丁 艷,赫占軍,張素娟
(淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽 淮北 235000)
隨著中國高等教育從“專業(yè)教育”向“素質(zhì)教育”的轉(zhuǎn)變,對(duì)應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求逐步提高[1]. 社會(huì)對(duì)人才的競爭愈加強(qiáng)烈,對(duì)大學(xué)生的素質(zhì)提出更高的要求,傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已不能滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求[2-3]. 近年來,淮北師范大學(xué)對(duì)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的改革進(jìn)行探索,取得一定進(jìn)步,但仍存在許多不足. 因此,如何培養(yǎng)應(yīng)用型材料化學(xué)專業(yè)高水平、高素質(zhì)創(chuàng)新人才,充分開發(fā)和利用我校豐富的教育資源和教師優(yōu)勢,使材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生既掌握材料和化學(xué)扎實(shí)的理論知識(shí)和基本技能,同時(shí)還具有較強(qiáng)的科研創(chuàng)新能力,適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的需求,滿足學(xué)校厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、強(qiáng)能力的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的總體要求是亟待解決的問題[4].
近年來,我校材料化學(xué)專業(yè)進(jìn)行廣泛調(diào)研,從新時(shí)期對(duì)材料化學(xué)專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),通過多年來對(duì)材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索,并結(jié)合我校的實(shí)際情況,提出材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的若干途徑. 通過構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系,調(diào)整傳統(tǒng)教學(xué)模式,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,注重專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研互動(dòng)緊密結(jié)合,提高學(xué)生思辨能力,強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作,提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng). 推進(jìn)開放式教學(xué)平臺(tái)建設(shè),激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情,完善綜合評(píng)價(jià)體系,推進(jìn)教學(xué)“知行合一”[5],提高學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新潛質(zhì). 希望通過本文研究能夠?qū)Σ牧匣瘜W(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展提供參考,為國家和社會(huì)培養(yǎng)有創(chuàng)新思維能力、善于學(xué)習(xí)、敢于超越的應(yīng)用型高水平和高素質(zhì)人才[6].
材料化學(xué)專業(yè)是研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用的一門科學(xué),它從化學(xué)的角度探索材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其宏觀性能的影響[7]. 材料化學(xué)專業(yè)是一門涉及材料、化學(xué)、物理等知識(shí)的交叉學(xué)科,也是一門應(yīng)用型學(xué)科[8]. 材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實(shí)的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和化學(xué)基礎(chǔ)理論,同時(shí)具備較高的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力,善于將理論知識(shí)應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐中,滿足應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求. 材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)是材料化學(xué)專業(yè)核心課程的重要組成部分,其培養(yǎng)目標(biāo)不僅使學(xué)生掌握材料化學(xué)基本的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新思維能力,激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)世界的熱情,為國家和社會(huì)培養(yǎng)有堅(jiān)定理想信念、勇于擔(dān)當(dāng)、善于學(xué)習(xí)和敢于超越的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[9].
近年來,我校積極進(jìn)行材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索,取得一定的成績. 但現(xiàn)行材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室管理、教學(xué)儀器的更替等方面仍存在不足,影響教學(xué)的快速發(fā)展和學(xué)生創(chuàng)新能力的進(jìn)一步提升.
材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要包括材料的合成與制備、材料的性能與測試及材料加工等實(shí)驗(yàn)[10]. 目前,開設(shè)的部分實(shí)驗(yàn)方法陳舊,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性,很難調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的熱情,難以激發(fā)學(xué)生的興趣. 在現(xiàn)行的教學(xué)模式中,實(shí)驗(yàn)課通常被作為理論課程的附屬內(nèi)容,這種模式的設(shè)定容易使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目彼此獨(dú)立,對(duì)項(xiàng)目間的有機(jī)連續(xù)性產(chǎn)生不利影響. 傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、陳舊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及固化、呆板的教學(xué)模式在引導(dǎo)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)思維和應(yīng)用創(chuàng)新等綜合能力方面弊端較多. 實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系有待完善,改變以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)成績的單一評(píng)價(jià)方式,通過建立綜合的評(píng)價(jià)體系調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性,提高學(xué)生的科研素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[11-12].
