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高等教育要求本科學生不僅要有扎實的理論基礎，還要具備較強的實踐和創新能力，這就決定了高校人才培養的主要模式是實踐教學與課堂理論教學相結合。而課程實驗教學是學生接觸最多的一種實踐教學方式。它涉及實驗設計、操作、思考、組織、評價等諸多方面，對培養學生的動手能力、創新能力、獨立思考能力以及解決問題能力等，具有課程理論教學不可替代的作用。目前，各理工高校已經通過增加實驗教學課時、加強實驗室建設和實施實驗教學改革等方法強化實驗教學，使得實驗教學在人才培養體系中所占地位和作用在逐步增強。由于材料科學的重要性日趨提高，越來越多的理工高校設置了材料類專業，或將材料課程列為重要的專業基礎課程。雖然材料類的課程實驗教學在教學體系和實驗室建設上已有很大發展，但在具體執行方面仍處于探索階段。如何高質量地進行實驗教學，讓實驗教學起到應有的教學效果，達到預定的人才培養目標，仍是高校實驗教學中面臨的難題。近年來，圍繞提高實驗教學質量這一目標，我校材料系在加快實驗室建設的同時，鼓勵和支持教師放開手來進行實驗教學改革。在這種環境中，作者根據自己在實驗教學過程中的改革嘗試，并結合學生的問卷調查和面對面交流，淺淡對提高實驗教學質量的體會。

一、提高學生實驗興趣，增強自主性和積極性

材料類的課堂教學往往偏重理論介紹，只能產生概念理論上的認識。不僅容易讓學生感覺枯燥，而且難以學以致用。而實驗教學正好可以彌補這方面的缺點。但是，現有的實驗課程設計往往沒有考慮學生的需求和感受，僅僅是教師給出具體的實驗內容、實驗步驟和實驗條件，學生按照老師要求或者實驗指導書中固定的模式去操作，獲得預知的實驗結果就行。這種傳統的實驗教學過程以教師思維為主體，學生處于被動思維的實驗教學模式下進行的。這樣就抑制了學生的創造性，無法培養學生的獨立思考能力和創新能力，并且在很大程度上降低了學生的實驗興趣和實驗效果。針對這種實驗模式的局限性，我們開設了一些在設計性和探索性方面具有更高要求的研究型課程實驗項目。通過擴充實驗內容，增加實驗材料和實驗設備后，讓學生選擇感興趣的實驗內容進行實驗。然后學生查閱相關資料，自己設計實驗路線和實驗步驟，完成預定的實驗目標。例如在多孔材料的比孔容測定實驗中，我們不再為學生固定活性炭作為唯一吸附劑，而是讓學生查閱資料后選取自己感興趣的多孔材料，并根據材料性質選擇合適的吸附質，然后自行設計實驗方案來測定多孔材料的比孔容的容積分布。這種方式讓學生更能體驗到實驗的快樂，激起學生的求知欲和探索激情，啟發和培養學生主動實踐的能力。事實證明，這種方式更能培養學生獨立思考能力和激發學生的實驗興趣，實現理論與實踐有機結合的目標，發揮實驗主體的作用。

二、做好準備工作，提高實驗效果

實驗教學是鍛煉學生動手能力、發現問題并解決問題能力的過程。但在老師布置實驗內容和實驗目標，并要求學生參考實驗指導書進行實驗操作后發現，部分學生不預習、不思考，看一眼實驗指導書，動一下手，離開實驗指導書就無從下手的局面。使得實驗操作過程中經常出錯，遇到問題無法解決，最終無法完成實驗而使學生的實驗積極性嚴重受挫，學生在這樣的實驗教學中的收獲是非常有限的。針對這種情況，我們采取的措施是，要求學生進行實驗前預習，查閱相關文獻，并在實驗開始半小時前進行考查，回答與實驗相關的問題，并能流暢地講述實驗內容和實驗方法后才允許動手實驗。這樣，學生做到了心里有數，從容操作，大大降低了實驗失敗的幾率。這種方法雖然讓部分學生在實驗前頗有怨言，但通過實驗后對學生的調查問卷了解到，96%的學生認為這種要求合理，這種考查對自己高效地完成實驗具有很大的幫助。

