材料化學(xué)實(shí)驗科研素養的培養論文
【摘要】材料化學(xué)實(shí)驗是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程，對學(xué)生從本科階段的學(xué)習到研究生階段的科研的過(guò)渡具有重要影響。針對以往材料化學(xué)實(shí)驗中的問(wèn)題進(jìn)行探討，在教學(xué)內容、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，以達到提高學(xué)生對課程重視程度和培養學(xué)生基本科研素養與團隊精神的目的。
【關(guān)鍵詞】材料化學(xué)實(shí)驗；教學(xué)改革；科研素養；團隊精神
正確的、先進(jìn)的創(chuàng )新教育理念是時(shí)代精神的體現，對于高等教育有著(zhù)導向作用�！霸鯓优囵B人”、“怎樣培養出社會(huì )需要的人”一直是高等教育的核心性課題[1，2]。愛(ài)因斯坦認為“學(xué)校的目標應該是培養有獨立行動(dòng)和獨立思考的個(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)人獨創(chuàng )性和個(gè)人志愿的規格統一的個(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，高等教育對創(chuàng )新型應用人才的培養，日益成為社會(huì )各界的共識。隨著(zhù)對創(chuàng )新型應用人才培養模式的不斷探索，實(shí)驗教學(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[3，4]是在學(xué)生系統地學(xué)完無(wú)機、有機、物化、儀器分析等課程基礎上，經(jīng)過(guò)設計性實(shí)驗課程鍛煉以后開(kāi)設的一門(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)的基本訓練，包括文獻查閱、實(shí)驗設計、實(shí)驗操作、儀器使用、數據處理和論文撰寫(xiě)等環(huán)節，對學(xué)生從本科階段的學(xué)習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，與基礎實(shí)驗有質(zhì)的區別�；A實(shí)驗的學(xué)習目的'主要是培養學(xué)生的基本實(shí)驗技能，有標準化的實(shí)驗過(guò)程與實(shí)驗結果。而專(zhuān)業(yè)實(shí)驗除了要讓學(xué)生練習基本實(shí)驗操作外，更重要的是要通過(guò)本課程的學(xué)習，培養學(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，為以后的研究生階段的科研打下基礎。那么我們的實(shí)驗教學(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。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(guān)能動(dòng)性，讓他們去發(fā)現、去創(chuàng )造。因此，根據材料化學(xué)實(shí)驗的課程特點(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)驗內容，重點(diǎn)培養學(xué)生的科研素養與團隊精神，使學(xué)生知識、能力、素質(zhì)全面協(xié)調發(fā)展[5，6]。實(shí)踐表明，這種基于科研課題的實(shí)驗內容更能激起學(xué)生實(shí)驗的興趣，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，同時(shí)培養了學(xué)生的責任感和團隊分工合作意識,為以后科研工作打下基礎。
1教學(xué)內容的改革
材料化學(xué)實(shí)驗是研究材料組成、合成方法、制備工藝和材料性能測試方法的實(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)驗課程基本都涉及了，內容全面。但各個(gè)實(shí)驗都是獨立的，實(shí)驗時(shí)間短，內容簡(jiǎn)單，缺乏系統性。實(shí)驗內容也都比較老，與現代材料的科學(xué)前沿有很大距離。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗與學(xué)生之前上的基礎實(shí)驗差別不大，學(xué)生積極性不高。這就要求對實(shí)驗內容進(jìn)行大的調整和改革,構建更為合理地教學(xué)體系。于是，在長(cháng)期研討和協(xié)商的基礎上，本著(zhù)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)驗教學(xué)中。解決了原實(shí)驗教學(xué)項目單一和重復的問(wèn)題。新增的基于教師科研項目的創(chuàng )新實(shí)踐訓練課程，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，對學(xué)生創(chuàng )新能力的培養非常有益�？蒲许椖繉�(shí)驗中需要很多大型儀器進(jìn)行材料表征，像X-射線(xiàn)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。請了專(zhuān)業(yè)的教師對學(xué)生進(jìn)行培訓，使學(xué)生了解了大量?jì)x器的基本工作原理和應用范圍，能夠熟練地使用儀器對材料進(jìn)行所需要的表征，培養學(xué)生獨立從事科學(xué)研究的能力。新的實(shí)驗項目更具有設計性和綜合性，包括了材料的制備、表征、分析和性能測試。更注重材料分析方法的統一性和連貫性。