目前,材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式比較單一,側(cè)重理論教育,主要是以理論為基礎(chǔ),更注重基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)多是以課本為主的重復(fù)性實(shí)驗(yàn). 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,大多是教師先講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案、注意事項(xiàng)及儀器的使用等. 學(xué)生被動(dòng)接受實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí),然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地操作,并未真正理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理,很難發(fā)現(xiàn)問題,遇到問題不知如何解決,不能真正達(dá)到實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)目標(biāo). 這種方式學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的過程和獨(dú)立思考的能力,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性,也很難激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣,缺少應(yīng)具有的主動(dòng)思維和科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)[13].
材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生態(tài)度不認(rèn)真,操作不規(guī)范,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不細(xì)致,實(shí)驗(yàn)一旦失敗沒有耐心,信心也不足. 少數(shù)學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告敷衍了事,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神[14]. 部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)中缺乏組員之間的溝通交流,喜歡孤軍奮戰(zhàn),缺少團(tuán)隊(duì)合作,很難兼顧到實(shí)驗(yàn)每個(gè)環(huán)節(jié).少數(shù)學(xué)生安全意識(shí)淡薄,自我防護(hù)意識(shí)差,實(shí)驗(yàn)廢棄物隨意亂丟,不愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備等.
作為師范類院校,開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)這類非師范專業(yè)的時(shí)間相對(duì)較短,在專業(yè)實(shí)驗(yàn)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室管理等方面還不夠完善. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備配備齊全,實(shí)驗(yàn)室規(guī)范管理是實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的保障[15]. 目前,在材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的資金投入、實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面還需要加大力度. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備配備不夠齊全,部分設(shè)備陳舊,有的已不能正常使用,一定程度影響專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展. 同時(shí),在實(shí)驗(yàn)儀器的維修、更新的效率等方面,也對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生一定影響. 另外,我校材料化學(xué)專業(yè)無專任的實(shí)驗(yàn)教師,任課教師不僅要負(fù)責(zé)本專業(yè)的理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)工作,還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)試劑、耗材的統(tǒng)計(jì)和報(bào)送工作,同時(shí)還要承擔(dān)實(shí)驗(yàn)儀器的管理和日常維護(hù)等,教師的工作任務(wù)較重.
以上材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)體系、實(shí)驗(yàn)室管理等方面需要完善和提升,促進(jìn)我校材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展,有利于新形勢下應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求.
(1)調(diào)整傳統(tǒng)教學(xué)模式. 專業(yè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思辨與綜合學(xué)習(xí)能力. 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中調(diào)整教學(xué)模式,通過線上教學(xué)平臺(tái)提前一周給學(xué)生布置任務(wù),各小組學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等,疑難問題查閱相關(guān)資料. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為主體,改變傳統(tǒng)的教師講解實(shí)驗(yàn)為任意指定學(xué)生講解實(shí)驗(yàn),然后由教師補(bǔ)充. 實(shí)驗(yàn)過程中教師積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,鼓勵(lì)各小組成員加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作,指出實(shí)驗(yàn)中學(xué)生錯(cuò)誤操作及安全隱患,滲透學(xué)生加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、綠色化學(xué)理念. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)小結(jié),最后由教師做出點(diǎn)評(píng). 這種教學(xué)模式極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性. 通過自主學(xué)習(xí)的方式將理論知識(shí)應(yīng)用到具體實(shí)踐中,提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力和善于觀察、獨(dú)立思考的能力,敢于提出問題,大膽進(jìn)行討論,克服在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中被動(dòng)學(xué)習(xí)、毫無興趣、疲于應(yīng)付、照抄照搬和一語不發(fā)等惡性循環(huán)狀態(tài). 根本上改變“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,提高學(xué)生的積極主動(dòng)性和善于思考的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力.
