开放性综合实验教学环节的改革与实践

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实验教学工作在高等学校理工科教学计划中是一个相当重要的环节,是培养高素质人才不可缺少的重要部分。本文针对材料类专业,改革综合设计性实验课程的内容及实验开出的方式,使得学生掌握本专业实验知识的程度和学生的创新能力都得到了提高。

为了保证综合实验教学环节的质量,达到预期的目的,首先要求学生先完成材料测试技术及专业课程中的单项实验,在此基础上学生才可申请进行综合实验。为了在学生的头脑中形成比较系统的实验思路,综合实验内容选取的依据是紧密与工程实践相结合,要把尽量多的实验内容与生产实际联系起来,综合实验教学过程可分为三个阶段:

第一个阶段是材料制备和测试方案设计阶段,由于本综合实验主要目的是培养学生能正确选择所学过的测试技术和分析方法,进而对所设计的材料进行表征和评价。因此,对学生所制备的材料的优劣并不做过多的要求,也不要求所制备的产品一定成功,只要求有一结果。本实验的要求重点是学生一定要自行拟出其综合测试方案,将测试技术和岩相学课程的主要实验项目涵盖其中。

第二阶段是综合测试分析阶段,在此阶段学生要进行实际的测试,要求能够让学生实际操作的仪器学生必须亲自动手,对于大型贵重仪器,如TEM和SEM等,学生不能亲自动手操作,要求学生与实验员预约,并参与整个实验预约过程。对测试结果,学生要与指导老师当面交流,指导老师要重点指导学生如何对测试结果进行分析和归纳。

第三阶段是考核阶段,学生要写出实验报告。为提升本综合实验的效果,要求学生以论文形式提交实验报告,篇幅不要求太长,一般为(3000～4000)字,但要求讲究论文格式,侧重用测试技术表征与评价所设计材料并指导制备材料工艺的结果与分析。对学生写实验报告的要求有:课题名称一定要切题,简单明了;作者署名、单位、邮编、摘要、关键词等要齐全;前言,即资料查阅的结果,本课题的简单介绍,前人所做的工作,本课题的提出和基本思路等要齐全;实验,包括实验采用的起始原料,材料设计(配方)的依据和思路,工艺流程及实验参数,采用的测试方法和仪器设备名称;对实验与测试结果的分析与讨论应提供原始数据、照片、曲线或它们的复印件等不能有疏漏;并尽可能应用所学过的知识和理论来解释。论文完成后,指导老师根据论文的质量,平时实验的态度、动手能力、分析问题、解决问题的能力等评定成绩。在一般情况下,论文占60%,平时占40%。

指导教师预先准备若干个有适当难度的新产品、新工艺、新技术开发之类的实际研究课题,让学生根据自己的爱好和特长选择其中之一作为综合实验课题,组成课题小组,可以培养学生的实验操作技能、团结协作精神和组织协调能力。在设置方式上体现集中与分散相结合,这样可以保证学生在较短的集中时间内,完成较多的实验内容,受到较多的实践训练,取到较好的教学效果。