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無機(jī)非金屬材料學(xué)科開放式實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)研究論文
摘 要：開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從而提升綜合素質(zhì)。對(duì)無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了軟硬件的建設(shè)，并以實(shí)驗(yàn)室為主，實(shí)驗(yàn)基地為輔，“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，進(jìn)行了開放式實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，取得了一些成果。
關(guān)鍵詞：開放式實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐教學(xué)；產(chǎn)學(xué)研
新的高等教育理論認(rèn)為，培養(yǎng)、訓(xùn)練具有解決科學(xué)問題能力和綜合實(shí)踐能力的人才要比培養(yǎng)單純接受知識(shí)的學(xué)生重要得多。把學(xué)生培養(yǎng)成為具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，以適應(yīng)我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要，是當(dāng)代高等教育的目標(biāo)。
高校實(shí)驗(yàn)室作為高等教育的一個(gè)重要組成部分，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神、提高學(xué)生綜合素質(zhì)具有特殊作用。隨著實(shí)踐教學(xué)改革的深化,開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式近幾年越來越受到人們的重視。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)局限于驗(yàn)證原理、單純掌握操作技術(shù)以及依附于理論課的情況，充實(shí)和改革了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生的綜合能力方面是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式所無法替代的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革的主要目的就是要拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力、聯(lián)想和創(chuàng)新的能力，從而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2004年我們承擔(dān)了河北理工大學(xué)教改重點(diǎn)資助項(xiàng)目:“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和管理對(duì)策研究”，對(duì)無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了研究和探索。摸索出“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，規(guī)定實(shí)驗(yàn)與自選實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)與在實(shí)驗(yàn)基地實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；學(xué)院教師當(dāng)導(dǎo)師與吸納社會(huì)高級(jí)工程技術(shù)人員當(dāng)副導(dǎo)師相結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)模式�；拘纬闪恕翱茖W(xué)構(gòu)建與理論教學(xué)體系既密切相關(guān)又相互獨(dú)立、內(nèi)容循序漸進(jìn)、層次分明、特點(diǎn)突出、開放式”的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)體系。以實(shí)驗(yàn)室為主，實(shí)驗(yàn)基地為輔，“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，共同進(jìn)行了開放式實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。
一 緊密結(jié)合理論教學(xué)體系，獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程
根據(jù)無機(jī)非金屬材料學(xué)科課程設(shè)置，按水泥、陶瓷、耐火材料三個(gè)方向獨(dú)立設(shè)置了《無機(jī)材料物化性能實(shí)驗(yàn)》、《水泥專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《陶瓷專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《耐火材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)課程以及《無機(jī)非金屬材料專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)》、《無機(jī)非金屬材料專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)》、《無機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)》實(shí)踐教學(xué)課程。
二 內(nèi)容循序漸進(jìn)、層次分明
根據(jù)學(xué)生各個(gè)學(xué)習(xí)階段培養(yǎng)的要求，按如圖1所示的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。
三 實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)
“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合共同開展實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、課題來源廣泛，結(jié)合實(shí)際且充分利用學(xué)校和社會(huì)資源。如圖2所示。
四 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的開放
實(shí)驗(yàn)室實(shí)行全方位、全天候的對(duì)內(nèi)、對(duì)外開放。
從2004年5月份開始，實(shí)驗(yàn)室的各個(gè)測(cè)試室和儀器設(shè)備等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)學(xué)院內(nèi)研究生、教師實(shí)行了全天候的開放。給研究生導(dǎo)師、研究生配備了工作室和計(jì)算機(jī)以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的房間鑰匙，研究生導(dǎo)師、研究生在任何時(shí)間都可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行課題研究。在本科生各個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段的周期內(nèi)，對(duì)他們實(shí)行全天候開放。社會(huì)相關(guān)院校、科研單位、企業(yè)的科研人員隨時(shí)可以利用實(shí)驗(yàn)室的資源，開展科學(xué)研究、性能測(cè)試。隨時(shí)為社會(huì)開展技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)、項(xiàng)目合作、成果推廣等服務(wù)。
五 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件建設(shè)
首先組織編寫了《無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教程》，并由冶金工業(yè)出版社出版。教程包含了從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到現(xiàn)代測(cè)試實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，為本科生選做實(shí)驗(yàn)課題提供了內(nèi)容，為實(shí)驗(yàn)教師編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)講義提供了參考，為研究生開展課題研究提供了幫助。
