無機非金屬材料工程專業綜合實驗課程改革初探

李宏林 李明玲 高華敏 高曉寶

（巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

隨著社會對無機非金屬材料需求的日益增長和科學研究的進一步深入，無機非金屬材料的工業生產規模不斷擴大，新型無機非金屬材料不斷涌現，社會迫切需要大量素質高、能力強的無機非金屬材料的高級技術人才。

無機非金屬材料工程專業就是培養能在相應工業和工程領域直接從事解決實際問題或科研開發的高等技術人才。實驗教學尤其是綜合實驗教學是本專業教學過程的重要一環[1-5]，對學生創新意識、綜合實驗能力的培養具有重要意義。近幾年我們積累了一些綜合實驗教學的經驗，同時也發現了我院現行無機非金屬材料工程專業綜合實驗的許多不足。加強專業綜合實驗教學改革，提高專業綜合實驗教學質量，仍是當前高等學校教學工作的主要任務之一。

1 我校無機非金屬材料工程專業綜合實驗現狀

專業綜合實驗課程是我校無機非金屬材料工程專業的一門重要的專業必修課。2009級人才培養方案開始將專業綜合實驗作為一門獨立的課程。經過這么多年的建設和完善，目前無機非金屬材料工程專業綜合實驗課程共有6個實驗項目，分別是：“水泥制備與性能檢測”“燒結方法對陶瓷材料性能的影響”“凝膠澆注法制備陶瓷粉體材料”“固相反應法制備鈮酸鉀鈉 （KNN）壓電陶瓷粉體”“添加造孔劑法制備氧化鋁多孔陶瓷”和 “鈦酸酯偶聯劑對氧化鋁粉體的表面改性”。72學時，3學分。一般在第6或第7學期開課。目前，學時、學分及開課學期均較為合理，但實驗項目內容過于傳統及死板，如實驗項目“水泥制備與性能檢測”內容過于傳統，因為水泥制備與性能檢測技術相對成熟，學生通過理論學習和工廠實習已經能完全掌握，不需要通過實驗來強化；實驗項目“凝膠澆注法制備陶瓷粉體材料”“固相反應法制備鈮酸鉀鈉 （KNN）壓電陶瓷粉體”和“添加造孔劑法制備氧化鋁多孔陶瓷”對實驗內容限制過死，學生沒有選擇，限制了學生學習主動性、創造性和積極性。為適應社會發展對高素質創新人才的需求，我院無機非金屬材料工程專業綜合實驗教學體系急需改革和完善。

2 新的綜合實驗教學體系的構建

為了提高學生自主性及創新性，希望通過專業綜合實驗的學習，掌握基本知識綜合運用的能力，掌握科學研究的基本方法，學會查閱文獻，分析文獻，具備獨立完成科研工作的能力，為學生的自我發展奠定深厚的基礎。我們主要從以下兩個方面進行了改革，建立了新的綜合實驗教學體系。

