材料物理实验教学改革初探

姚婷珍　许天旱

[摘要]本文结合新时期对实验教学的发展要求，对材料物理实验室所属的课程、实验现状和存在问题进行了分。析。对实验项目和实验性质在客观条件允许的范围内进行了增加和调整。并将多媒体、网络教学等先进教学方式引入实验教学，以期在培养学生独立操作能力、创新能力、创造和谐学习氛围方面开辟新的教学思路。

[关键词]实验教学改革材料物理实验实验创新

如何培养更多更好的高素质创新型人才。已经成为当前教育改革的主题。实验教学是培养学生动手能力和自主创新能力的重要环节，为适应时代发展要求，为培养适应社会需要的高素质人才，本文结合西安石油大学的实际条件，针对材料物理专业现有的实验教学模式提出一些改革方法和思路。

一、材料物理专业的实验教学现状

(一)实验设施现状

西安石油大学的材料物理实验室于2005年建成并针对第一届学生投入使用。设备台套数少，缺乏成套和高精尖设备，在电、热、声、光、磁等物理性能测试方面，只能满足一些简单、定性的测试和分析，在新材料制备和性能分析方面，更是显得设备能力不足。例如，真空蒸镀法制备薄膜材料实验，真空镀膜仪所能达到的真空

度较低，为了达到最高极限真空度要进行机械泵和扩散泵两级抽真空，抽真空耗时约1小时，实验完成之后还需要降温，抽空和降温所花费时间远超过实验时间，浪费了学生的时间，影响了学生学习的积极性。同时，由于设备极限真空度偏低，镀膜质量教差，缺少薄膜性能和厚度检测设备，严重影响了学生对实验教学的掌握，但设备现状存在诸多限制因素，短期内增加实验仪器是不现实的，要改善只能寻求其他解决办法。

(二)实验项目现状

设备的实际状况限制了实验项目的设置和深度，导致实验内容多以验证性实验为主，实验项目偏少，绝大部分课程只有1个实验，没有选做实验。实验学时最多的仅占课程总学时的1／9，最少的只占1／23，由于开出实验少，所有开出的实验都是必做实验。学生做实验时可选择余地很小。这样就不能充分锻炼学生的实践能力，开发学生的创新能力。

实验前，先由实验老师讲述实验原理、实验目的和实验要求，然后要求学生按照实验步骤进行实验，仪器、试剂等都是老师提前准备好的，学生仅仅按部就班完成实验操作。实验前学生没有预习实验指导书，做实验时非常盲目，对仪器的使用方法和注意事项也不清楚。这样的实验教学方法，不能充分调动学生的学习积极性。抑制了学生个性的发展和创新性的培养。

(三)实验成绩的评定

实验成绩的评定是一种激励学生学习积极性的方法，成绩由实验准备、实验操作、实验报告三部分组成，可操作性不强，无法具体控制，不容易定量给分，随意性较大，达不到公平、公正的要求。在现实教学中，实验是从属于理论教学，是理论教学的一部分，一般实验成绩只占总成绩的10％左右，在学生的心目中造成重理论轻实验的现状。实验成绩对学生总成绩的影响小，不会引起足够的重视。评价体系不完善，给客观评价学生实验时的综合素质和创新能力造成困难。指导教师和学生只有在实验时才能见面，沟通的机会少，不利于造成教学相长、互相探讨的学习氛围。

二、改革实验教学模式。培养学生的综合素质和动手能力

(一)利用其他实验教学资源，提高实验项目的数量和质量

西安石油大学对实验设施的投资非常有限。要改善实验条件不是短期内能够解决的。对此，可利用学院其他专业实验室能利用的设备资源，结合本专业的特点和培养方向，增加选做实验和综合、设计性实验数目，使学生可以选择感兴趣的实验项目和方向，除了必做实验项目外，还可以自由选做一些实验项目，对同一门课，选做的实验项目是必做实验的扩展，是正常教学的延伸和拓展。笔者将教学改革前后的实验项目、课程和实验性质等列于下页表，进行对比。

由下页表可见，更改前的实验项目少，大部分都是验证实验，更改后的实验增加了一些设计和综合性实验，增加了选做实验项目。选做实验难度较大，学生可以根据自己的兴趣和精力，适当多做选做实验，作为知识的拓展和提升。

(二)利用网络，实现互动，提高实验教学质量

以往的实验教学虽然也要求预习，但由于教师无法检查，学生往往没有预习就进入实验室，对实验并不了解，这容易造成实验的失误或仪器设备的损坏，由此导致学生学习自主性不强。不利于知识的吸收，不能激起学习的积极性。实验完成之后的实验报告，学生也是敷衍了事，有些甚至照抄实验指导书上的内容，缺乏对实验数据的分析，给实验成绩的评定造成困难，考核成绩不好把握。

为了解决以上问题，材料物理实验室组织开发了网络实验教学软件，利用该软件可以完成以下工作：

1、检查学生的实验预习情况。只有交了预习报告并通过的学生，才能进行实验预约，经得实验指导教师同意，方能进入实验室进行实验。实验预习情况的检查包括以下环节：实验原理的了解、实验过程和仪器操作规程的掌握、实验预习问题的回答提交等。

2、实验项目的安排和课程的进度配套。实验指导老师准备好所需的实验用品，学生根据自己的时间提前预约。预约好之后按时到达实验地点进行实验。由于实验已经提前预习，心中有数，避免了盲目操作。进行实验时，如果需要，可以观看实验过程的详细说明和注意事项，独立完成操作，有问题可以及时咨询指导教师，实验结果经指导教师检查确认合适后，将所用的物品归位即可离开实验室，早完成早离开。这样的实验过程。完全靠学生自己完成，可以单独，也可以几个人合作。指导教师的角色由原来一步一步“指挥”的主导地位，变成了偶尔指导的从属地位，学生则由原来的被动，变成了主动学习和具体动手操作，这样的改变，正是素质教育所需要的。

3、实验完成之后，学生即可书写实验报告，实验报告的提交有详细规范，包括提交时间、格式等规定，需要反映的知识点和数据分析等要求，只有按照规定要求完成实验报告，并在限定的时间内上交，本次实验才有效。学生可以在网上参考实验指导书，但必须有自己的分析，避免以往实验报告只是抄实验指导书的不良现象。老师在网上批改实验报告，不合格的实验报告可以拒收，还可以和学生交流实验过程中存在的问题。这样就能够促进实验方法和教学过程的不断改进，互相提升、不断完善，真正让实验教学成为学生学习和锻炼的过程。最后的实验成绩在网上公开，成绩的评定由预习、实验过程和实验报告三部分组成，完全做到公平、公正、公开。