無機非金屬材料工程專業實驗教學研究

摘要：專業課實驗教學是提高學生專業能力的一條重要途徑，當前無機非金屬材料工程專業的專業課實驗教學，已不適應現代高等教育培養高水平技術人才的要求，如何提高專業課實驗教學質量和教學水平是高等教育亟待探討和解決的問題。結合學校的教學模式，從調整課程設置、修改教學內容、改進考核方法、加大實驗室的開放力度等幾個方面進行了探討性研究，提出了改革方案，為無機非金屬材料工程專業實驗教學改革提供了理論依據。

關鍵詞：無機非金屬材料；實驗室開放；教學研究；綜合性實驗

無機非金屬材料專業主要培養具備無機非金屬材料特別是建筑材料科學與工程方面的知識，能夠從事該領域的科學研究、技術開發、工藝和設備設計、建筑施工、監理、技術及經營管理等方面的高級工程技術人才。學生通過系統學習及專業訓練，掌握該領域的基礎理論、專業知識和基本技能，研究無機非金屬材料及其復合材料的組成、結構與性能之間的關系，探索無機非金屬材料的制備、加工工藝技術及性能測試評價。筆者結合無機非金屬專業的特點和畢業生的就業方向，探討和研究無機非金屬材料專業的專業課實驗教學，從調整課程設置、修改教學內容、改進考核方法、加大實驗室的開放力度等幾個方面進行了探討性研究，提出了改革方案，為無機非金屬材料工程專業實驗教學改革提供了理論依據。

一、專業實驗課的設置及實驗內容

在20世紀90年代，高等學校的課程設置和教學內容都進行了改進，無機非金屬材料專業經過調整后，把原有的膠凝材料、水泥工藝學、混凝土工藝學等專業課程的實驗課的內容，統一調整為無機材料測試技術專業課的實驗內容，由于無機材料測試技術課程實驗學時較少，刪除了現在無機行業使用較少的材料實驗內容，如，石灰的消解溫度、產漿量；石膏的性質、細度的比表面測定方法等實驗內容，增加了一些新型材料的實驗內容，這樣能使學生及時掌握無機材料科學發展的方向，也增強了學生適應社會的能力。但是新型材料的發展，離不開基礎材料，基礎材料在無機材料的發展中起著重要作用，新材料及復合材料的實驗也是在基礎材料實驗的基礎上有所發展的，拼命地追求新材料的實驗內容，忽略了基礎實驗和傳統的實驗內容，使得無機非金屬材料專業學生在完成本科畢業論文階段明顯感覺到實驗動手能力不足，在畢業后的工作中，表現出缺乏基礎實驗技能的訓練。所以，基礎材料的實驗教學在實驗課教學中尤為重要，專業實驗課的實驗內容更應重視基礎材料的內容。

二、專業實驗實行獨立設課，引導學生重視實驗課

高等學校的學生存在一個普遍的現象，重視理論課和考試課，忽視考查課和實驗課。這種現象是中國應試教育模式的延伸，在這種教育模式下，學生習慣了考試，不適應考核與考查。只有把實驗課與專業課分開，獨立設置成一門課程，進行單獨考核，單獨計入學分，才能引起學生足夠的重視，從而提高學生的專業技能。

在建筑領域對無機非金屬材料的研究越來越廣，各種新材料、復合材料大量更新。實驗內容和實驗工作量越來越大，在原來的基礎上增加實驗內容遠遠滿足不了實驗課的需求，所以無機材料專業的專業實驗課應獨立設課。課程時間設置成一段時間（一周或兩周），課程應分三個階段，第一階段：學生必修實驗內容（基礎實驗）；第二階段：教師布置實驗內容（綜合性、設計性實驗內容）；第三階段：學生自主設計實驗內容。通過這三個階段的學習，學生能夠把本科階段的專業課以及專業基礎課的內容貫穿起來，形成一個系統的知識鏈。

三、加大實驗室的開放力度，培養學生的動手能力

要滿足實驗課獨立設課的要求，實驗室必須進行全面的開放，滿足學生的實驗需求。

在學生實驗集中階段，首先選一些驗證性實驗內容，并同時開放所有的實驗室，學生可隨時選做必修實驗內容的任意一個，但是在規定時間內必須完成所有的必修內容。在這一階段，要求學生熟悉必修試驗項目涉及的實驗儀器、原理、操作方法及國家的相關技術規程，掌握必修實驗材料的技術性質。通過這一階段的實踐，使學生掌握基礎材料的實驗方法和評定方法，培養學生的動手能力。在第一階段結束后，提交實驗報告，教師布置下一階段實驗任務，這一過程也是必修內容，教師給定幾個綜合性試驗或者設計性試驗題目，學生分組選擇后進行實驗方案的設計，經教師同意后進行試驗并寫出實驗報告。這一過程提高了學生的實驗方案設計能力。最后，由學生根據自己的興趣愛好提出實驗題目、設計實驗內容，經教師同意認可后，自行進行試驗并提交報告。

學生經過這樣一個過程后，使理論知識和實踐技能有了銜接，同時也是對各門專業課知識的一個系統的總結，不但提高了理論水平，而且提高了學生的動手能力。

四、注重學科交叉滲透，開設綜合性實驗，提高學生的專業素質

無機非金屬材料學涉及多學科領域，所以在專業實驗教學過程中，應注重學科知識的交叉滲透。利用綜合性試驗項目，把許多相關的學科知識進行融合，使學生掌握相關知識，把理論與實踐進行銜接。

在國家開展本科教學水平評估以來，學校為了提高本科教學質量，要求本科畢業設計題目是一人一題，不允許出現雷同論文。本科畢業設計時間持續一個學期，由教師命題，學生自主選擇，然后根據自己的論文題目，設計實驗方案。由于論文命題都是結合教師的科研內容和研究方向定的，所以實驗內容除無機材料學外，還包括有機化學、無機化學、聲、光、電、力學等多學科的方方面面。這時大多數學生顯得很盲目。使學生在專業試驗階段掌握這些相關的實驗內容，開設綜合性試驗、設計性試驗就顯得尤為重要。綜合性、設計性試驗能使學生對所學知識和感興趣的知識進行整合和改進，在實驗過程中掌握實踐技能，培養學生的專業素質。

專業實驗課改革和實踐是一項長期的工作，它涉及相關學科的方方面面，是一項系統而艱巨的任務，必須尋求各方面的支持和幫助。無機非金屬材料工程專業的畢業生分布在科研、生產、檢測等不同領域，要使畢業生都能在自己的崗位上熟練地發揮自己的特長，充分發揮自己的潛能，是我們教學研究要達到的目的。為了達到這一目的，就要不斷進行教學研究，探索無機非金屬專業的教學改革和建設，培養學生理論聯系實際的能力，增強分析問題、解決問題的能力，開發學生的潛在能力，把學生培養成實用型人才。

參考文獻：

[1]陳桂華.材料化學專業實驗教學研究[J].洛陽師范學院學報，2009：150-151.

[2]張剛.環境科學專業實驗課教學改革探討[J].實驗室科學，2009（2）：44-46.

[3]肖佳.土木工程材料開放性試驗教學研究與實踐[J].長沙鐵道學院學報：自然科學版，2006（2）：83-84.

[4]彭永臻.環境工程實驗專業基地建設的研究與實踐[J].實驗室技術與管理，2006（7）：5-7.

（作者單位 沈陽建筑大學材料科學與工程學院）