(2)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目. 材料化學(xué)屬于應(yīng)用型專業(yè),是材料科學(xué)的核心和重要分支,其內(nèi)容強(qiáng)調(diào)科學(xué)的前沿性,涉及材料化學(xué)和儀器測試技術(shù)等多方面知識(shí),范圍廣且復(fù)雜多變. 作為師范院校,我校非師范專業(yè)材料化學(xué)專業(yè)原來偏重于基礎(chǔ)理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重相對(duì)較少. 開設(shè)的材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)多為材料的合成與制備,材料性能研究方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少,材料表征、測試方法也比較有限. 部分制備方法比較陳舊,大多為功能單一的傳統(tǒng)材料,有些材料合成過程中氣味較大,影響學(xué)生健康,污染環(huán)境. 根據(jù)國家對(duì)材料化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),滿足當(dāng)今社會(huì)和企業(yè)對(duì)創(chuàng)新型人才需求,適當(dāng)縮減基礎(chǔ)理論課講授的學(xué)時(shí)數(shù),如大學(xué)物理等,增加作為專業(yè)核心課程的材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù),更加注重材料化學(xué)專業(yè)的應(yīng)用性和實(shí)踐性. 開設(shè)的“材料化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”和“材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)”的總學(xué)時(shí)已由原來的72學(xué)時(shí)增加為96學(xué)時(shí),并增加綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng).
結(jié)合近年來的材料科學(xué)研究的熱點(diǎn),發(fā)揮我校材料化學(xué)專業(yè)教師在某些科研領(lǐng)域中的研究優(yōu)勢,對(duì)材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做了部分調(diào)整和優(yōu)化. 在教學(xué)實(shí)踐中,將教師的科研成果進(jìn)行精選、提煉并轉(zhuǎn)化為本科生綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的興趣,開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維能力,提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能. 開設(shè)“室溫固相合成氧化銅及X射線粉末衍射法物相定性分析”“氮化碳多孔材料的水熱法制備及光化學(xué)性能測試”“微波輻射合成防銹涂料磷酸鋅及其紅外光譜測定”等綜合性實(shí)驗(yàn). 這類實(shí)驗(yàn)通常包括材料的合成與制備和材料的表征及性能測試等,保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性,使學(xué)生對(duì)材料的制備與性能有整體的認(rèn)知,拓展了學(xué)生的視野,為今后從事科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ). 同時(shí),更新實(shí)驗(yàn)制備方法陳舊,污染環(huán)境的傳統(tǒng)材料的合成實(shí)驗(yàn),開設(shè)近年來研究比較熱門、功能多樣的金屬有機(jī)框架材料MOF、微納表面結(jié)構(gòu)薄膜材料、磁流體、水凝膠和氮化碳等材料制備的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目. 拓展對(duì)材料性能方面的研究,增加材料電化學(xué)、光催化及吸附性能等方面的研究,如“過渡金屬摻雜聚苯胺的制備及電化學(xué)性能研究”“二維石墨相氮化碳的光電化學(xué)性質(zhì)測試”“低溫氮吸附法測定多孔材料的比表面積及孔隙分布”等,提高學(xué)生對(duì)材料多角度、全方位的認(rèn)識(shí),同時(shí)掌握更多的實(shí)驗(yàn)測試技術(shù). 通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生掌握固相合成法、水熱法、微波輻射法等無機(jī)材料及本體聚合、乳液聚合等高分子材料基本的合成方法,熟悉微納材料薄膜、陶瓷、氮化碳多孔材料及水凝膠等材料的制備;掌握紫外-可見光譜儀、紅外光譜儀、熒光光譜儀、原子發(fā)射光譜儀、X射線衍射儀、流變儀、氣相色譜儀、比表面分析儀、交流阻抗測試儀、偏光顯微鏡等儀器設(shè)備的使用方法及測試技術(shù);熟悉材料的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化、流變、吸附等性能的研究方法;了解高分子材料的成型加工方法. 實(shí)踐證明,通過對(duì)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的調(diào)整和優(yōu)化,學(xué)生更好掌握材料基本合成方法和表征技術(shù),更加全面了解材料的基本性能,提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)問題探索的熱情,提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力.
