浅谈培养学生实验创新能力

1 建立校内实验室训基地，实现校内资源共享

随着教学制度的不断改革和深化，为了更好的实现素质教育的目标，不断培养学生的实践能力和科技创新能力。高校要建立实训基地，成立实验室。包括一些基础知识学习培训室、科技创新实验室、现代DSP技术实训室、数学建模实训室和仪器等实训室，以材料科学实训中心为基础，材料科学基础实验平台包括对材料晶体结构、物相组成、显微形态分析、材料本征特性检测、材料的聚合、分解和相变过程中的物理化学现象的认识等实验所需的仪器设备和模型，具有较强的通用性和共享性。学生能够在开放时间内进入实验室完成实验或实训。使学生参与实验的操作，培养学生的学习兴趣，并使其通过认真观察发现共同的现象和不同的现象，采用不同的角度得出不同的结论，不断养成良好的观察习惯。使学生发现其中不同的现象都是由不同原因引起的，对于具体的原因，要求学生进行不断的实验进行证明并得出正确的结论。从而培养出学生创新思维和创新能力。

2 精心设计实验，认真编写实验指导书

新材料既是高新技术的一个独立领域，又对相关高科技领域起着引导、支撑和相互依存的关键作用，是科学技术进步的先導。因此，不同层次材料类专业技术人才的需求呈现不断增长的趋势，而且对材料类专业人才的知识结构和实验技能也提出了更高的要求。材料实验室重新编写实验指导书，对实验内容进行精心设计和安排。对教学计划内的实验，指导书中不仅可以设计验证性质的实验，而且还有大量具有一定设计性质的实验。针对验证性质的实验，要设计一些具有扩展思维的思考题，学生可以通过实验进行解答。这样既可以保证学生完成教学计划规定的内容，还能使学生对理论知识活学活用。除此之外，还有一些实验没有安排在教学计划内，供学有余力的学生完成。这一部分实验往往要求学生自行设计部分实验内容、实验步骤，并要求查阅相关资料来完成实验。新、旧实验指导书另一不同之处在于除验证性质的实验外，其余每个实验的硬件部分往往只给出原理框图，由学生自己设计接线图并连线；软件部分则只给出程序流程图及部分实验程序程序的主要部分由学生自行设计。通过实验，学生的动手能力得到了提高，减少对实验指导书的依赖性，增强独立思考的能力，创造性思维能够得到最大限度的发挥。精心设计的实验、认真编写的实验指导书为学生创新能力的培养提供了理论保障。

3 增添实验设备，培养学生的创新能力

对于一些教材的实验，由于一些规范不准确的原因，常常起不到一定的教学效果。所以，要增添一些实验的设备，并引导学生进行实验。例如：粉体粒度分布的测定。粉体粒度分布是指该粉体在不同粒径范围所占的比例。颗粒的粒度、粒度分布及形状能显著影响粉末及其制品的性质和用途。粒度测定方法主要有筛析法、沉降法和激光法。筛析法方法简单，沉降法则需要先测定被测物料的真密度，激光法已成为目前较流行的粉体粒度测定方法。因此，本实验项目侧重于基础的离心沉降法，以便学生能更好地理解不同粒度测试方法的原理和特点。主要设备：颗粒沉降天平。需增添的设备：颗粒沉降天平5台。再如：粉体真密度的测定真密度是材料的本征特性之一，是许多材料评价中不可缺少的基本物性参数。通过该实验让学生了解粉体真密度的测定方法，掌握浸液法—— 比重瓶法测定粉末真密度的原理及方法。主要设备：分析天平、真空泵、真空干燥箱、鼓风干燥箱、恒温干燥箱。需要设备：恒温干燥箱1台。需增添设备：分析天平10台，真空干燥箱2台，鼓风干燥箱4台，真空泵4台。

4 重视学生实验，培养学生的创新能力

学生的分组实验是培养学生的操作方法、观察能力、分析思维能力、提高学生素质的重要手段。要让学生有创新，就要留有时间和空间让学生充分展示和发展自己的个性，让学生充分发挥自己的想象，发表自己的看法，学生思维不禁锢于老师的传授之中。为此，教师应该合理编排学生的探究式实验，开展化学课外活动兴趣小组，让学生尽可能多实践。可培养学生的参与意识和动手能力，提高他们的实验技能，如：检查食盐中是否含碘、草木灰中无机盐含量的测定。也可及时纠正不正确的操作方法，可调动学生主动思考问题的积极性，牢记掌握学过的知识。尤其是在学生实验时，学生往往怀着极大的兴趣进行药品、材料的准备、选择；思维极其活跃，极易“摆脱”课堂教学和课本的约束。例如材料的微细化与纳米化实验。主要设备：升降式高温坩埚炉，热处理晶化炉，快速凝固设备等。材料显微结构的微细化和纳米化是新材料发展的重要方向，也是当前材料研究的重要热点之一。通过对陶瓷或金属材料熔体的快速凝固来获得非晶态前驱体，然后在适宜的热处理制度下使非晶态前驱体受控晶化，从而获得具有微细结构或纳米结构的块体陶瓷或金属材料，使学生对材料的非晶态和晶态结构的形成和控制有进一步的认识。再如：热分析实验。主要设备：差热膨胀分析仪、LCP-1差热膨胀仪1台（需升级改造为微机控制，与WCP-2功能相同）。差热分析是研究材料在加热过程中脱水、相变、分解、熔融等物理和化学变化的一种常用分析方

法。利用差热曲线在工艺上可以确定材料的烧成制度及玻璃的转变与受控结晶等工艺参数，还可以对矿物进行定性、定量分析。材料的热膨胀系数是评价材料在高温下热稳定性的重要指标，也是不同种类材料能否相互配合使用的重要依据。通过该实验让学生了解差热分析的基本原理与仪器装置，学习使用差热分析方法鉴定未知矿物，掌握材料热膨胀系数的测定方法及对测定结果的影响因素。

5 结语

根据上文所述，实验教学的创新发展在高校教学中起着非常大的作用，有利于培养当代大学生的创新能力。在材料实验教学过程中，教师要利用一些先进的教学方法进行实验方面的教学，不断创新实验的制度管理，为学生提供一个良好的学习环境，使学生在不断地实践中学习更多的知识，学会不断分析问题、研究问题和解决问题。使学生在自身的创新能力方面不断得到很好的训练和课题的实验培训，从而使学生的创新能力得到有效的提高和全面的发展。

参考文献

[1] 徐学军.高校实验教学要加强学生创新能力的培养[J].经济师，2004，4. [2] 姜大海，卜建国，邓成林.加强实验教学改革提高学生实践创新能力[J].实践实验教，2010（5）.