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[摘要]本文结合新时期的创新内涵，介绍了我校在《材料物理性能实验》教学改革中所做的努力，对改革的目标、拟解决的关键问题进行了简要阐述，特别介绍了我们在方案的实施与实践中所取得的经验成果，对拟进行的改革方向提出了一些思路，从而为最终建设高质量的《材料物理性能实验》教学平台和教学系统奠定基础，同时为其它相关的实践实验教学提供参考，以达到成功培养富于创新思维和能力的新时代大学生的目的。
[关键词]材料物理性能实验 创新能力 教学改革 实践
为提高大学生们的创新能力，国外许多高校把“科学研究方法”当作大学低年级的一门必修课来开设，引入实验教学，将其应用到实践，为以后从事工程技术及科学研究打好扎实的基础。美国高校为培养高素质创新人才，积极引导大学生主动地参与科学实验。目前，国内高校对大学生创新能力的培养也进行了积极探索和实践，如科技小制作、小论文，本科生参与科学研究等。但诸如此类形式均只能是惠及少数学生，普遍提高学生的动手与科研能力仍是急需解决的重要课题。实验教学，所有同学都有机会参与，材料专业实验教学中，材料物理性能实验具有明显的基础性、通用性、典型性，对培养学生实事求是、理论联系实际的科学作风及创新意识，对训练学生的实验方法、技能和设计思想起着重要的作用。在我国建设创新型国家、高校建设创新型大学的形势下，认真研究材料物理性能实验教学，培养大学生动手能力、创新能力，增强创新能力，提高就业竞争力，无疑是十分重要和迫切的。
一 、改革目标
1．建立新型实验教学模式和网络教学平台，更新、丰富实验项目，在强化基础的同时，突出把握前沿，并使之与时俱进。
2．教学实验内容的选择，以本学科科研课题为平台，结合生产应用及专业理论课程的教学，将科学研究引入实验教学过程，使学生们逐步养成科学研究所必备的严谨求实、勇于探索的科学态度，使其掌握科学研究的基本方法，不断提高他们的实际动手能力和科研能力。
3．进一步强化综合性、设计性实验效果，增加综合性设计性实验的比重，优化教学内容，注重学生的自主设计、实施过程，激发学生的创新意识和成就感。
4．结合现代科技实施教学，建设课堂演示实验，提高学生的认知效果。
5．结合实际和培养需要，更新实验设备，同时加强实验教材建设、师资队伍建设。
二、拟解决的关键问题
1．选择难度适宜的具有一定实际应用价值和学术价值的实验课题，结合实际生产及市场应用，激发学生的热情和成就感。
2．增加综合性设计性实验的比重，使可选做的综合性设计性和科学研究型实验项目比例适度增加。在进行实验项目设计时，要特别考虑教学内容和实验方法，给学生留出足够的发展空间，利于学生创新思维的形成，创新思维的实施。
3．开发出适合材料物理性能实验教学的多媒体课件和网络教学平台，促进教学目标的实现。
4．开展相应的教材与实验指导书撰写工作，力争编写出具有专业特色的《材料物理性能实验指导书》讲义，为正式出版教材打下良好的基础。
三、实施
1．改革环境及条件
课题组具有一支高水平的教学科研队伍，具有博士、硕士学位的教师占60%以上，承担了国家自然科学基金、863、广西自然科学基金等各类基金项目，研究课题充裕。材料基础实验室各类设备较齐全，总价值约400万元人民币，实验室的面积约230平方米，实验室的通风、照明、供水和控温条件较好，拥有先进的检测分析仪器和材料制备设备，能满足教改的需要。
2．教学团队发挥特长，分工协作，明确责任
课题组由教授、副教授、讲师组成，大多具有博士或硕士学位，分别主持或参与了多项省部级以上教改项目，具有丰富的教改经验。他们分工协作，明确责任，如担任领导的教授承担项目环境和师资建设；具有多媒体课件制作经验的成员负责教学平台及课件建设；教学科研经验丰富的教授主持项目的总体设计、教材的审核及进程的督导。而年轻肯干的教师负责实验准备、指导、实验教材的录写联络等工作。
3．实验项目的筛选、设计及实施
