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無機非金屬材料學(xué)科開放式實驗、實踐教學(xué)研究論文
摘 要：開放式實驗教學(xué)可提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，從而提升綜合素質(zhì)。對無機非金屬材料實驗室進行了軟硬件的建設(shè)，并以實驗室為主，實驗基地為輔，“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，進行了開放式實驗、實踐教學(xué)活動，取得了一些成果。
關(guān)鍵詞：開放式實驗；實踐教學(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)問題能力和綜合實踐能力的人才要比培養(yǎng)單純接受知識的學(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)。
高校實驗室作為高等教育的一個重要組成部分，對于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神、提高學(xué)生綜合素質(zhì)具有特殊作用。隨著實踐教學(xué)改革的深化,開放式實驗教學(xué)模式近幾年越來越受到人們的重視。開放式實驗教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)實驗教學(xué)局限于驗證原理、單純掌握操作技術(shù)以及依附于理論課的情況，充實和改革了實驗教學(xué)的內(nèi)容。開放式實驗教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識和提高學(xué)生的綜合能力方面是傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式所無法替代的。實驗教學(xué)的改革的主要目的就是要拓展學(xué)生的知識面，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)教改重點資助項目:“開放式實驗教學(xué)的方法和管理對策研究”，對無機非金屬材料實驗室的開放式實驗教學(xué)進行了研究和探索。摸索出“基礎(chǔ)實驗與綜合型實驗、綜合設(shè)計型實驗相結(jié)合，規(guī)定實驗與自選實驗相結(jié)合，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗，在實驗室實驗與在實驗基地實驗相結(jié)合；學(xué)院教師當(dāng)導(dǎo)師與吸納社會高級工程技術(shù)人員當(dāng)副導(dǎo)師相結(jié)合”的實踐教學(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)又相互獨立、內(nèi)容循序漸進、層次分明、特點突出、開放式”的實驗、實踐教學(xué)體系。以實驗室為主，實驗基地為輔，“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，共同進行了開放式實驗、實踐教學(xué)活動。
一 緊密結(jié)合理論教學(xué)體系，獨立設(shè)置實驗、實踐課程
根據(jù)無機非金屬材料學(xué)科課程設(shè)置，按水泥、陶瓷、耐火材料三個方向獨立設(shè)置了《無機材料物化性能實驗》、《水泥專業(yè)實驗》、《陶瓷專業(yè)實驗》、《耐火材料專業(yè)實驗》實驗課程以及《無機非金屬材料專業(yè)認(rèn)識實習(xí)》、《無機非金屬材料專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)》、《無機非金屬材料專業(yè)畢業(yè)實習(xí)》實踐教學(xué)課程。
二 內(nèi)容循序漸進、層次分明
根據(jù)學(xué)生各個學(xué)習(xí)階段培養(yǎng)的要求，按如圖1所示的順序進行實驗、實踐教學(xué)活動。
三 實驗、實踐教學(xué)特點
“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合共同開展實驗、實踐教學(xué)活動，使實驗項目、課題來源廣泛，結(jié)合實際且充分利用學(xué)校和社會資源。如圖2所示。
四 進行實驗室的開放
實驗室實行全方位、全天候的對內(nèi)、對外開放。
從2004年5月份開始，實驗室的各個測試室和儀器設(shè)備等實驗條件對學(xué)院內(nèi)研究生、教師實行了全天候的開放。給研究生導(dǎo)師、研究生配備了工作室和計算機以及相關(guān)實驗室的房間鑰匙，研究生導(dǎo)師、研究生在任何時間都可以在實驗室進行課題研究。在本科生各個實驗教學(xué)階段的周期內(nèi)，對他們實行全天候開放。社會相關(guān)院校、科研單位、企業(yè)的科研人員隨時可以利用實驗室的資源，開展科學(xué)研究、性能測試。隨時為社會開展技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)、項目合作、成果推廣等服務(wù)。
五 進行實驗教學(xué)軟件建設(shè)
首先組織編寫了《無機非金屬材料實驗教程》，并由冶金工業(yè)出版社出版。教程包含了從基礎(chǔ)實驗到現(xiàn)代測試實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗的內(nèi)容，為本科生選做實驗課題提供了內(nèi)容，為實驗教師編制實驗指導(dǎo)書和實驗講義提供了參考，為研究生開展課題研究提供了幫助。
