基于培養(yǎng)卓越工程師的功能材料專業(yè)實驗室建設(shè)

李波，廖曉玲，徐文峰，張玲

材料、能源和信息已經(jīng)成為現(xiàn)代文明的三大支柱，而材料則是承載文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。在21世紀里，世界各國在新材料領(lǐng)域的競爭愈加激烈，新材料的應(yīng)用范圍勢必日趨廣泛，發(fā)展前景十分廣闊。國務(wù)院總理溫家寶同志在第十一屆全國人民代表大會第三次會議上的政府工作報告中指出：新材料作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)將受到加大投入和政策支持。以此為契機，重慶科技學院冶金與材料工程學院在原無機非金屬材料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過詳細調(diào)研，專家論證，并結(jié)合重慶市地方經(jīng)濟與學校的實際情況成功申辦了功能材料新專業(yè)。該專業(yè)下設(shè)生物醫(yī)用材料與器械和信息材料兩個方向。

功能材料專業(yè)，作為一新興的實踐性非常強的理工科專業(yè)，尤其需要重視實驗室建設(shè)，適應(yīng)新材料產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展以及高素質(zhì)人才需求量激增的現(xiàn)狀。目前，全國范圍內(nèi)培養(yǎng)與功能材料相關(guān)的新材料類人才的學校較少，許多企業(yè)求賢若渴，急需培養(yǎng)具有顯著工程實踐能力的應(yīng)用型人才。為了適應(yīng)新形勢下對高素質(zhì)工程人才的要求，改變我國工程技術(shù)人才水平不高的現(xiàn)狀，國家教育部已經(jīng)正式啟動了“卓越工程師計劃”。這就使得改變傳統(tǒng)材料專業(yè)實驗室的現(xiàn)狀，探索建立以培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力為主要目標的新材料實驗室顯得更加緊迫。

一、高校材料專業(yè)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

重慶科技學院所在地處重慶大學城，周圍有15所高校，通過走訪大學城的兄弟院校，調(diào)查了目前材料專業(yè)實驗室的現(xiàn)狀。我們認為分析材料專業(yè)實驗室現(xiàn)狀有利于建設(shè)好以培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力為主要目標的功能材料專業(yè)實驗室。

（一）實驗教學體系不太合理

調(diào)查發(fā)現(xiàn)大部分學生都認為學校的實驗教學體系不太合理，需要作盡一步的優(yōu)化。相當一部分實驗課附屬于理論課，實驗課的獨立性較差，無法獨立設(shè)置成課。而且大部分是驗證性實驗，綜合性設(shè)計性實驗較少，無法發(fā)揮學生的獨立自主性。

（二）實驗教師整體素質(zhì)不高

大約有一半的學生認為實驗教師的業(yè)務(wù)水平不高。傳統(tǒng)教學中重理論輕實驗的思想仍然存在。理論教師和實驗教師在待遇上有較大的差別，評職晉級的條件不同，使得相當一部分實驗教師想方設(shè)法轉(zhuǎn)入理論教師隊伍。在部分領(lǐng)導(dǎo)的眼中認為實驗室?guī)熧Y建設(shè)并不重要，將實驗室工作人員當成了解決教師家屬的途徑，使得實驗室的師資隊伍整體素質(zhì)水平不高。

（三）實驗室管理不太合理

據(jù)調(diào)查，大多數(shù)學生除了上實驗課去實驗室以外，其余時間很少或者基本不去實驗室，造成某些實驗設(shè)備長期閑置，實驗設(shè)備利用率低下。甚至相當一部分設(shè)備由于長期不用，造成了設(shè)備無緣無故地發(fā)生故障。而一些單位在實驗設(shè)備的管理上比較落后，大型設(shè)備無專人維護，學生要使用時無專人系統(tǒng)培訓(xùn)，造成部分設(shè)備被無端破壞。而有些大型設(shè)備的使用條件較為嚴格，學生缺乏培訓(xùn)，不懂得篩選樣品上機實驗，造成實驗耗材浪費嚴重；更有甚者，在畢業(yè)設(shè)計（論文）期間，在短時間內(nèi)加班加點測試大量樣品，造成大型設(shè)備被“累壞”。

二、基于培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力與工程實踐能力的功能材料實驗室建設(shè)探討

（一）樹立以人為本的教育觀念

新材料專業(yè)需要開設(shè)較多的自主實驗和綜合實驗，而這些實驗又沒有固定的模式，甚至缺乏相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書。這就需要改革傳統(tǒng)實驗教學觀念和實驗?zāi)Ｊ剑瑢W生和教師都提出了較高的要求，我們認為可以從以下方面著手：

1.培養(yǎng)大學生科研興趣

功能材料專業(yè)新生入學后，我們及時開設(shè)新材料專業(yè)教育，引導(dǎo)學生了解專業(yè)熱愛專業(yè)。并結(jié)合新材料專業(yè)的特點，開展多項課外科技活動，邀請本專業(yè)在科學與工程有所建樹的知名人士到校演講，并與學生面對面地交流。使學生盡快對本專業(yè)的學科領(lǐng)域、發(fā)展現(xiàn)狀和就業(yè)前景有初步認識。通過多種形式活躍學術(shù)氣氛，激發(fā)學生的科研興趣。促進學生規(guī)劃大學期間和以后的人生應(yīng)達到目標。