结合学科优势和专业特色，依靠现有实验条件和课题，将教师最新研究成果及时体现在实验教学中，进行实验内容的确定，使材料物理性能实验与科学前沿接轨，达到激发学生学习热情、拓宽学生视野的目的，从而让学生更充分享用学科软硬件优势，有机会深入材料科学的纵深，从中获得动手能力的培养和科研素质的提高。表1为修改后的实验项目与修改前的比较。
从表1可以看出，改前的实验项目基本上是验证性实验，有的实际上只能算是演示性实验，例如材料热膨胀实验，因为是全自动化的，基本上不用学生动手，数据和图表自动生成，基本上不能培养学生的创造能力。而其它一些实验，如薄膜电阻测试和光学法拉第实验，其实验操作也是一些简单动作的重复。改后的实验项目，除了保留前述项目（作为可选实验，为学生熟悉仪器用）外，增加了许多与当前科研方向相关、又能覆盖材料的电、磁、热、光等领域的实验项目，这些实验内容在本校的条件环境下，现实可行，成本不高，同时又极具锻炼性，从材料的制备到材料的检测分析，从仪器的使用到实验现象及本质的掌握等各环节均有深层接触，从而极大提高了学生的动手、综合分析及创造能力，可充分挖掘学生的潜力。
4．实验教学平台及多媒体课件建设
在实验教学平台建设方面，主要借助于学校刚购买的Blackboard网络教学平台。该平台功能广泛、使用方便，它不仅提供了一个课程管理系统，还通过blackboard系统管理平台提供了一个在线社区，为教师与学员之间的交流提供了方便，让学生的在线学习和生活紧密的联系在一起。另外，该平台是集声音、图像及文字为一体的多媒体教学平台，可以帮助教师实现在线授课，测验，与学生的交流，检查作业的功能。该工作目前还处于尝试阶段。
通过多媒体课件，将各种物理现象重现，比如半导体能带结构、电子的跃迁、空位的复合、磁光克尔效应、光的偏振、磁致伸缩机制等一些物理效应、现象，学生便可以很直观、感性地认识，从而好懂易学，加深了对物理现象及本质的理解与掌握。如果学生上实验课时对某些地方没有搞懂，或有些同学易忘，则可以通过下载多媒体课件，事后再回顾多媒体上的操作示范，物理现象及体质的展示，即可以重新掌握相关内容。
5．实验指导书的撰写
目前，国内还没有出版《材料物理性能实验》相关教材，而且各学校的专业方向及软硬件环境不一，因此，自编一部合身适用的实验指导书，也是实验改革的重要内容。在此方面，主要借鉴国内一些著名高校出版的相关实验教材，组织有经验的教师撰写了《材料物理实验指导书》。
6．多元教学，从严要求，科学考核
通过课堂授课、实验演示、多媒体动画展示、电子网络教学平台等方式的多元教学，把教学指导和学生的思考、操作有机融合。同时实现了理论教学与实验教学的有机结合。严格要求学生从实验预习、设计，实验操作到实验数据整理与分析等全过程中自主完成，从而最大限度地培养学生的动手能力和创造能力。在成绩的评价中更注重的是实验过程，而非结果，允许失败，但须败后求胜。对预习、实验方案的设计、操作、数据处理、综合分析等不同环节的科学考核，能使学生体现出学习的主动性、能动性和学习效果，从而激发其自主创造能力。
实践证明，通过前期工作，本专业大学生的创新及能手能力已初见成效。2007届毕业生的动手能力及主动性、能动性较前一届有较大提高，毕业设计质量经学校及区教育厅主管部门评审，结论是整体水平明显上升。这除了与毕业设计过程中学校和指导老师的正确引导有关之外，还在于学生的基础扎实，前期的实验实践起到了水到渠成的效果。另外，2007届毕业生一次性就业率达98%以上。
参考文献
[1] 郑冀，梁辉等.材料科学与工程专业平台课程材料物理性能本科生教学改革的探讨[J ].高等工程教育研究，2005 (增刊)
[2 ] 王启宝，张香兰，解强，韩梅芳.改革实践教学培养大学生创新能力[J ].理工高教研究,2007 (5)
[3] 沈威.搭建学生实践创新性能力培养的平台[J ] .中国高等教育评估，2006 (4)
[4] 郑冀，张爽南，王哲人.材料科学与工程专业平台课程材料物理性能实验与研究能力的培养[J ].高等工程教育研究，2005 (增刊)
[5] 明珠，陈闽军，刘玉敏. 改革实验教学体系，提高学生创新能力[J ] .2006 (2)
