《无机材料工学实验》开放式教学实践

李灵均+陈召勇+朱华丽+龚丽

摘 要：为增强学生实践和创新能力，分析了《无机材料工学实验》教学中存在的问题，围绕实验教学观念、教学内容精简及分层次设计、多样化的教学方法及多元化的考核方式等方面，探讨了《无机材料工学实验》教学中加入开放式教学元素的一点体会。

关键词：开放式教学 无机材料工学实验 教学实践

中图分类号： G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0134-01

无机非金属材料（包括水泥、玻璃、陶瓷、及先进功能材料等）是我国国民经济的重要支柱性材料。《无机材料工学实验》在培养本专业学生探索材料物理化学特性、开发新材料和解决实际生产问题等方面发挥着举足轻重的作用。然而，由于长期以来对实验教学的定位认识不足，把实验教学仅作为理论课的补充，培养方案显得比较零散，验证性和演示性实验较多，设计性和综合性实验较少[1]。学生的实践和创新能力有待加强。

另一方面，近年来，人才市场呈现出学术型和管理类人才供大于求，创新型人才严重短缺等现象。“就业难”和“人才荒”的双重压力，成为困扰我国经济发展的主要问题。其根本原因在于高等教育没有很好的与时代发展同步，教学与企业脱节，理论与实践脱节。而开放式教学改变传统教学模式中重理论轻实践、重知识轻能力的倾向，融知识传授、能力培养、素质教育为一体，已成为各高校研究的热点。

1 无机材料工学实验教学研究现状

《无机材料工学实验》是我校无机非金属材料工程专业三年级本科生必修的一门专业课， 与本专业《无机材料工学》理论课配合进行实施，也是毕业实习的先修课程。学习内容主要涵盖陶瓷、玻璃、水泥、先进功能材料的合成、表征、掺杂改性；以及相应的实验设计及误差分析、数据处理的方法等[2]。当前，《无机材料工学实验》存在的主要问题如下。

1.1 实验教学理念、教学内容相对落后，被动实践情况突出

《无机材料工学实验》的教学理念仍然停滞在传统的验证型教育上，对实践和创新能力的培养没有引起重视。实验课依附于理论课，验证性实验过多，缺乏综合性、设计性的大实验。实验教学内容主要是针对基础知识和理论的验证。学生在实验中处于被动和从属的地位。此外，被动实践也导致学生在解决实际问题以及创新能力方面的不足。这种教学理念及相应的教学模式，不利于发挥学生的主动性、积极性和创造性。

1.2 实验教学过程中教学方法单一

《无机材料工学实验》的教学手段仍以讲授为主，学生自由探索、自主学习的机会较少。教师按照讲义讲解实验目的、原理和内容，演示实验过程；学生则根据实验指导书的内容，按同样的操作步骤，开展验证性实验。很多学生只是从形式上完成了实验，却并不理解实验中原材料、制备工艺的选用规则、实验性能测试和数据处理的方法，不利于培养学生的实践操作能力。

1.3 实验教学培养方案封闭，不适应社会需求

《无机材料工学实验》的培养方案大多是在理论教学培养方案的基础上建立的，实验教学与工厂一线的生产活动联系不紧密，学生在经过实验课程的锻炼后并不了解最新的生产工艺，不具备自主学习、主动实践的能力。实验教学没有将理论课与毕业实习很好的链接，起到承上启下的作用。学生在实习过程中不能主动发现生产中的关键技术以及工艺中可能存在问题，而只是停留在走一走看一看的层面上，实习效果很不理想。

2 《无机材料工学实验》教学实践内容

2.1 实验教学观念的转变

分析现有教学观念的不足，以学生为主体，教师为主导，探索一种融知识传授、能力培养、素质教育全面协调发展的教学理念。同时制定科学合理的《无机材料工学实验》教学大纲。课堂上教师要少讲、精讲，甚至不讲，重在启发、引导，把实验的主动权交给学生，让学生独立思考，自己动手，激发学生进行实验的主动性和积极性。

2.2 实验教学内容的优化

当前本专业《无机材料工学实验》的教学内容包括：粉体真密度的测定，材料显微硬度的测定，材料色度、陶瓷白度的测定，煤的工业分析，浆料性能的测定等。验证性实验过多，综合性和设计性实验缺乏。此外，教学内容集中在传统的玻璃和陶瓷领域，与占实习总数2/3的建筑材料及功能材料领域关联不大。

为了满足社会发展的需求及不同层次学生的需要，开放式无机材料工学实验教学应符合学生的认知规律，贴近实习企业实际，将《无机材料工学实验》的内容分为三个层次：基础型实验、综合设计型实验和研究创新型实验。循序渐进，由简单到复杂，不同层次的实验内容在学生的实验能力培养中担负不同的任务。

同时，通过精减低层次验证性实验，如煤的工业分析，浆料性能的测定等；增加与实习企业密切相关的综合性、设计性的实验项目，如某冶金公司的浸出液除铁工艺、富氨废水回收工艺等，将《无机材料工学实验》的教学内容涵盖水泥、陶瓷、先进功能材料等三大领域，提高学生综合素质和创新能力，以适应后续毕业实习的学习。

2.3 改革单一的教学方法

改革《无机材料工学实验》课程中以讲授型为主的教学方法。精简实验指导书，只提供实验目的、要求和实验原理，不列出具体操作步骤，在教学过程中积极采用启发式、讨论式等现代教学方法，鼓励学生通过不同途径完成实验，达到实验要求。同时应用多媒体演示、网络化教学平台进行辅助教学。

（1）启发式教学法：教师提出无机材料企业实际生产中的一些问题，并给出相应的资料，引导学生自己去搜集文献、分析思考、制定方案、动手进行实验，通过数据分析得出结论，并对最后的结果进行评价。

（2）讨论式教学法：教师通过预先设计与组织，启发学生就企业生产中的特定问题发表自己的见解，并在同学之间、师生之间开展积极的讨论或辩论，使学生主动获取知识的方法。

（3）网络教学平台：综合运用视频、动画、图像、声音等多媒体教学手段，开发无机材料工学实验等网络课件，并应用于实际教学。

2.4 实验教学评价的开放

《无机材料工学实验》拟采用全程性、多元化的考核方式，全面反映学生掌握知识和综合能力的情况。以发展的眼光评价学生，在评价手段上应不局限于考测，还应包括实验操作、回答问题、实验报告等形式。教师记录学生在实验中的表现，在整个课题设计结束后，根据设计方案的正确性与合理性、实验动手能力与创新能力、总结报告、设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神等方面，综合评定成绩。同时，考核方式多样化，包括实验操作、回答问题、实验设计报告和答辩等形式，从多个方面考察学生的综合能力。

3 结语

笔者以本校的《无机材料工学实验》课程为实践平台，通过开放式教学将实习企业的生产工艺及存在的技术问题引入《无机材料工学实验》的教学内容中，有利于加强理论课与实践教学之间的衔接，缩短学校与企业间的距离；有利于培养“零适应期”的本科生，为蓬勃发展的无机材料领域培养优秀的工程技术人才。

参考文献

[1] 宋刘斌.基于创新型人才培养的地方高校实验教学改革[J].实验教学与仪器，2012（9）：21-22.

[2] 陈曙光.《无机材料工学实验》教学改革的探索[J].中国科教创新导刊，2007（466）：18.endprint