得了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]材料化學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容
1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)以及教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題
1.1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是以一般尺寸通用零件的設(shè)計(jì)為核心的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)性課程，是一門(mén)理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程。與材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)其他課程相比，該課程具有明顯不同的特點(diǎn)。該課程知識(shí)面廣，具有“關(guān)系多”、“要求多”、“門(mén)類(lèi)多”、“公式(符號(hào))多”和“圖表多”等特點(diǎn)[1]?！瓣P(guān)系多”指該課程與多門(mén)先修課程關(guān)系密切。在課程的學(xué)習(xí)中需要用到高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、材料成型基礎(chǔ)、理論力學(xué)等多個(gè)先修課程的內(nèi)容來(lái)解決通用化的機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)問(wèn)題。然而，由于專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的特殊性，該課程的部分先修課程，如高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)等，同該課程安排在同一學(xué)期進(jìn)行講授學(xué)習(xí)，這就造成課程和知識(shí)體系之間不能很好的銜接?！耙蠖唷毙枰獙W(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中從零件的強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝、經(jīng)濟(jì)性和安全性等諸多方面統(tǒng)籌考慮?！伴T(mén)類(lèi)多”則是指不同的零部件具有不同的特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)方法也不盡相同。此外，“公式多”是指計(jì)算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗(yàn)的、半經(jīng)驗(yàn)的及定義式，不同公式具有不同的應(yīng)用范圍?！胺?hào)多”、“圖表多”則要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中充分認(rèn)識(shí)符號(hào)物理意義以及圖表的正確識(shí)別和應(yīng)用。由于材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在以往的知識(shí)構(gòu)架中沒(méi)有相關(guān)的概念，學(xué)生學(xué)習(xí)基本符號(hào)、公式和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算的難度較大。此外，針對(duì)于抽象的機(jī)械構(gòu)型和物理運(yùn)動(dòng)方式，構(gòu)思并分析其結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程也相對(duì)較為復(fù)雜，因此該課程的學(xué)習(xí)具有較大的難度[2]。1.2教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。以往的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中，老師多以講授和討論的方式進(jìn)行教學(xué)，忽略了材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系與其他專(zhuān)業(yè)知識(shí)架構(gòu)之間的差異和學(xué)生的個(gè)體差異。學(xué)生的基本讀圖能力、零件的精度要求、理論力學(xué)中的材料應(yīng)力、應(yīng)變、剛度、強(qiáng)度等多方面基礎(chǔ)均較為薄弱。采用板書(shū)、多媒體課件和簡(jiǎn)單的實(shí)物教具等途徑很難直觀地將抽象的物理概念、機(jī)械構(gòu)型和運(yùn)動(dòng)過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生，進(jìn)而很難在課堂上引發(fā)學(xué)生共鳴，導(dǎo)致教學(xué)效果較差。比如在齒輪傳動(dòng)章節(jié)，直齒輪的嚙合傳動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)過(guò)程較為容易理解；但是斜齒輪和錐齒輪的傳動(dòng)過(guò)程則相對(duì)復(fù)雜，理解起來(lái)較為困難。在這一部分的課程學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠明顯感覺(jué)到學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的差異。相對(duì)于文字或公式較多的多媒體課件，包含flash動(dòng)畫(huà)、視頻影像的課件內(nèi)容則能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在一定程度上增加學(xué)生對(duì)于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過(guò)程的理解。對(duì)于零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核等問(wèn)題，學(xué)生學(xué)習(xí)仍然較為吃力。比如V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、螺紋連接設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核等內(nèi)容，不僅要求學(xué)生從多個(gè)角度分析設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，一般需要用到多個(gè)公式并查詢(xún)數(shù)個(gè)參數(shù)圖表。這就導(dǎo)致學(xué)生在零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核的教學(xué)過(guò)程中往往不知所云，喪失學(xué)習(xí)興趣，難以達(dá)到人才培養(yǎng)大綱既定的教學(xué)目標(biāo)。重新組織教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)合理的教學(xué)方法和教學(xué)過(guò)程對(duì)于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果顯得至關(guān)重要。
2教學(xué)內(nèi)容的再組織和教學(xué)方法的探索