[6] 陈国华，刘贵仲，刘心宇，陈旭，江民红. 提高材料科学与工程专业毕业设计质量的探索与实践[J ]. 理工高教研究，20076 (5)
基金项目：广西新世纪高等教育教改工程资助（GX06067）；桂林电子科技大学新世纪教改工程资助（ZL0722）。
[关键词]材料物理性能实验 创新能力 教学改革 实践
为提高大学生们的创新能力，国外许多高校把“科学研究方法”当作大学低年级的一门必修课来开设，引入实验教学，将其应用到实践，为以后从事工程技术及科学研究打好扎实的基础。美国高校为培养高素质创新人才，积极引导大学生主动地参与科学实验。目前，国内高校对大学生创新能力的培养也进行了积极探索和实践，如科技小制作、小论文，本科生参与科学研究等。但诸如此类形式均只能是惠及少数学生，普遍提高学生的动手与科研能力仍是急需解决的重要课题。实验教学，所有同学都有机会参与，材料专业实验教学中，材料物理性能实验具有明显的基础性、通用性、典型性，对培养学生实事求是、理论联系实际的科学作风及创新意识，对训练学生的实验方法、技能和设计思想起着重要的作用。在我国建设创新型国家、高校建设创新型大学的形势下，认真研究材料物理性能实验教学，培养大学生动手能力、创新能力，增强创新能力，提高就业竞争力，无疑是十分重要和迫切的。
一 、改革目标
1．建立新型实验教学模式和网络教学平台，更新、丰富实验项目，在强化基础的同时，突出把握前沿，并使之与时俱进。
2．教学实验内容的选择，以本学科科研课题为平台，结合生产应用及专业理论课程的教学，将科学研究引入实验教学过程，使学生们逐步养成科学研究所必备的严谨求实、勇于探索的科学态度，使其掌握科学研究的基本方法，不断提高他们的实际动手能力和科研能力。
3．进一步强化综合性、设计性实验效果，增加综合性设计性实验的比重，优化教学内容，注重学生的自主设计、实施过程，激发学生的创新意识和成就感。
4．结合现代科技实施教学，建设课堂演示实验，提高学生的认知效果。
5．结合实际和培养需要，更新实验设备，同时加强实验教材建设、师资队伍建设。
二、拟解决的关键问题
1．选择难度适宜的具有一定实际应用价值和学术价值的实验课题，结合实际生产及市场应用，激发学生的热情和成就感。
2．增加综合性设计性实验的比重，使可选做的综合性设计性和科学研究型实验项目比例适度增加。在进行实验项目设计时，要特别考虑教学内容和实验方法，给学生留出足够的发展空间，利于学生创新思维的形成，创新思维的实施。
3．开发出适合材料物理性能实验教学的多媒体课件和网络教学平台，促进教学目标的实现。
4．开展相应的教材与实验指导书撰写工作，力争编写出具有专业特色的《材料物理性能实验指导书》讲义，为正式出版教材打下良好的基础。
三、实施
1．改革环境及条件
课题组具有一支高水平的教学科研队伍，具有博士、硕士学位的教师占60%以上，承担了国家自然科学基金、863、广西自然科学基金等各类基金项目，研究课题充裕。材料基础实验室各类设备较齐全，总价值约400万元人民币，实验室的面积约230平方米，实验室的通风、照明、供水和控温条件较好，拥有先进的检测分析仪器和材料制备设备，能满足教改的需要。
2．教学团队发挥特长，分工协作，明确责任
课题组由教授、副教授、讲师组成，大多具有博士或硕士学位，分别主持或参与了多项省部级以上教改项目，具有丰富的教改经验。他们分工协作，明确责任，如担任领导的教授承担项目环境和师资建设；具有多媒体课件制作经验的成员负责教学平台及课件建设；教学科研经验丰富的教授主持项目的总体设计、教材的审核及进程的督导。而年轻肯干的教师负责实验准备、指导、实验教材的录写联络等工作。
3．实验项目的筛选、设计及实施
结合学科优势和专业特色，依靠现有实验条件和课题，将教师最新研究成果及时体现在实验教学中，进行实验内容的确定，使材料物理性能实验与科学前沿接轨，达到激发学生学习热情、拓宽学生视野的目的，从而让学生更充分享用学科软硬件优势，有机会深入材料科学的纵深，从中获得动手能力的培养和科研素质的提高。表1为修改后的实验项目与修改前的比较。
