浅析应用型材料化学专业实验教学的新探讨

1、浅析应用型材料化学专业实验教学的新讨论材料化学专业是研究材料的制备、组成、构造、性能及应用的科学，它从化学的角度探究材料的微观构造对其宏观性能的影响。材料化学专业是我国许多高等学校开设的重要专业，是打造出系统掌握材料科学的根本理论和技能，能在材料科学与工程及其相关领域从事科研、教学和管理工作的材料化学高级应用型人才。材料化学专业的学生必须有宽口径的材料学根底知识和化学理论，同时又必须具有现代化仪器操作技能和创新才能，擅长创造性地把化学理论及材料学根底知识成功地转化为科学技术和社会消费力。材料化学专业实验是材料化学专业课程的重要组成部分，其目的不仅要传授学生掌握材料化学常规的实验方法和技能，训练

2、学生敏锐的观察和分析问题的才能，更重要的是培养学生具备严谨的科学态度和创新思维。武汉工程大学2022 年建立了材料化学专业，经过多年的实验教学探究，建立了以前沿科学研究融入至材料化学专业实验的新型教学形式、教学方法以及先进的实验室教学管理方法，更好的培养我校材料化学专业学生的实验探究才能和创新思维。下面，结合本校多年来材料化学专业的办学经历和基于应用型人才培养的目的要求，主要就专业实验教学方面做一些探究和研究。1 材料化学专业实验课程体系的开展特点材料化学专业实验教学在专业教学活动中具有重要的作用，它是培养学生理论知识的应用才能、锻炼职业和岗位技能、实现应用型人才培养目的的重要教学环节。材料化

3、学专业实验是在学生开设了化学根底课和材料化学专业主干课，并进展了根底化学实验后开设的课程。其主要特点有: ( 1) 面向大材料的实验课程体系。美国国家研究委员会的专题报告强调，材料科学与工程本科生的课程应尽可能强调学习和研究各种材料，正确评价各类材料之间的竞争关系，应让学生从总体上去理解材料科学与工程。而材料化学专业实验是根据大材料为目的，在材料化学根底课程上开设的专业课程; ( 2) 能表达科研与应用才能培养的亲密联络。材料化学专业实验与科学研究课题结合严密，如材料化学专业综合实验是将专业理论知识运用到相关产品的研发和实际消费中，在实验过程中培养学生解决实际问题的才能，进步学生的理论应用才能

4、。( 3) 多层次实验体系。材料化学专业实验包括根底技能型、设计型以及综合型等多个层次，每个层次的侧重点以及培养目的均有所差异。材料化学专业实验课程体系设置以加强对材料化学专业知识的理解和应用，加强专业理论技能训练，培养学生的创新思维和创新才能为目的。其教学理念，教学方法，实验内容以及考评制度等均是专业实验教学改革和讨论的内容。2 传统材料化学专业实验教学形式存在的缺乏材料化学专业是一门理工科专业，其开展与当今科学技术的进步和国民经济的快速开展具有很大的关系。材料化学专业实验教学是国家施行大学生素质教育、促进知识向理论才能转化的重要而有效的科学途径，其注重激发学生的创新意识和主动探究科学实验的

5、精神，启迪学生的学习方法，培养学生的自主学习才能、动手才能、分析和解决问题的才能。目前，国内许多高校开设了材料化学专业实验，主要包括材料的合成与制备实验、材料的加工与设计实验以及材料的性能与测试实验等，其内容大部分是重复性和验证性的实验。然而，传统的实验内容、陈旧的教学材料、设备以及填鸭式的教学形式缺乏以培养学生的学习自主性、创新思维和应用才能。因此，在实验教学过程中，教学内容、教学方法以及策略急需优化和改革，让学生能自主去学习和创新，让学生在学会的根底上上升到会学和会用的高度，于是，改革如今材料化学专业实验陈旧的教学形式是培养出适用新世纪应用创新性人才急需解决的问题。近年来，我校及其他学校均

6、积极进展了实验教学改革与有利的讨论，探究出了许多新型的教学形式和教学方法。3 应用型材料化学专业实验教学形式的建立3. 1 改革专业实验教学内容传统的材料化学专业实验内容是一些根底技能的培训和经典的实验工程，不能反映出材料化学专业的新知识、新技术对其开展的要求。因此，要改革优化传统的实验教学内容，增加一些应用型、设计型和综合型的新实验内容。在优化实验教学内容时，需要遵循以下几个方面的根据: ( 1) 材料化学专业实验内容应尽量丰富，包括高分子材料、无机非金属材料和金属材料等，充分的表达专业宽口径人才培养形式; ( 2) 不要与根底实验的有关内容重复，注重各种材料功能改性、性能测试分析以及新技术

7、邻域的应用; ( 3) 必须结合材料化学科学研究前沿，注重实验设备、技术的先进性; ( 4) 以设计型、综合型实验为主，重点培养学生的理论应用才能和创新才能。如我校材料化学专业实验在增加了一些新型碳材料、能源材料、功能膜材料、热电材料以及高性能工程材料的根底上，同时将热分析仪、纳米粒度仪、X - 射线衍射仪、扫描电镜、万能试验机以及电化学分析仪等先进设备的应用融入到实验中去，使学生在日后毕业论文和科研工作中对材料的检测技术的应用提早打下良好的根底。3. 2 建立一支高效的教师队伍教师是引领、指导和管理学生日常学习进程、进步学生综合素养的重要力量。高效、专业的教师队伍在专业实验教学过程中的作用至

