材料學科多專業(yè)交叉融合實驗教學的實踐

李合琴， 張學斌， 杜曉東

（合肥工業(yè)大學 材料科學與工程學院，合肥 230009）

中國高校工程教育規(guī)模大，可用實驗設備資源相對較少，積極探索適合自身現(xiàn)狀的工程教育新模式，走中國特色的工程教育之路，是提高工科學生實踐創(chuàng)新能力的重要課題。專業(yè)課實驗教學是高校人才培養(yǎng)方案的重要組成部分，也是提高學生綜合素質(zhì)的重要途徑。本文以金屬材料工程專業(yè)實驗教學改革為例，論述運用多專業(yè)的交叉融合方法，構建集資源優(yōu)化、開放充分、運作高效的創(chuàng)新實踐平臺，是培養(yǎng)工程人才創(chuàng)新實踐能力的新機制。

一、多專業(yè)交叉融合實驗教學模式的構建

多專業(yè)交叉融合的實驗教學，就是打破現(xiàn)有教學、科研、專業(yè)實驗室的壁壘，按照卓越工程師培養(yǎng)創(chuàng)新人才的要求，統(tǒng)一構建有利大學生工程創(chuàng)新能力提升的新實驗教學體系。首先是建立新的實驗教學平臺，整合優(yōu)化資源配置，將傳統(tǒng)的獨立專業(yè)實驗室資源優(yōu)選匯集，建立起實驗教學與學科建設、科研項目的聯(lián)系紐帶，圍繞研究項目開展工程實踐教學，提高專業(yè)實驗訓練水平；其次是努力創(chuàng)造條件，加強創(chuàng)新實踐平臺與企業(yè)的合作，實現(xiàn)校企合作共贏 ，使工程訓練項目貼近實際，拓寬訓練范圍；第三是加強服務保障，由學院各主管部門圍繞實驗教學課程，協(xié)調(diào)組建跨專業(yè)、校企結合的指導教師團隊，用高水平人才保證多專業(yè)交叉融合實驗教學的實踐訓練的效果和質(zhì)量[1］。

二、調(diào)整創(chuàng)新實踐平臺管理機制，優(yōu)化資源配置

將學院分散建設、分散管理的實驗室設備和資源，建設成面向材料學科的多專業(yè)創(chuàng)新實踐平臺。平臺建立相對獨立，在學院教學、科研和實驗室的指導下，協(xié)調(diào)各專業(yè)共同參與實驗室建設與資源管理，實現(xiàn)對教學實驗室、學科科研平臺和省部級重點實驗室乃至教師科研實驗室的統(tǒng)一規(guī)劃、建設和管理。

平臺管理機構在實驗室建設、硬件管理與維修服務等方面為教學與科研提供全方位服務，保證參與共享的硬件資源能正常向教學與科研全面開放。通過這些機制，將材料學院各專業(yè)的實驗設備、學術人才、前沿科研成果等優(yōu)質(zhì)教育資源整合在一起，構建功能集約、資源優(yōu)化、開放充分、運作高效的創(chuàng)新實踐平臺，建立適合創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐體系，為學生的實踐和創(chuàng)新活動創(chuàng)造條件。同時，為工程創(chuàng)新合作項目的開發(fā)提供資源和人力保障[2］。

三、爭取校企合作，拓展創(chuàng)新實踐

工科院校應立足自身特色，積極聯(lián)系合作企業(yè)，在兩方面推進校企合作培養(yǎng)工程人才。一是高校配合企業(yè)共同建立各級工程實踐教育中心，構建以企業(yè)為基地的工程人才現(xiàn)場實習平臺；二是拓展校內(nèi)創(chuàng)新實踐平臺的外延，吸引企業(yè)共建工程人才培養(yǎng)的模擬實踐環(huán)境，有效解決工程人才培養(yǎng)的規(guī)模問題。校內(nèi)創(chuàng)新實踐平臺向外擴展能建立校企共贏機制，在模擬實踐環(huán)境中，開發(fā)合作項目課程。企業(yè)與高校在工程人才培養(yǎng)上的共同利益點并非經(jīng)濟利益，而是更高層次的人才培養(yǎng)和科研創(chuàng)新成果的產(chǎn)出。在校企合作中，企業(yè)可以將預期收益定位在得到未來需求的人才和得到學生在合作課題研究中可能產(chǎn)生的創(chuàng)新思維上；高校的預期收益是培養(yǎng)出高水平工程人才。以此為基礎的校企合作模式，能有效提高創(chuàng)新實踐平臺外部資源的利用。創(chuàng)新實踐平臺與企業(yè)密切合作，在貼近實際的模擬、仿真實踐環(huán)境里，能有效解決大規(guī)模的學生實踐問題。另外，可以通過校內(nèi)教師和企業(yè)工程師共同進行產(chǎn)品設計開發(fā)、工藝流程改進，適當調(diào)整課題難度和規(guī)模，達到適合合作項目課程的要求，讓學生的學習環(huán)節(jié)“真題真做”，能有效提高學生解決工程實際問題的能力。

