材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)科研素養(yǎng)的培養(yǎng)論文
【摘要】材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)學(xué)生從本科階段的學(xué)習(xí)到研究生階段的科研的過(guò)渡具有重要影響。針對(duì)以往材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題進(jìn)行探討，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和課程考查的組織實(shí)施方式上進(jìn)行一定改革，以達(dá)到提高學(xué)生對(duì)課程重視程度和培養(yǎng)學(xué)生基本科研素養(yǎng)與團(tuán)隊(duì)精神的目的。
【關(guān)鍵詞】材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；科研素養(yǎng)；團(tuán)隊(duì)精神
正確的、先進(jìn)的創(chuàng)新教育理念是時(shí)代精神的體現(xiàn)，對(duì)于高等教育有著導(dǎo)向作用�！霸鯓优囵B(yǎng)人”、“怎樣培養(yǎng)出社會(huì)需要的人”一直是高等教育的核心性課題[1，2]。愛(ài)因斯坦認(rèn)為“學(xué)校的目標(biāo)應(yīng)該是培養(yǎng)有獨(dú)立行動(dòng)和獨(dú)立思考的個(gè)人，不過(guò)他們要把社會(huì)服務(wù)看作自己人生的最高目的。一個(gè)由沒(méi)有個(gè)人獨(dú)創(chuàng)性和個(gè)人志愿的規(guī)格統(tǒng)一的個(gè)人所組成的社會(huì)，是一個(gè)沒(méi)有發(fā)展可能的不幸的社會(huì)”。因此，高等教育對(duì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)，日益成為社會(huì)各界的共識(shí)。隨著對(duì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式的不斷探索，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也越來(lái)越受到關(guān)注和重視。材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)[3，4]是在學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)完無(wú)機(jī)、有機(jī)、物化、儀器分析等課程基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程鍛煉以后開(kāi)設(shè)的一門(mén)科研實(shí)踐課程，給學(xué)生提供一個(gè)開(kāi)展科學(xué)研究入門(mén)的基本訓(xùn)練，包括文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、儀器使用、數(shù)據(jù)處理和論文撰寫(xiě)等環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生從本科階段的學(xué)習(xí)到研究生階段的科研的過(guò)渡具有重要影響。作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有質(zhì)的區(qū)別�；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目的'主要是培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，有標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)除了要讓學(xué)生練習(xí)基本實(shí)驗(yàn)操作外，更重要的是要通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具備開(kāi)展材料化學(xué)方向科學(xué)研究的基本科研素養(yǎng)，為以后的研究生階段的科研打下基礎(chǔ)。那么我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)就不是簡(jiǎn)單的注滿(mǎn)一桶水，而更重要的是點(diǎn)燃一把火。一桶水澆下去，還是一桶水，不會(huì)有什么主動(dòng)的反應(yīng)。一把火點(diǎn)起來(lái)卻能夠越燒越旺，放射出絢爛奪目的火光。教師所要做的事情，就是要像點(diǎn)燃一把火那樣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)造。因此，根據(jù)材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程特點(diǎn)及專(zhuān)業(yè)特色，積極探索目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和課程考查等方面深化改革，直接從教師科研課題中抽取適合學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)與團(tuán)隊(duì)精神，使學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展[5，6]。實(shí)踐表明，這種基于科研課題的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更能激起學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，更有力于學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)分工合作意識(shí),為以后科研工作打下基礎(chǔ)。
1教學(xué)內(nèi)容的改革
材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究材料組成、合成方法、制備工藝和材料性能測(cè)試方法的實(shí)踐教學(xué)課程。目前洛陽(yáng)師范學(xué)院的材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程基本都涉及了，內(nèi)容全面。但各個(gè)實(shí)驗(yàn)都是獨(dú)立的，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，內(nèi)容簡(jiǎn)單，缺乏系統(tǒng)性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也都比較老，與現(xiàn)代材料的科學(xué)前沿有很大距離。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生之前上的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)差別不大，學(xué)生積極性不高。這就要求對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行大的調(diào)整和改革,構(gòu)建更為合理地教學(xué)體系。于是，在長(zhǎng)期研討和協(xié)商的基礎(chǔ)上，本著科研與教學(xué)互動(dòng)的理念，將教師的科研課題融入到材料化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。解決了原實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目單一和重復(fù)的問(wèn)題。新增的基于教師科研項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練課程，不但激發(fā)了學(xué)生濃厚的科研興趣，而且使學(xué)生能夠參與教師科研，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常有益�？蒲许�(xiàng)目實(shí)驗(yàn)中需要很多大型儀器進(jìn)行材料表征，像X-射線粉末衍射儀、孔隙度分析和比表面儀、熱分析儀、紅外和紫外可見(jiàn)分光光度等儀器等。請(qǐng)了專(zhuān)業(yè)的教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，使學(xué)生了解了大量?jī)x器的基本工作原理和應(yīng)用范圍，能夠熟練地使用儀器對(duì)材料進(jìn)行所需要的表征，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力。新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更具有設(shè)計(jì)性和綜合性，包括了材料的制備、表征、分析和性能測(cè)試。更注重材料分析方法的統(tǒng)一性和連貫性。一個(gè)實(shí)驗(yàn)包含了多個(gè)小實(shí)驗(yàn)，各個(gè)小實(shí)驗(yàn)間有很強(qiáng)的邏輯性和互驗(yàn)性，下一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要前一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行佐證，這樣這些小實(shí)驗(yàn)就有機(jī)地整合為一個(gè)綜合性的材料制備分析實(shí)驗(yàn)。新材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)、涉及的技術(shù)面廣，實(shí)驗(yàn)的綜合性、探索性和連續(xù)性強(qiáng)。既結(jié)合了材料相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括了材料的基本合成、表征，又有材料的科學(xué)前沿。完美地實(shí)現(xiàn)了由單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向設(shè)計(jì)性、綜合性和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)型。實(shí)踐表明，基于教師科研課題的材料化學(xué)教學(xué)新模式，不僅很好地訓(xùn)練了學(xué)生基本教學(xué)技能，同時(shí)也促使學(xué)生主動(dòng)去思考問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的興趣和科研探索的熱情。全面提升了學(xué)生的綜合科研素養(yǎng)，為優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)一步深造讀研究生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2教學(xué)形式的調(diào)整