三、加強過程管理，優化人員分組方式

一般來講，由于實驗室條件的限制，或者一些復雜的材料課程實驗需要學生相互配合才能完成，這樣，對學生進行分組實驗是我們常采用的實驗教學途徑。分組實驗有利也有弊，弊端是部分學生過于依賴小組的其他成員，不積極參與實驗操作，然后直接抄襲別人的實驗結果，而部分求知欲強的學生則為不能獨立完整地進行整個實驗操作而遺憾。但分組實驗也有自身優勢，同學們通過合作實驗，可增強學生的團體合作精神，還能相互學習，尤其有益于提高動手能力弱的學生的實踐技能。因此，分組實驗還是值得提倡。我們通過對比單人、二人組和二人以上的多人組實驗后發現，在多人組實驗的人數配置上，兩人組是相對最好的分組方法，既能滿足學生有完整實驗操作的機會，又可以相互討論和相互學習，大大提高實驗效率，而通過與學生的交流發現，這也是最受學生歡迎的分組方法。

四、實驗形式多樣化，動手實驗與模擬實驗相結合

目前材料類專業的實驗形式大多局限于實驗室的動手操作中。而在計算機蓬勃發展的今天，以計算機為平臺的虛擬實驗技術能起到不一樣的教學效果，急需引入到部分材料實驗課程中。例如我們材料系在《材料晶體化學》課程實驗中，除了采用傳統的球棍實物模型外，還建立了虛擬實驗平臺，通過這個平臺，學生采用計算機操作來模擬材料的單晶胞和整體晶體結構的構建過程，并可靈活調整結構體系中的原子數量，讓抽象的微觀結構通過宏觀構建而多角度、多形式地呈現出來，這是傳統的實物模型很難做到的。

五、實驗評價客觀化

科學的考核評價體系有利于促進教學質量的提高，目前，對大學生的實踐評價依據是實驗報告，這種缺少對實驗過程考核的評價方法過于單一，不能真實客觀地反映學生在實驗教學中的相關知識、動手能力和素質。尤其對于部分消極對待實驗的學生，還可能抄襲或者偽造實驗結果，而教師難以一一鑒別就可能給出較高的成績，這樣不僅沒有給出真實實驗成績，還會助長學生的不良學習風氣。因此，要想真實地評價學生的實踐技能，還需要從多方面進行綜合評價。為此，我們從學生的學習態度、思維能力、動手能力、實驗操作規范能力和實驗現象捕捉能力等方面的綜合體現來給出學生的實驗成績，具體來講，學生在進行實驗前的文獻查閱、預習報告、回答問題、實驗操作過程以及實驗報告等多環節來分配實驗成績，最后進行綜合評價。這種評價方法雖然加大了教師的工作量，但是可以更客觀地反映學生的實驗成績。

六、強化綜合課程實驗

一般來講，為單門課程服務的實驗很難系統完整地展示整個專業技能，如對材料類專業來講，單科的課程實驗教學不能讓學生系統掌握完整的材料制備和研究過程（從材料設計和制備，到材料結構和性能的檢測分析）。為此，我校材料系遵循特色性與系統性相結合的原則，在單科課程實驗基礎上，加強了開放性的綜合實驗課程。具體來講，以高分子復合材料和陶瓷材料體系為目標材料，要求學生在查閱文獻的基礎上，設計原材料配比和實驗路線，并列出實驗參數和所用設備，制備出感興趣的高分子材料和陶瓷材料樣品，并進行樣品性能和結構的檢測分析。通過綜合實驗教學，我系本科生的實踐能力進一步大幅度提高，不僅具有熟練的大型生產設備操作能力，還掌握了多種現代化檢測手段。這樣，學生在校園里就能了解與生產實踐相關的技術和研究技能，畢業后能很快應技術型和研究型工作崗位。

七、結束語

近幾年來，通過實驗教學的改革，我校材料系本科生在實踐能力和創新能力等方面都有顯著提高，學生對材料學科的興趣也得到了大幅度提升，畢業生無論在科學研究崗位上，還是在工程技術型崗位上都能很快地適應。目前，從就業單位的反饋信息來看，我系本科畢業生得到了他們的一致好評，這說明我系實驗教學研究的改革順應了高校本科教育的發展方向，符合社會發展的需求。今后，在現有的教學實驗改革成果基礎上，將在實驗室建設、實驗教學內容和實驗教學方式、手段、隊伍管理及實驗教學模式上繼續完善，進一步提高本科教學質量。

作者：楊志紅 徐建梅 單位：中國地質大學（武漢） 材料與化學學院