2.實行專業(yè)導(dǎo)師制

高校教師的教學、科研是開展學生科研實踐的重要保障。我們要求功能專業(yè)教師在上課的同時，及時向?qū)W生傳授科學研究與創(chuàng)新的基本方法，并將課程相關(guān)的最新知識和科研成果及時介紹給學生。新材料專業(yè)一般招生規(guī)模都不大，我們將將新生分成若干小組，劃分到專業(yè)課教師名下并結(jié)合專業(yè)方向配備相關(guān)的企業(yè)導(dǎo)師。通過教師幫助企業(yè)解決實際問題提煉科研課題，引導(dǎo)學生申請大學生創(chuàng)新基金。鼓勵學生積極參與科研實驗實踐中來，在學校和企業(yè)雙方導(dǎo)師的指導(dǎo)中，到企業(yè)現(xiàn)場親身體驗中感受功能材料專業(yè)學習樂趣，并為企業(yè)實踐打下基礎(chǔ)。

3.培養(yǎng)創(chuàng)新型的師資隊伍

創(chuàng)新意識是功能材料新專業(yè)發(fā)展壯大的關(guān)鍵，對教師的創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和對學生的創(chuàng)新意識的培養(yǎng)同樣重要。學院將培養(yǎng)新材料專業(yè)的專業(yè)課教師和實驗課教師放在重要位置，積極為新材料的教師提供進修學習的機會，使該專業(yè)的教師愛崗敬業(yè)，積極了解新材料專業(yè)前沿理論和新材料專業(yè)與其它相關(guān)交叉學科的最新理論、科研實踐以及工業(yè)成果進展。使該專業(yè)教師善于及時將最新的教育科研成果運用到教學當中。學校創(chuàng)設(shè)各種有利條件并建立相關(guān)機制鼓勵該專業(yè)教師進行改革和創(chuàng)新，從而給該專業(yè)學生樹立起創(chuàng)新教師形象，潛移默化地感染學生，從而更有利于培養(yǎng)新材料專業(yè)學生的創(chuàng)新能力。學院目前已陸續(xù)派出多名教師遠赴美國UIUC大學、密西根大學、日本東北大學、加州理工學院臺灣中央大學等等進行訪問學者或博士后研究，不斷地為教師提供充電的機會。

（二）優(yōu)化實驗教學體系

1.改革實驗教學模式

新材料專業(yè)發(fā)展日新月異，每天都有大量的新材料報道，盲目開設(shè)實驗會使該專業(yè)陷入傳統(tǒng)材料專業(yè)的實驗誤區(qū)。功能材料專業(yè)抓住該專業(yè)的學科特點，開設(shè)若干能夠培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的核心實驗。并且改革實驗教學模式，大量減少驗證性實驗，并設(shè)成綜合型、設(shè)計型實驗。讓學生通過一輪綜合實驗?zāi)軌蛟O(shè)計出一個功能材料產(chǎn)品，熟悉和掌握新材料器件生產(chǎn)工藝的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。積極利用大學生科技項目、教師科研項目等科研平臺，鼓勵學生參加大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽等科技創(chuàng)新活動，并且將這種訓(xùn)練和成績折算成學分。采用多種路徑激發(fā)學生參與到科技訓(xùn)練中來培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

2.改革畢業(yè)論文教學模式

功能材料專業(yè)根據(jù)新材料專業(yè)學生畢業(yè)后的工作需要，進行有針對性畢業(yè)論文（設(shè)計）訓(xùn)練，緊密結(jié)合畢業(yè)以后工作企業(yè)的需要，專業(yè)導(dǎo)師和學生一起制定學生的畢業(yè)論文題目和內(nèi)容。在完成畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計）期間，學生要到企業(yè)從事數(shù)月到半年的實踐經(jīng)歷，利用畢業(yè)論文（設(shè)計）環(huán)節(jié)大力強化和提高學生的工程設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)管理的能力和工作素質(zhì)，這樣有利于功能材料專業(yè)畢業(yè)生立足企業(yè)，并能較好地發(fā)展。

（三）建立健全實驗室開放管理系統(tǒng)，提高設(shè)備利用率

高校實驗室是高校人、財、物集中的地方；是教師和學生開展實驗工作的主要場所；是儀器設(shè)備及大型精密儀器設(shè)備的存放場所；也是危險性物資集中的地方。在開放實驗室里尤其要注意實驗設(shè)備的合理使用和安全教育。同時也要對實驗室資源進行合理分配和有效使用。功能材料專業(yè)建立一套完整的實驗室管理規(guī)則，明確實驗室安全責任人，實行大設(shè)備專人負責制。提高實驗的開放利用率，實行設(shè)備網(wǎng)上申請預(yù)約機制。學院與指導(dǎo)教師簽訂開放實驗室安全管理責任狀，學生在實驗過程中對實驗儀器的使用要建立完整的使用檔案，便于實驗室的使用和跟蹤管理。

三、結(jié)語

功能材料專業(yè)作為戰(zhàn)略新興性專業(yè)，是為我們國家培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略性新興人才。為了服務(wù)國家和地方的需要，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和工程實踐能力的合格人才，本專業(yè)在建設(shè)初期就以卓越工程師培養(yǎng)為目標構(gòu)建培養(yǎng)方案和實驗平臺顯得非常必要。目前，學校對該專業(yè)進行了大力支持，生物材料與器械方向成立了重慶科技學院與美國UIUC工程學院共建的 “生物材料與活細胞影響技術(shù)研究所”，信息材料方向成立了“信息功能材料研究所”，為學生提供了完備的教學與科研平臺。并積極與企業(yè)合作，在產(chǎn)學研方面進行了有益并有效的探索，積極打造學生的生產(chǎn)實踐平臺，并與企業(yè)共同培養(yǎng)學生，努力探索功能材料專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的有效模式。

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