新形勢下,不僅要注重對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的傳授,更要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生應(yīng)用型創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的思想道德素質(zhì),培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞男聲r(shí)代人才.
(1)注重專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研互動(dòng)緊密結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷. 材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生掌握材料化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能,為將來在材料及相關(guān)領(lǐng)域的開發(fā)和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 將材料科學(xué)領(lǐng)域最新的科技成果引入專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有利于學(xué)生了解該領(lǐng)域最新的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài),開闊學(xué)生的視野,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣. 依托省級(jí)或校級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)老師吸納有較高科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力的優(yōu)秀學(xué)生參與科研項(xiàng)目,豐富材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,提升學(xué)生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力. 鼓勵(lì)更多學(xué)生積極投入到科學(xué)研究領(lǐng)域,投身于我國高端科學(xué)技術(shù)研發(fā)工作,鞏固國防,培養(yǎng)具有愛國情懷、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)膭?chuàng)新型高技術(shù)人才.
(2)提高思辨能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神. 材料化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)細(xì)節(jié)都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、精密性,一個(gè)很小的失誤可能導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)的失敗. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力,養(yǎng)成規(guī)范操作、細(xì)致耐心的習(xí)慣,提高學(xué)生善于觀察、獨(dú)立思考的能力,在不斷的反復(fù)實(shí)踐中提高學(xué)生的操作技能和實(shí)驗(yàn)水平. 科學(xué)研究中一個(gè)突破性的結(jié)果往往要經(jīng)過幾百次、上千次的實(shí)驗(yàn),經(jīng)歷多次失敗后才能最終獲得成功. 教學(xué)中積極引導(dǎo)學(xué)生要有克服困難,解決問題的決心,學(xué)習(xí)科學(xué)家探索科研問題時(shí)不畏艱難、精益求精的工匠精神.
(3)強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作,滿足社會(huì)和企業(yè)的人才需求. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,提高動(dòng)手操作能力,更重要的是提高學(xué)生的科研素質(zhì),注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng). 科研實(shí)驗(yàn)任務(wù)量大,往往單人無法獨(dú)立完成,必須要多人分工合作. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生自行組隊(duì),分工協(xié)作,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)成員良好的溝通交流能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,具有高度的責(zé)任感和凝聚力,有利于解決實(shí)驗(yàn)中遇到的瓶頸和疑難問題,為將來真正的科研工作打下基礎(chǔ). 通過本科生導(dǎo)師制,鼓勵(lì)本組導(dǎo)生走入課題組,走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,與導(dǎo)師一同開展科研訓(xùn)練,指導(dǎo)學(xué)生完成國家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目. 提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,提升學(xué)生的科研興趣,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新意識(shí),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探索的軌道上,真正建立具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力健康發(fā)展的實(shí)踐體系.
(4)加強(qiáng)學(xué)生安全教育,樹立環(huán)保意識(shí). 近幾年,由于高校實(shí)驗(yàn)室安全事故頻發(fā),環(huán)境污染事件各地也屢見不鮮. 借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生安全規(guī)范的操作習(xí)慣,掌握突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)措施,學(xué)習(xí)滅火器等消防器材的使用方法,養(yǎng)成自我主動(dòng)防護(hù)的意識(shí). 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也要培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),有毒、有害的廢品和廢液不隨意丟棄,減少不可再生資源的使用,支持低碳產(chǎn)品,保護(hù)綠水青山,建設(shè)生態(tài)家園,為實(shí)現(xiàn)我國的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)而努力.