8、关重要。材料化学专业实验涉及到的内容宽广、科学穿插性强，学生要在短暂的理论内掌握教师传授的实验教学内容并非易事，因此，具备专业知识扎实、专业技能深沉的实验教学队伍是必不可少的。针对此问题，我们应对专业实验教师队伍进展重组，改革以往教师组成单一的不利场面，组建一支高学历、专业性强且在科研领域经历丰富的实验教学教师队伍。例如，可将之前分管一些高端先进设备的教师纳入到实验教学教师队伍中，因为他们具备专业的设备测试技能，可指导学生材料测试实验课程。专业、高效的师资队伍才能培养学生的专业实验技能、进步学生的创新意识和理论应用才能。3. 3 专业实验教学与科研互动结合专业实验必须能有利于培养学生将化学、材

9、料学科的理论知识转化为科学技术和消费力的才能，使学生具备现代化仪器设备的操作技能和创新才能。常规的实验缺乏科学研究的系统性和连接性，与现实消费技术脱离较远。因此，将最新的材料学科研究成果引入至专业实验教学体系中，扩大学生的知识面，开阔学生的科学视野，是培养创新应用型高级技术人才的必要途径。实验教学过程中，可以依托国家级、省级或校级重点实验室，以及各专业科研教师的自然科学基金工程或与企业签订的横向工程支持，来保证给学生开展优质的材料化学专业实验。坚持专业实验与科研及消费理论相结合，鼓励相关专业教师吸纳本科生直接参与科研实验过程，以此来激发学生学习的兴趣和潜能，丰富专业实验的内容，为学生提供良好的

10、实验环境。3. 4 建立开放式的专业实验教学形式自主开放式专业实验教学是一种新型的实验教学形式，即结合教师的科研课题，学生通过自主参与探究研究，使研究成果转换本钱科专业实验教学内容。学生可以根据自己的爱好进展选题，综合运用之前学习的理论根底知识，自主设计实验方案，并完成实验过程，主动发现、解决研究过程中出现的技术问题。例如，在涉及到材料测试方法的实验课程时，学生除了掌握一些先进设备如X - 射线衍射仪、红外/紫外光谱仪、扫描电子显微镜等的根本原理和简单用途之外，还可以利用课余时间参与到使用这些仪器设备的科研实验中，进一步掌握该仪器的详细操作、测试时碰到简单问题的解决方法以及仪器的维护保养等知识

11、。专业实验课教师根本都是学校的科研骨干，其研究的课题一般均具新颖性、探究性、前沿性和系统性的特点。因此，学生在课余时间，可主动找相关教师进展请教，完成自己专业实验研究，这不仅有利于学生紧跟科研热点和激发自己的科研潜能，更有利于进步学生的科研素养和专业实验的教学效果。此外，在施行自主开放式专业实验教学的方案时，我们必需要做好自主开放式平台的搭建、实验教学环节的制定以及科学完善的才能评定体系三个环节。近几年来，武汉工程大学材料化学专业在开放式实验教学方面做了不少工作，也获得了较好的成效。本专业每届均有不少本科生参与到了教师的科研课题中，进步了学生的科研兴趣和科研才能，毕业后大部分学生进入了更好的学

12、校继续深造。3. 5 完善专业实验室管理体制随着学生数量的增加和培养要求的进步，本科生实验较多，学生人数和指导教师也较多，实验室出现使用混乱、仪器设备使用效率低以及卫生条件差的现象常有发生。因此，制定出科学完好的实验室管理体制是保证教学和科研质量的必要途径。例如，实验室仪器和药品的采购管理方法、实验室开放管理方法以及实验室日常管理条例等规章制度必须制定完好。仪器设备作为学校的固定资产，必须确保固定资产卡片、账目以及实物的一致性。每台设备必须有使用情况记录本，详细记录每次使用时的详细时间、使用人以及设备的运行情况等内容，并定期有专人进展检查。此外，每台仪器必须落实到个人进展保养、维护和检查管理。

13、只有健全、科学和系统的一套实验室管理体制才能保证实验室平安、正常的高效运行，才能进步实验教学和科学研究的质量。4 构建科学的考评制度，进步实验教学质量构建科学的考评制度能有效的促进专业实验教学效果，对学生的实验课程评估应采取多元化和实验全过程的评定方法，即最终总成绩应主要包括: 实验预习( 占20%) 、实验过程( 占50%) 和实验报告( 占30%) 三个学习部分的成绩。( 1) 实验预习，该阶段由教师课前查看预习报告，主要考察学生的文献查阅才能等准备工作以及检查学生对根底知识的掌握程度; ( 2)实验过程，该部分成绩占最终成绩的50% 比率，由指导教师现场观察和记载。主要考察学生的学习态度、动手才能、观察才能、对专业知识的运用才能和解决实际问题的才能; ( 3) 实验报告，由教师课后评阅，主要考察学生的学习效果，材料的撰写才能和书写的态度。对于开放性的设计实验，学生在教师的帮助下选取课题、设计实验，自主完成实验以及最后提交实验报告，指导教师会从上述各局部分别进展评定，最后综合给出总成绩。科学、标准、标准化的成绩评定体系能有效的调动学生的学习积极性，培养学生严谨的治学态度，大大的进步专业实验的教学效果。5 完毕语材料化学专业是随着时代科学技术不断开展而产生的一个新型专业，每一个学校