从表1可以看出，改前的实验项目基本上是验证性实验，有的实际上只能算是演示性实验，例如材料热膨胀实验，因为是全自动化的，基本上不用学生动手，数据和图表自动生成，基本上不能培养学生的创造能力。而其它一些实验，如薄膜电阻测试和光学法拉第实验，其实验操作也是一些简单动作的重复。改后的实验项目，除了保留前述项目（作为可选实验，为学生熟悉仪器用）外，增加了许多与当前科研方向相关、又能覆盖材料的电、磁、热、光等领域的实验项目，这些实验内容在本校的条件环境下，现实可行，成本不高，同时又极具锻炼性，从材料的制备到材料的检测分析，从仪器的使用到实验现象及本质的掌握等各环节均有深层接触，从而极大提高了学生的动手、综合分析及创造能力，可充分挖掘学生的潜力。
4．实验教学平台及多媒体课件建设
在实验教学平台建设方面，主要借助于学校刚购买的Blackboard网络教学平台。该平台功能广泛、使用方便，它不仅提供了一个课程管理系统，还通过blackboard系统管理平台提供了一个在线社区，为教师与学员之间的交流提供了方便，让学生的在线学习和生活紧密的联系在一起。另外，该平台是集声音、图像及文字为一体的多媒体教学平台，可以帮助教师实现在线授课，测验，与学生的交流，检查作业的功能。该工作目前还处于尝试阶段。
通过多媒体课件，将各种物理现象重现，比如半导体能带结构、电子的跃迁、空位的复合、磁光克尔效应、光的偏振、磁致伸缩机制等一些物理效应、现象，学生便可以很直观、感性地认识，从而好懂易学，加深了对物理现象及本质的理解与掌握。如果学生上实验课时对某些地方没有搞懂，或有些同学易忘，则可以通过下载多媒体课件，事后再回顾多媒体上的操作示范，物理现象及体质的展示，即可以重新掌握相关内容。
5．实验指导书的撰写
目前，国内还没有出版《材料物理性能实验》相关教材，而且各学校的专业方向及软硬件环境不一，因此，自编一部合身适用的实验指导书，也是实验改革的重要内容。在此方面，主要借鉴国内一些著名高校出版的相关实验教材，组织有经验的教师撰写了《材料物理实验指导书》。
6．多元教学，从严要求，科学考核
通过课堂授课、实验演示、多媒体动画展示、电子网络教学平台等方式的多元教学，把教学指导和学生的思考、操作有机融合。同时实现了理论教学与实验教学的有机结合。严格要求学生从实验预习、设计，实验操作到实验数据整理与分析等全过程中自主完成，从而最大限度地培养学生的动手能力和创造能力。在成绩的评价中更注重的是实验过程，而非结果，允许失败，但须败后求胜。对预习、实验方案的设计、操作、数据处理、综合分析等不同环节的科学考核，能使学生体现出学习的主动性、能动性和学习效果，从而激发其自主创造能力。
实践证明，通过前期工作，本专业大学生的创新及能手能力已初见成效。2007届毕业生的动手能力及主动性、能动性较前一届有较大提高，毕业设计质量经学校及区教育厅主管部门评审，结论是整体水平明显上升。这除了与毕业设计过程中学校和指导老师的正确引导有关之外，还在于学生的基础扎实，前期的实验实践起到了水到渠成的效果。另外，2007届毕业生一次性就业率达98%以上。
参考文献
[1] 郑冀，梁辉等.材料科学与工程专业平台课程材料物理性能本科生教学改革的探讨[J ].高等工程教育研究，2005 (增刊)
[2 ] 王启宝，张香兰，解强，韩梅芳.改革实践教学培养大学生创新能力[J ].理工高教研究,2007 (5)
[3] 沈威.搭建学生实践创新性能力培养的平台[J ] .中国高等教育评估，2006 (4)
[4] 郑冀，张爽南，王哲人.材料科学与工程专业平台课程材料物理性能实验与研究能力的培养[J ].高等工程教育研究，2005 (增刊)
[5] 明珠，陈闽军，刘玉敏. 改革实验教学体系，提高学生创新能力[J ] .2006 (2)
[6] 陈国华，刘贵仲，刘心宇，陈旭，江民红. 提高材料科学与工程专业毕业设计质量的探索与实践[J ]. 理工高教研究，20076 (5)
基金项目：广西新世纪高等教育教改工程资助（GX06067）；桂林电子科技大学新世纪教改工程资助（ZL0722）。