一個(gè)實(shí)驗包含了多個(gè)小實(shí)驗，各個(gè)小實(shí)驗間有很強的邏輯性和互驗性，下一個(gè)實(shí)驗需要前一個(gè)實(shí)驗結果進(jìn)行佐證，這樣這些小實(shí)驗就有機地整合為一個(gè)綜合性的材料制備分析實(shí)驗。新材料化學(xué)實(shí)驗、涉及的技術(shù)面廣，實(shí)驗的綜合性、探索性和連續性強。既結合了材料相關(guān)的基礎理論知識，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)現了由單一驗證性實(shí)驗向設計性、綜合性和應用性實(shí)驗的轉型。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)習專(zhuān)業(yè)基礎知識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，為優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)一步深造讀研究生打下堅實(shí)的基礎。
2教學(xué)形式的調整
材料化學(xué)的實(shí)驗的任務(wù)可以概括為完善知識結構、實(shí)驗技術(shù)和方法，培養操作能力、創(chuàng )新能力，培養理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)素養。針對材料化學(xué)的實(shí)驗任務(wù)，我們對教學(xué)形式做了以下兩方面的調整。一方面重點(diǎn)培養和提高學(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入手。首先是自學(xué)能力，課前要求學(xué)生認真預習實(shí)驗內容，提前做好實(shí)驗準備，包括實(shí)驗用試劑和儀器。不再像基礎實(shí)驗那樣給學(xué)生備好實(shí)驗用品。實(shí)驗過(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(zhù)教師做實(shí)驗，離開(kāi)教師就不轉的現象。其次，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養。簡(jiǎn)單的儀器設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。對實(shí)驗中出現的現象和實(shí)驗結果，要求學(xué)生自己根據所學(xué)理論進(jìn)行初步分析判斷。要求學(xué)生自己處理實(shí)驗數據、繪制曲線(xiàn)、說(shuō)明實(shí)驗結果和撰寫(xiě)實(shí)驗報告。最后是注重學(xué)生創(chuàng )新能力的培養，讓學(xué)生利用所學(xué)知識，對教師科研課題相關(guān)實(shí)驗自己設計。另一方面重點(diǎn)培養和提高學(xué)生的科研素養。實(shí)驗教學(xué)不僅要培養實(shí)驗技能，形成感性認識，提高動(dòng)手能力，更重要的是要培養和提高科研素質(zhì)。注重學(xué)生團隊精神的培養�？蒲袑�(shí)驗任務(wù)量大，擔任無(wú)法獨立完成，必須要多人分工合作。對學(xué)生進(jìn)行分組，每組作為一個(gè)團隊來(lái)共同完成實(shí)驗。這就要求小組成員要有高度的凝聚力和團隊精神，發(fā)揮集體的力量，促進(jìn)小組成員慣性系融洽，培養團隊協(xié)作能力，為將來(lái)真正的可養工作打下基礎。
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)現教學(xué)中存在的問(wèn)題。以往主要依靠學(xué)生實(shí)驗報告為材料化學(xué)實(shí)驗教學(xué)成績(jì)依據，這樣容易照成學(xué)生重報告輕實(shí)驗的弊端。因此，在材料化學(xué)實(shí)驗的考核辦法上也進(jìn)行了改革，將以前單一的考核辦法改為綜合評定。平時(shí)成績(jì)和考試成績(jì)各占50%：平時(shí)成績(jì)主要依據課前預習、實(shí)驗操作水平、課堂提問(wèn)和實(shí)驗報告；實(shí)驗成績(jì)由教師選擇一個(gè)綜合實(shí)驗，只給學(xué)生實(shí)驗方案，不再講解實(shí)驗原理、方法、操作過(guò)程和注意事項，由學(xué)生按分組自主預習，查資料來(lái)完成實(shí)驗。不單一的靠考核實(shí)驗結果來(lái)定成績(jì)，更注重學(xué)生實(shí)驗過(guò)程中的操作、解決問(wèn)題和團隊合作情況，來(lái)綜合打成績(jì)，這樣大大激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗熱情，培養了自主實(shí)驗和團隊合作的科研素養。據統計，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)驗的教學(xué)中，不但解決了學(xué)生實(shí)驗經(jīng)費不充足的問(wèn)題，而且極大地提高了學(xué)生實(shí)驗的興趣，圓滿(mǎn)的完成實(shí)驗教學(xué)任務(wù)。學(xué)生在科研實(shí)驗的過(guò)程中培養了自學(xué)、創(chuàng )新、和實(shí)踐能力，養成了良好的團隊合作精神。另外有部分興趣濃厚的學(xué)生將實(shí)驗結果整理寫(xiě)成論文，發(fā)表在國內外相關(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�？傊�，基于教師科研項目的新型材料化學(xué)教學(xué)模式，不但可以增加實(shí)驗教學(xué)的先進(jìn)性、實(shí)用性和多樣性，而且培養了學(xué)生良好的科研素養和團隊合作精神，對培養新世紀全面發(fā)展的綜合性人才有不可估量的作用。
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