由于材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)有限,而實(shí)驗(yàn)課所涉及的知識(shí)較多,完全靠課堂的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)就顯得比較倉促,而且按照預(yù)先設(shè)定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,難以激發(fā)學(xué)生的科研興趣. 因此,整合學(xué)校的實(shí)驗(yàn)資源,提高實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備利用率,開放學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室,給學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,提高學(xué)生動(dòng)手操作能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力. 通過開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如《貴金屬表面等離子體效應(yīng)的研究》,讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自行選擇儀器等,自己完成實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用. 同時(shí)教師和學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行互動(dòng)交流,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行反思,大膽提出新的想法.學(xué)生通過獨(dú)立思考可提高自己分析和解決問題的能力,掌握從事科學(xué)研究的基本方法和途徑,極大地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情和敢于嘗試的創(chuàng)新精神,提升學(xué)生綜合素質(zhì).
教學(xué)和考試是任何課程中不可或缺的2個(gè)重要部分,抓好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考試關(guān),既可以提高教學(xué)質(zhì)量,又可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題. 對(duì)于材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法,將原先單一的考核辦法改為綜合評(píng)定.不再僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告等作為考核依據(jù),而是設(shè)置多樣化的綜合評(píng)價(jià)體系. 實(shí)驗(yàn)考試選擇一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn),不再講解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟和注意事項(xiàng)等,學(xué)生提前預(yù)習(xí),自主查閱資料解答疑難問題,分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理. 注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的操作技能、解決問題能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案有所改進(jìn)和優(yōu)化的學(xué)生給予成績獎(jiǎng)勵(lì). 通過綜合成績評(píng)定,大大激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情,培養(yǎng)了自主實(shí)驗(yàn)和團(tuán)隊(duì)合作的科研素養(yǎng). 另外,科技小論文也是作為綜合成績評(píng)價(jià)的一項(xiàng)依據(jù). 學(xué)生通過查閱大量中英文文獻(xiàn),了解某領(lǐng)域的科技動(dòng)態(tài),對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的某個(gè)科學(xué)問題進(jìn)行深入分析,闡明自己的觀點(diǎn),經(jīng)總結(jié)、梳理后書寫成小論文. 既培養(yǎng)學(xué)生的科技論文的撰寫能力,又開發(fā)學(xué)生科研創(chuàng)新思維能力,有利于新時(shí)代高水平科技人才的培養(yǎng).
針對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備配備不齊全,實(shí)驗(yàn)室管理不到位等問題,做了改進(jìn). 學(xué)校加大實(shí)驗(yàn)室的資金投入,完善實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),更新和配備一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)儀器,創(chuàng)建良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境. 新進(jìn)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理和儀器設(shè)備的維護(hù). 根據(jù)學(xué)生相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究需求,合理安排,有效開放相關(guān)實(shí)驗(yàn)室,提高實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的利用率,調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性,努力培養(yǎng)學(xué)生綜合能力,為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供保障.
材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)材料化學(xué)綜合性專門人才的重要環(huán)節(jié)[16]. 通過調(diào)整傳統(tǒng)教學(xué)模式,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,建設(shè)開放式教學(xué)平臺(tái)和完善綜合評(píng)價(jià)體系,推進(jìn)淮北師范大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革,完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,培育學(xué)生的探究能力及創(chuàng)新潛質(zhì),提升學(xué)生的自主性和綜合實(shí)踐能力,教學(xué)質(zhì)量有較大提高,教學(xué)效果良好. 本科畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的自主性、創(chuàng)新性明顯增強(qiáng),畢業(yè)論文的質(zhì)量有穩(wěn)步提升. 有多名學(xué)生積極參加省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和校級(jí)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目等,取得一定成果. 學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣明顯增強(qiáng),多名學(xué)生選擇繼續(xù)深造,考研復(fù)試中實(shí)驗(yàn)考試成績有所提高,考研率穩(wěn)步提升. 步入工作崗位的學(xué)生,由于其扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的綜合實(shí)驗(yàn)技能受到企業(yè)的好評(píng)和重視. 我校材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與優(yōu)化為培養(yǎng)新形勢下具有較高專業(yè)素養(yǎng)和良好道德素質(zhì)的應(yīng)用創(chuàng)新型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).