制定和修訂了20余項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室的管理制度，保證了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行。 重新修訂了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。《無機(jī)材料物化性能實(shí)驗(yàn)》、《陶瓷專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《耐火材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《水泥專業(yè)實(shí)驗(yàn)》四門實(shí)驗(yàn)課程的21項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從原來的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)，修訂為綜合性實(shí)驗(yàn)。使綜合實(shí)驗(yàn)占實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的100%。促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。
六 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)
唐山市無機(jī)非金屬材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室由河北理工大學(xué)、唐山陶瓷股份有限公司、河北省冀東水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司共同組建，構(gòu)建了一個(gè)適合于唐山市無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展的科技平臺(tái)、建立一個(gè)能夠充分發(fā)揮院校與企業(yè)優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)各方面科研積極性的機(jī)制；對(duì)促進(jìn)唐山市無機(jī)非金屬材料行業(yè)脫困和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快唐山市無機(jī)非金屬材料高新技術(shù)研究與應(yīng)用，將起到重要的作用。同時(shí)在唐山市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中，教師爭(zhēng)取到唐山市科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，獲得20余萬元的經(jīng)費(fèi)資助。教師科研項(xiàng)目的增加，提高了本科生、研究生畢業(yè)課題研究的質(zhì)量。 在唐山時(shí)創(chuàng)耐火材料有限公司、唐山隆達(dá)骨質(zhì)瓷公司等8個(gè)單位建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所等基礎(chǔ)條件的共享，創(chuàng)造了系列的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件，滿足了本科生研究生的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)的需要。
七 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)所需基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備建設(shè)
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所等基礎(chǔ)條件的共享。同時(shí)04-06年增加了近百萬元的高溫電爐等儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)投入，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。
目前，包括重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的4000平方米實(shí)驗(yàn)面積，500多臺(tái)套的儀器設(shè)備，包括449C綜合熱分析儀、9510壓汞法孔結(jié)構(gòu)測(cè)定儀、C80微量熱儀、L230激光粒度分析儀、熱膨脹儀等大型、精密儀器，實(shí)現(xiàn)了從物料破碎、粉磨、混合、成型、高溫煅燒、物相分析、顯微結(jié)構(gòu)分析、化學(xué)分析、孔結(jié)構(gòu)分析、熱分析、粒度測(cè)定、制品的各種物理性能檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造了系列的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件，滿足了本科生研究生的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)的需要。
八 開放式實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)結(jié)碩果
由于軟硬件的建設(shè)，使科研課題來源廣泛、更接近科學(xué)研究前沿，更適合于應(yīng)用科學(xué)研究，更接近于生產(chǎn)實(shí)際，提高了科研立項(xiàng)的數(shù)量和質(zhì)量。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課題直接來源于導(dǎo)師的科研項(xiàng)目和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際課題。這樣，使研究工作進(jìn)展順利，研究成果可直接在工業(yè)企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
不完全統(tǒng)計(jì)，在2004年至2006年5月期間，學(xué)生參與的科研工作取得了顯著的效果。共獲獎(jiǎng)4項(xiàng)、鑒定14項(xiàng)、發(fā)表論文60余篇，其中被SCI、EI收錄22篇、出版著作2部、獲國家實(shí)用新型專利1項(xiàng)，受理1項(xiàng)。
多數(shù)科研課題來源于企業(yè)，科研成果轉(zhuǎn)化順利。兩年來，共有10余項(xiàng)科研成果直接在唐山陶瓷股份公司、冀東水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司、惠達(dá)陶瓷集團(tuán)、隆達(dá)骨質(zhì)瓷公司等單位進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，為企業(yè)取得社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益上億元。
學(xué)生廣泛參與研究工作，為科研立項(xiàng)奠定了前期研究基礎(chǔ)，使科研立項(xiàng)取得了自主爭(zhēng)取國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的歷史性突破。其中，“高抗熱震氧化鋯-鈦酸鋁復(fù)相材料的結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)”、“具堿性催化功能的Al-Si-O-N介孔材料制備和表征”2項(xiàng)獲國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助�！敖饘�-氮化物結(jié)合滑板抗損失機(jī)理研究”、“長(zhǎng)余輝玻璃的制備和長(zhǎng)余輝機(jī)理的研究” 2項(xiàng)獲省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。“納米材料的制備及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究”等10余項(xiàng)獲省市級(jí)科研項(xiàng)目資助。反過來，科研項(xiàng)目數(shù)量和質(zhì)量的提高，為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)提高了學(xué)生的素質(zhì)。提高了學(xué)生參與科研、創(chuàng)新活動(dòng)的主動(dòng)性積極性，使學(xué)生學(xué)到專業(yè)的前沿知識(shí)。通過參與科研項(xiàng)目，學(xué)生查閱大量的科技資料，通過學(xué)習(xí)、歸納整理，可系統(tǒng)地掌握相關(guān)科技前沿知識(shí)，為今后工作奠定比較豐富的科技知識(shí)基礎(chǔ)。學(xué)生進(jìn)一步掌握了科研方法，掌握所需儀器設(shè)備的操作，提高了學(xué)生動(dòng)手能力。
通過近幾年的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，我們覺得提高的是教學(xué)質(zhì)量，受益的是廣大學(xué)生。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，我們將不斷探討新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段，不斷地完善和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和體系。
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