注重引導學生從實踐過程的每個細節(jié)培養(yǎng)自身的基本技能，從眾多知識與技術節(jié)點中培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。通過實踐項目，使學生了解材料學科的研究方向和科研方法，感受科研氛圍、體悟科研精神。開展對指導教師親身經(jīng)歷的實踐項目做創(chuàng)新實驗，提高學生的研究興趣和創(chuàng)新實踐能力。創(chuàng)新實踐平臺還應該依托“學校和國家的大學生創(chuàng)新型實驗計劃項目”等載體[3］，充分利用現(xiàn)有科研設備，為學生開展創(chuàng)新實踐活動提供服務。

四、教學計劃單列，獨立組織教學

實驗教學計劃的單列，是實驗教學改革的關鍵。實驗教學與理論教學既互相聯(lián)系，又自成體系。單列的實驗教學計劃能提高學生對實驗課的重視。專業(yè)課的實驗教學應該將材料類相關的專業(yè)實驗盡量多開設，不局限于本專業(yè)的實驗，這樣學生在掌握基本實驗操作技能的基礎上，能更多地多接觸先進的相關科研儀器設備，拓寬知識面。

合肥工業(yè)大學在專業(yè)課程實驗改革方面采取了以下舉措：一是將所有專業(yè)實驗從專業(yè)課程中劃分出來，開設“基礎實驗一”、“基礎實驗二”課程。其中，“基礎實驗一”主要包含“材料科學基礎”和“材料分析測試方法”兩門課程的實驗內(nèi)容?！盎A實驗二”包含其余的各專業(yè)課程的實驗，內(nèi)容涉及材料學院材料物理專業(yè)、無機非金屬材料專業(yè)、金屬材料工程專業(yè)。二是將實驗課列為專業(yè)必修課，由教授和高級工程師主講并且指導實驗全過程，因為該課程的重要性已經(jīng)超過了很多專業(yè)理論課。三是實驗課進行小班教學，再分小組實驗，最終成績考核包括實驗操作和實驗報告兩部分。此種教學模式使得學生開始重視實驗，實際動手能力得到了提高。

下表為合肥工業(yè)大學金屬材料工程專業(yè)“基礎實驗二”課程所開設的實驗內(nèi)容。課程性質(zhì)為必修，24學時，其中實驗1－6為金屬材料工程專業(yè)課程的實驗內(nèi)容，實驗7－8為材料物理專業(yè)課程的實驗內(nèi)容，實驗9－11是無機非金屬材料工程專業(yè)課程的實驗內(nèi)容?！盎A實驗二”的內(nèi)容涵蓋了材料學院3個專業(yè)課程實驗的主要內(nèi)容，這正是該實驗課程教學改革的最大特點。

表1 《金屬材料工程基礎實驗二》實驗課程內(nèi)容

五、結 語

通過匯集材料學院各專業(yè)實驗室的設備資源，將金屬材料工程的相關專業(yè)課實驗和材料物理、無機非金屬材料專業(yè)課程的實驗內(nèi)容匯集為一門專業(yè)必修課程，由教授擔任主講教師和實驗教師，拓寬了專業(yè)實驗教學的范圍。通過多媒體視頻錄像教學，使得學生對實驗的設備、儀器及其操作方法有了初步的認識，解決了實驗課程學時少、學生人數(shù)多、設備臺套數(shù)不足的問題，讓學生能有的放矢地進行實驗操作，保證每個學生切實得到動手訓練的機會，充分發(fā)揮了學生的聰明才智。

[1]李 濤，宗士增，徐建成，等.構建多學科交叉融合創(chuàng)新實踐平臺的探索與實踐[J］.中國大學教學，2013，（7）：79－81.

[2]胡岳華，范曉慧，歐陽辰星，等.基于“知識＋能力＋素養(yǎng)”的卓越工程師人才培養(yǎng)，模式的研究[J］.中國大學教學，2013，（7）：24－25.

[3]盧艷青，李繼懷.試析卓越工程師培養(yǎng)的實現(xiàn)途徑[J］.黑龍江高教研究，2013，（5）：67－69.