2.1 教學內容的改革

目前，我院無機非金屬材料工程專業綜合實驗課程的實驗項目選題過于簡單或程序化,學生覺得乏味而缺乏挑戰。為了適應社會發展對高素質創新人才的需求，加強學生綜合、創新能力的培養。我們對實驗項目進行重新選題，選題遵循知識的綜合性、新穎性、實踐性原則，積極與指導教師科研課題相結合并與不斷更新，盡量與市場需求相結合。根據以上原則我們制定了以下幾個實驗項目：“水泥基復合材料的制備及性能研究”“燒結方法對陶瓷材料性能的影響”“多組元陶瓷材料的制備和性能測試”“特種陶瓷粉體的制備”“氧化鋁多孔陶瓷的制備及性能”“無機礦物粉體的表面改性”及“光度法測定無機非金屬材料原料中的元素”。雖然看上去只有七個實驗項目，但可以分解為很多實驗項目，每組學生的實驗項目可以不重樣，指導教師審定學生通過查閱的文獻制度的實驗方案就可完成實驗。實驗項目“水泥基復合材料的制備及性能研究”和“氧化鋁多孔陶瓷的制備及性能”，學生不僅研制備出相應材料，還要對其性能進行系統研究，體系了綜合性，另外每個實驗項目又可分解成很多實驗項目，如“水泥基復合材料的制備及性能研究”可以根據填料的不同選擇“玻纖增強水泥基復合材料的制備及性能研究”“木屑增強水泥基復合材料的制備及性能研究”“SiO2增強水泥基復合材料的制備及性能研究”等，實驗項目“氧化鋁多孔陶瓷的制備及性能”不再局限于添加造孔劑法，學生可以根據查閱的資料來選擇溶膠—凝膠法、發泡法、有機泡沫浸漬法等；實驗項目“特種陶瓷粉體的制備”“多組元陶瓷材料的制備和性能測試”及“無機礦物粉體的表面改性”是指導教師根據自己的科研項目提供的，體現了創新性和綜合性，同時每個實驗項目也可以分解成很多實驗項目，如“特種陶瓷粉體的制備”可分解成“水熱法制備錳鋅鐵氧體”“均勻共沉淀法制備磁性水滑石”等；實驗項目“光度法測定無機非金屬材料原料中的元素”是根據市場需求確定的綜合性實驗，我們走訪專業實習單位，發現無機非金屬材料原料中的元素企業用的較多，而我們的學生不太熟悉，需要培訓后才能上崗，通過這個實驗項目的訓練，學生查閱了大量相關資料，對知識背景深入了解，再加上實驗訓練，畢業就可上崗。

2.2 教學方法的改革

進一步實驗教學方法，由指導教師提供若干實驗項目，學生選擇自己感興趣的實驗項目，分組并確定本組成員的分工，自行查閱相關資料，制定實驗方案，完成實驗過程，完成實驗結果的表征，得出結論，撰寫實驗報告。指導教師對實驗方案的可行性進行把關，對實驗結論進行審核與指導，并根據學生的綜合表現評定成績。通過教學方法的改革實現了以教師為主體到以學生為主體的角色轉變。專業綜合實驗的具體實施過程如圖1所示。

圖1 專業綜合實驗實施過程示意圖

學生根據查閱的相關資料制定的實驗方案必需經過指導教師把關合格后才能進行實驗操作。實驗過程中，學生遇到的任何難題可以請教指導教師，在指導教師的協助下完成實驗。

實驗結果的表征及結論非常重要，要求學生獨立完成，如果有問題可以請教指導教師。

學生完成實驗后，必須提交一份實驗報告，實驗報告包括文獻綜述1份，主要是對實驗項目背景的闡述；實驗方案；實驗結果表征方法；實驗結果分析。

最后，指導教師根據每組的綜合表現給出成績。綜合表現包括學生出勤情況；實驗報告中文獻綜述的完整性；實驗方案的可行性；實驗過程的進展及實驗結果分析的準確性等。只要有創意，實驗方案可行，操作無誤，分析準確到位，就可以得到優秀。

3 結論

新的專業綜合實驗體系的建立，讓學生自己選擇實驗項目和確定本組成員的分工，讓學生根據自己查閱的相關資料制定實驗方案，并自主進行相關實驗。在實驗過程中，教師的主要工作是審核和指導學生，審核學生實驗方案的可行性，對學生實驗過程中遇到的難題給予指導。新的專業綜合實驗體系為學生提供了一個自主創新的平臺，可以將他們自己設計的實驗方案得以實現，可充分發揮他們的主觀能動性和創新性。

[1]張楓.材料物理專業綜合實驗的教學改革與實踐[J].中國水運，2007，（8）：238-239.

[2]孫小華，胡宗智，黃才華，等.金屬材料專業綜合實驗教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（14）：118-119.

[3]苗潤生，邵紅紅，王蘭.金屬材料工程專業綜合實驗課程的教學實踐[J].實驗科學與技術，2012，（2）：92-93.

[4]程文喜，陳金身，苗蔚，等.高分子材料專業綜合實驗教學改革與實踐[J].科技信息，2012，（11）：38.

[5]陳立貴，袁新強，李雷權，等.高分子材料與工程專業綜合實驗教學的改革與實踐[J].科技創新導報，2008，（9）：234.