2.1教學(xué)內(nèi)容的再組織。材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目的在于培養(yǎng)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程知識(shí)能力的和創(chuàng)新素養(yǎng)，其專(zhuān)業(yè)目標(biāo)在于培養(yǎng)應(yīng)用型的技術(shù)型人才。因此，在課程教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有必要進(jìn)行復(fù)雜的理論推導(dǎo)過(guò)程，只需要讓學(xué)生明白如何使用公式以及公式的適用范圍和情況即可。比如，在滑動(dòng)軸承章節(jié)中涉及到的“流體動(dòng)力理論基本方程”和“油膜承載機(jī)理”的推導(dǎo)過(guò)程。這一推導(dǎo)計(jì)算過(guò)程中涉及到流體力學(xué)、微積分等知識(shí)，超出學(xué)生的已有知識(shí)范圍。因此在教學(xué)過(guò)程中該內(nèi)容可以酌情略去，保留液體動(dòng)壓油膜形成的必要條件。即只需要讓學(xué)生明白液體動(dòng)力軸承正常工作的必要條件。學(xué)生學(xué)完后能夠運(yùn)用這一基本原理進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的工況分析。經(jīng)過(guò)教學(xué)內(nèi)容的重新組織，不僅能夠讓學(xué)生感受到學(xué)有所用，學(xué)以致用，還能夠增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心、獲得感和成就感?；谝陨戏治龊涂紤]，在滿(mǎn)足人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，將教材中內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)縮減顯得十分必要[3]。在綜合考量學(xué)生學(xué)習(xí)能力和課時(shí)安排的基礎(chǔ)上，摒棄以往的“填鴨式”教學(xué)。以學(xué)生的接受能力為出發(fā)點(diǎn)，在保證知識(shí)體系完備的情況下，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的再組織。輕理論分析，重應(yīng)用實(shí)踐，力求講授內(nèi)容少而精，深入淺出，對(duì)于提升教學(xué)效果具有重要作用。2.2教學(xué)方法探索。目前，多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的講授仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即以教師為教學(xué)活動(dòng)的主體。這一教學(xué)方法存在諸多缺點(diǎn)。比如，“滿(mǎn)堂灌”式教學(xué)過(guò)程缺乏互動(dòng)，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，學(xué)生在課堂中的參與度較低，課堂氛圍較差。不僅如此，教師也很難把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也就不能適時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度。如果這些問(wèn)題得不到解決，機(jī)械設(shè)計(jì)課程很難取得良好的教學(xué)效果。確保學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位、采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式以及安排合理的課程設(shè)計(jì)對(duì)于提升教學(xué)效果具有重要作用。(1)強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體，增加課堂互動(dòng)。學(xué)生始終是教學(xué)的對(duì)象和主體，學(xué)生的有效參與是課堂良好教學(xué)效果的保證。如何增加學(xué)生的課堂參與度，將學(xué)生置于課堂的主體地位值得教師在教學(xué)過(guò)程中不斷探索和調(diào)整。隨著教學(xué)改革的深入，諸如案例教學(xué)法、問(wèn)題教學(xué)法等教學(xué)方法不斷涌現(xiàn)，結(jié)合課程特點(diǎn)和章節(jié)內(nèi)容特點(diǎn)，嘗試適用的教學(xué)方法能夠增加師生互動(dòng)，提升學(xué)習(xí)效果[4-5]。比如在學(xué)習(xí)滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)一節(jié)時(shí)，教師先對(duì)一個(gè)典型的軸系固定形式進(jìn)行講授，拋磚引玉，然后組織學(xué)生分組討論，并分析給出其他組合設(shè)計(jì)中軸系時(shí)如何實(shí)現(xiàn)固定的，最后則由學(xué)生完成其他組合設(shè)計(jì)內(nèi)容的講解[6]。這一過(guò)程不僅能夠活躍課堂氣氛，增加師生互動(dòng)，防止學(xué)生在課堂上“置身事外”。同時(shí)以學(xué)生為主體地位的課堂，顯著增加了學(xué)生在課堂的參與度，提高學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效率。(2)線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式的應(yīng)用。針對(duì)于課程內(nèi)容多，課時(shí)安排少的基本情況，采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在課外時(shí)間的學(xué)習(xí)積極性。借助河南城建學(xué)院“學(xué)在城建”網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，教師課外在教學(xué)平臺(tái)上傳學(xué)習(xí)資料，供學(xué)生課外時(shí)間學(xué)習(xí)。部分簡(jiǎn)單知識(shí)通過(guò)這一線(xiàn)上平臺(tái)后，作為學(xué)生預(yù)習(xí)或自學(xué)的內(nèi)容。課后，通過(guò)平臺(tái)上傳相關(guān)習(xí)題測(cè)驗(yàn)，進(jìn)行教學(xué)效果把控。此外，教師在平臺(tái)教師端口還可以掌握學(xué)生在課下的學(xué)習(xí)行為，而且能夠?qū)W(xué)生課下學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評(píng)判。將這一評(píng)判結(jié)果與課程的平時(shí)成績(jī)進(jìn)行掛鉤，進(jìn)而帶動(dòng)學(xué)生課下參與的積極性。此外，還可以依據(jù)平臺(tái)反饋結(jié)果適時(shí)調(diào)整后續(xù)課堂的教學(xué)內(nèi)容。(3)重視課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的能力[7]?；趯?zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)適當(dāng)調(diào)整課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，并將其與其他專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行關(guān)聯(lián)，不僅有助于機(jī)械設(shè)計(jì)課程的融會(huì)貫通，也有利于學(xué)生加深對(duì)其他專(zhuān)業(yè)課程的理解。此外，新穎的設(shè)計(jì)題目能夠避免學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上直接下載課程設(shè)計(jì)結(jié)果。比如，電極材料涂布機(jī)減速器的設(shè)計(jì)，這一課程設(shè)計(jì)完成的先決條件在于學(xué)生了充分解電極材料涂布機(jī)的基本工作原理和電極材料涂布的工藝參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的收集。通過(guò)參與這一課程設(shè)計(jì)，不僅能夠加深其對(duì)新能源材料相關(guān)內(nèi)容知識(shí)的掌握程度，又能夠滿(mǎn)足機(jī)械設(shè)計(jì)課程的綜合能力培養(yǎng)，進(jìn)而達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)。