制定和修訂了20余項實驗室的管理制度，保證了開放式實驗教學(xué)的進行。 重新修訂了實驗教學(xué)大綱�！稛o機材料物化性能實驗》、《陶瓷專業(yè)實驗》、《耐火材料專業(yè)實驗》、《水泥專業(yè)實驗》四門實驗課程的21項實驗項目，從原來的驗證式實驗，修訂為綜合性實驗。使綜合實驗占實驗課程和實驗項目的100%。促進了實驗教學(xué)水平的提高。
六 進行實驗、實踐教學(xué)基地建設(shè)
唐山市無機非金屬材料重點實驗室由河北理工大學(xué)、唐山陶瓷股份有限公司、河北省冀東水泥集團有限責(zé)任公司共同組建，構(gòu)建了一個適合于唐山市無機非金屬材料行業(yè)發(fā)展的科技平臺、建立一個能夠充分發(fā)揮院校與企業(yè)優(yōu)勢，調(diào)動各方面科研積極性的機制；對促進唐山市無機非金屬材料行業(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。同時在唐山市重點實驗室的建設(shè)中，教師爭取到唐山市科研項目10余項，獲得20余萬元的經(jīng)費資助。教師科研項目的增加，提高了本科生、研究生畢業(yè)課題研究的質(zhì)量。 在唐山時創(chuàng)耐火材料有限公司、唐山隆達(dá)骨質(zhì)瓷公司等8個單位建立了實驗教學(xué)基地。
重點實驗室的建設(shè)和實驗教學(xué)基地建設(shè)，實現(xiàn)了實驗儀器設(shè)備、實驗場所等基礎(chǔ)條件的共享，創(chuàng)造了系列的實驗基礎(chǔ)條件，滿足了本科生研究生的實驗、實踐教學(xué)的需要。
七 進行實驗、實踐教學(xué)所需基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備建設(shè)
重點實驗室的建設(shè)和實驗教學(xué)基地建設(shè)，實現(xiàn)了實驗儀器設(shè)備、實驗場所等基礎(chǔ)條件的共享。同時04-06年增加了近百萬元的高溫電爐等儀器設(shè)備和實驗經(jīng)費投入，為實驗教學(xué)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。
目前，包括重點實驗室在內(nèi)的4000平方米實驗面積，500多臺套的儀器設(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、粒度測定、制品的各種物理性能檢驗等實驗，創(chuàng)造了系列的實驗基礎(chǔ)條件，滿足了本科生研究生的實驗、實踐教學(xué)的需要。
八 開放式實驗、實踐教學(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)實際，提高了科研立項的數(shù)量和質(zhì)量。學(xué)生的實驗課題直接來源于導(dǎo)師的科研項目和企業(yè)生產(chǎn)實際課題。這樣，使研究工作進展順利，研究成果可直接在工業(yè)企業(yè)進行轉(zhuǎn)化。
不完全統(tǒng)計，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4項、鑒定14項、發(fā)表論文60余篇，其中被SCI、EI收錄22篇、出版著作2部、獲國家實用新型專利1項，受理1項。
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余項科研成果直接在唐山陶瓷股份公司、冀東水泥集團有限責(zé)任公司、惠達(dá)陶瓷集團、隆達(dá)骨質(zhì)瓷公司等單位進行了轉(zhuǎn)化，為企業(yè)取得社會經(jīng)濟效益上億元。
學(xué)生廣泛參與研究工作，為科研立項奠定了前期研究基礎(chǔ)，使科研立項取得了自主爭取國家自然科學(xué)基金項目的歷史性突破。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”、“具堿性催化功能的Al-Si-O-N介孔材料制備和表征”2項獲國家自然科學(xué)基金項目資助�！敖饘�-氮化物結(jié)合滑板抗損失機理研究”、“長余輝玻璃的制備和長余輝機理的研究” 2項獲省自然科學(xué)基金項目資助�！凹{米材料的制備及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究”等10余項獲省市級科研項目資助。反過來，科研項目數(shù)量和質(zhì)量的提高，為開放式實驗教學(xué)奠定了堅實基礎(chǔ)。
進行開放式實驗、實踐教學(xué)提高了學(xué)生的素質(zhì)。提高了學(xué)生參與科研、創(chuàng)新活動的主動性積極性，使學(xué)生學(xué)到專業(yè)的前沿知識。通過參與科研項目，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，為今后工作奠定比較豐富的科技知識基礎(chǔ)。學(xué)生進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)生動手能力。
通過近幾年的開放式實驗教學(xué)實踐，我們覺得提高的是教學(xué)質(zhì)量，受益的是廣大學(xué)生。實驗教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，我們將不斷探討新的實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗手段，不斷地完善和改進實驗教學(xué)模式和體系。
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