材料化學(xué)的實(shí)驗(yàn)的任務(wù)可以概括為完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法，培養(yǎng)操作能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)素養(yǎng)。針對(duì)材料化學(xué)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，我們對(duì)教學(xué)形式做了以下兩方面的調(diào)整。一方面重點(diǎn)培養(yǎng)和提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。主要從三方面能力的培養(yǎng)入手。首先是自學(xué)能力，課前要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提前做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，包括實(shí)驗(yàn)用試劑和儀器。不再像基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢咏o學(xué)生備好實(shí)驗(yàn)用品。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生遇到問(wèn)題，要求自己查閱資料解決，盡量避免跟著教師做實(shí)驗(yàn)，離開(kāi)教師就不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。其次，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。簡(jiǎn)單的儀器設(shè)備教師不再手把手教使用方法，要求學(xué)生自己借助教材和儀器說(shuō)明書(shū)，正確使用儀器。對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要求學(xué)生自己根據(jù)所學(xué)理論進(jìn)行初步分析判斷。要求學(xué)生自己處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制曲線、說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最后是注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，對(duì)教師科研課題相關(guān)實(shí)驗(yàn)自己設(shè)計(jì)。另一方面重點(diǎn)培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，形成感性認(rèn)識(shí)，提高動(dòng)手能力，更重要的是要培養(yǎng)和提高科研素質(zhì)。注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)。科研實(shí)驗(yàn)任務(wù)量大，擔(dān)任無(wú)法獨(dú)立完成，必須要多人分工合作。對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)來(lái)共同完成實(shí)驗(yàn)。這就要求小組成員要有高度的凝聚力和團(tuán)隊(duì)精神，發(fā)揮集體的力量，促進(jìn)小組成員慣性系融洽，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為將來(lái)真正的可養(yǎng)工作打下基礎(chǔ)。
3課程考核方式的變化
教學(xué)和考試是任何課程中不可或缺的兩個(gè)重要部分，抓好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考試關(guān)，即可以提高教學(xué)質(zhì)量，又可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題。以往主要依靠學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告為材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)依據(jù)，這樣容易照成學(xué)生重報(bào)告輕實(shí)驗(yàn)的弊端。因此，在材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核辦法上也進(jìn)行了改革，將以前單一的考核辦法改為綜合評(píng)定。平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)各占50%：平時(shí)成績(jī)主要依據(jù)課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作水平、課堂提問(wèn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)成績(jī)由教師選擇一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，只給學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案，不再講解實(shí)驗(yàn)原理、方法、操作過(guò)程和注意事項(xiàng)，由學(xué)生按分組自主預(yù)習(xí)，查資料來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。不單一的靠考核實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)定成績(jī)，更注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作、解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)合作情況，來(lái)綜合打成績(jī)，這樣大大激發(fā)了學(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)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，學(xué)生近些年的畢業(yè)論文有70%以上來(lái)自老師的科研課題。通過(guò)將教師的科研課題融入到材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，不但解決了學(xué)生實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不充足的問(wèn)題，而且極大地提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，圓滿(mǎn)的完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。學(xué)生在科研實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中培養(yǎng)了自學(xué)、創(chuàng)新、和實(shí)踐能力，養(yǎng)成了良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。另外有部分興趣濃厚的學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理寫(xiě)成論文，發(fā)表在國(guó)內(nèi)外相關(guān)期刊上，不但在學(xué)生中引起極好的反響，也為他們進(jìn)一步的科研奠定了基礎(chǔ)�？傊诮處熆蒲许�(xiàng)目的新型材料化學(xué)教學(xué)模式，不但可以增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)性、實(shí)用性和多樣性，而且培養(yǎng)了學(xué)生良好的科研素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作精神，對(duì)培養(yǎng)新世紀(jì)全面發(fā)展的綜合性人才有不可估量的作用。
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