無機非金屬材料學科開放式實驗、實踐教學研究論文
摘 要：開放式實驗教學可提高學生的實踐動手能力和創新精神，激發學生學習的積極性和主動性，從而提升綜合素質。對無機非金屬材料實驗室進行了軟硬件的建設，并以實驗室為主，實驗基地為輔，“產學研”相結合，進行了開放式實驗、實踐教學活動，取得了一些成果。
關鍵詞：開放式實驗；實踐教學；產學研
新的高等教育理論認為，培養、訓練具有解決科學問題能力和綜合實踐能力的人才要比培養單純接受知識的學生重要得多。把學生培養成為具有創新能力的高素質人才，以適應我國社會主義現代化建設的需要，是當代高等教育的目標。
高校實驗室作為高等教育的一個重要組成部分，對于培養學生實踐能力和創新精神、提高學生綜合素質具有特殊作用。隨著實踐教學改革的深化,開放式實驗教學模式近幾年越來越受到人們的重視。開放式實驗教學模式改變了傳統實驗教學局限于驗證原理、單純掌握操作技術以及依附于理論課的情況，充實和改革了實驗教學的內容。開放式實驗教學模式在培養學生的科學思維、創新意識和提高學生的綜合能力方面是傳統實驗教學模式所無法替代的。實驗教學的改革的主要目的就是要拓展學生的知識面，培養學生分析問題和解決問題的能力、聯想和創新的能力，從而提升學生的綜合素質。
2004年我們承擔了河北理工大學教改重點資助項目:“開放式實驗教學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進行了研究和探索。摸索出“基礎實驗與綜合型實驗、綜合設計型實驗相結合，規定實驗與自選實驗相結合，鼓勵學生自己設計實驗，在實驗室實驗與在實驗基地實驗相結合；學院教師當導師與吸納社會高級工程技術人員當副導師相結合”的實踐教學模式。基本形成了“科學構建與理論教學體系既密切相關又相互獨立、內容循序漸進、層次分明、特點突出、開放式”的實驗、實踐教學體系。以實驗室為主，實驗基地為輔，“產學研”相結合，共同進行了開放式實驗、實踐教學活動。
一 緊密結合理論教學體系，獨立設置實驗、實踐課程
根據無機非金屬材料學科課程設置，按水泥、陶瓷、耐火材料三個方向獨立設置了《無機材料物化性能實驗》、《水泥專業實驗》、《陶瓷專業實驗》、《耐火材料專業實驗》實驗課程以及《無機非金屬材料專業認識實習》、《無機非金屬材料專業生產實習》、《無機非金屬材料專業畢業實習》實踐教學課程。
二 內容循序漸進、層次分明
根據學生各個學習階段培養的要求，按如圖1所示的順序進行實驗、實踐教學活動。
三 實驗、實踐教學特點
“產學研”結合共同開展實驗、實踐教學活動，使實驗項目、課題來源廣泛，結合實際且充分利用學校和社會資源。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、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備等實驗條件對學院內研究生、教師實行了全天候的開放。給研究生導師、研究生配備了工作室和計算機以及相關實驗室的房間鑰匙，研究生導師、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階段的周期內，對他們實行全天候開放。社會相關院校、科研單位、企業的科研人員隨時可以利用實驗室的資源，開展科學研究、性能測試。隨時為社會開展技術咨詢、技術服務、項目合作、成果推廣等服務。
五 進行實驗教學軟件建設
首先組織編寫了《無機非金屬材料實驗教程》，并由冶金工業出版社出版。教程包含了從基礎實驗到現代測試實驗、綜合性實驗、設計性實驗的內容，為本科生選做實驗課題提供了內容，為實驗教師編制實驗指導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的進行。 重新修訂了實驗教學大綱。《無機材料物化性能實驗》、《陶瓷專業實驗》、《耐火材料專業實驗》、《水泥專業實驗》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%。促進了實驗教學水平的提高。
六 進行實驗、實踐教學基地建設
唐山市無機非金屬材料重點實驗室由河北理工大學、唐山陶瓷股份有限公司、河北省冀東水泥集團有限責任公司共同組建，構建了一個適合于唐山市無機非金屬材料行業發展的科技平臺、建立一個能夠充分發揮院校與企業優勢，調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脫困和產業發展，加快唐山市無機非金屬材料高新技術研究與應用，將起到重要的作用。同時在唐山市重點實驗室的建設中，教師爭取到唐山市科研項目10余項，獲得20余萬元的經費資助。教師科研項目的增加，提高了本科生、研究生畢業課題研究的質量。 在唐山時創耐火材料有限公司、唐山隆達骨質瓷公司等8個單位建立了實驗教學基地。
重點實驗室的建設和實驗教學基地建設，實現了實驗儀器設備、實驗場所等基礎條件的共享，創造了系列的實驗基礎條件，滿足了本科生研究生的實驗、實踐教學的需要。
七 進行實驗、實踐教學所需基礎設施、設備建設
重點實驗室的建設和實驗教學基地建設，實現了實驗儀器設備、實驗場所等基礎條件的共享。同時04-06年增加了近百萬元的高溫電爐等儀器設備和實驗經費投入，為實驗教學創造了基礎條件。
目前，包括重點實驗室在內的4000平方米實驗面積，500多臺套的儀器設備，包括449C綜合熱分析儀、9510壓汞法孔結構測定儀、C80微量熱儀、L230激光粒度分析儀、熱膨脹儀等大型、精密儀器，實現了從物料破碎、粉磨、混合、成型、高溫煅燒、物相分析、顯微結構分析、化學分析、孔結構分析、熱分析、粒度測定、制品的各種物理性能檢驗等實驗，創造了系列的實驗基礎條件，滿足了本科生研究生的實驗、實踐教學的需要。
八 開放式實驗、實踐教學結碩果
由于軟硬件的建設，使科研課題來源廣泛、更接近科學研究前沿，更適合于應用科學研究，更接近于生產實際，提高了科研立項的數量和質量。學生的實驗課題直接來源于導師的科研項目和企業生產實際課題。這樣，使研究工作進展順利，研究成果可直接在工業企業進行轉化。
不完全統計，在2004年至2006年5月期間，學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。
多數科研課題來源于企業，科研成果轉化順利。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任公司、惠達陶瓷集團、隆達骨質瓷公司等單位進行了轉化，為企業取得社會經濟效益上億元。
學生廣泛參與研究工作，為科研立項奠定了前期研究基礎，使科研立項取得了自主爭取國家自然科學基金項目的歷史性突破。其中，“高抗熱震氧化鋯-鈦酸鋁復相材料的結構性能設計”、“具堿性催化功能的Al-Si-O-N介孔材料制備和表征”2項獲國家自然科學基金項目資助。“金屬-氮化物結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項獲省自然科學基金項目資助。“納米材料的制備及應用關鍵技術研究”等10余項獲省市級科研項目資助。反過來，科研項目數量和質量的提高，為開放式實驗教學奠定了堅實基礎。
進行開放式實驗、實踐教學提高了學生的素質。提高了學生參與科研、創新活動的主動性積極性，使學生學到專業的前沿知識。通過參與科研項目，學生查閱大量的科技資料，通過學習、歸納整理，可系統地掌握相關科技前沿知識，為今后工作奠定比較豐富的科技知識基礎。學生進一步掌握了科研方法，掌握所需儀器設備的操作，提高了學生動手能力。
通過近幾年的開放式實驗教學實踐，我們覺得提高的是教學質量，受益的是廣大學生。實驗教學改革任重道遠，我們將不斷探討新的實驗內容、實驗方法和實驗手段，不斷地完善和改進實驗教學模式和體系。
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