優(yōu)化實驗教學(xué)體系和資源 培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知和實踐能力

華小虎, 杜雙明

(西安科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710054)

優(yōu)化實驗教學(xué)體系和資源 培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知和實踐能力

華小虎, 杜雙明

(西安科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710054)

根據(jù)目前材料類專業(yè)實驗教學(xué)中存在的問題，對材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系和資源配置進(jìn)行了整體優(yōu)化，確立了材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗內(nèi)容新體系，建立了多層次實驗教學(xué)模塊，實行了多形式實驗課程考核體系。教學(xué)實踐表明，學(xué)生的工程認(rèn)知，實踐能力和科技創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。

材料科學(xué)與工程專業(yè)； 實驗教學(xué)體系； 整體優(yōu)化； 實踐能力

0 引 言

20世紀(jì)末，材料類專業(yè)高等教育發(fā)展非常迅速，教學(xué)改革也取很大進(jìn)展[1]。從整體上看，教學(xué)改革研究中理論課程體系改革力度較大，實踐教學(xué)課程體系改革和研究較少，遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用人才和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要[2]。因此，盡快形成與理論課程體系相配套的實踐課程體系已是勢在必行?；趹?yīng)用型人才和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的定位，2006年我院確立了面向一級學(xué)科專業(yè)立足二級學(xué)科專業(yè)的辦學(xué)思路，初步形成了“材料專業(yè)人才培養(yǎng)計劃”。2009年學(xué)院組織了專業(yè)實驗教學(xué)體系整體優(yōu)化[3]，為進(jìn)一步深化教學(xué)改革，強(qiáng)化學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識[4]，確立與新的人才培養(yǎng)方案相適應(yīng)的實驗教學(xué)目標(biāo)[5]，建與新理論教學(xué)體系相適應(yīng)的實驗內(nèi)容體系[6]，改革實驗教學(xué)的內(nèi)容和方法[7]，構(gòu)建滿足實驗教學(xué)要求的實驗平臺，創(chuàng)新實驗教學(xué)的模式[8]，探索材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗室的管理運作模式。

1 指導(dǎo)思想和基本思路

首先，根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要[9]，針對原有人才培養(yǎng)模式中對學(xué)生實踐訓(xùn)練不足的問題[10-11]，確立材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗課程教學(xué)目標(biāo)；其次，根據(jù)培養(yǎng)能力所需要的知識，設(shè)計實驗課程內(nèi)容；再根據(jù)培養(yǎng)能力所需要的方式和所需要的硬件軟件，設(shè)計實驗教學(xué)方法和實驗教學(xué)條件；最后，根據(jù)培養(yǎng)能力所需要的規(guī)章制度，設(shè)計實驗教學(xué)管理和教學(xué)資源。即：該項目以培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知和實踐能力為出發(fā)點和落腳點，對實驗教學(xué)的資源、內(nèi)容、手段、條件和管理辦法等方面進(jìn)行了深入的研究、改革和實踐，全方位構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)新體系。

2 研究的基本內(nèi)容

2.1 設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生能力的實驗教學(xué)目標(biāo)

通過優(yōu)化實驗教學(xué)體系和資源[12]，在材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)新體系指導(dǎo)思想下將材料科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)目標(biāo)具體化為以下幾種技能：①掌握相關(guān)設(shè)備儀器的操作技能，能選用設(shè)備儀器對材料組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行測試與分析；②熟悉相關(guān)設(shè)備儀器的結(jié)構(gòu)和原理，能對材料熱工設(shè)備進(jìn)行改造和基本故障排除；③熟悉材料制備和加工工藝，能對材料進(jìn)行工藝設(shè)計和工藝質(zhì)量分析；④利用現(xiàn)代技術(shù)手段開發(fā)新材料、新工藝和新設(shè)備的初步能力。

2.2 構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生能力的實驗內(nèi)容新體系

通過優(yōu)化實驗教學(xué)體系和資源，逐步構(gòu)建了以下培養(yǎng)學(xué)生能力的實驗內(nèi)容新體系[13]：①以材料的組成—結(jié)構(gòu)—制備與加工工藝—性能為主線，構(gòu)建面向材料科學(xué)與工程一級學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)實驗內(nèi)容體系。②以材料制備工藝、材料加工工程和材料性能測試與分析等三門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程的實驗將科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容，更新和完善實驗教學(xué)內(nèi)容。③將科學(xué)研究與工程技術(shù)開發(fā)課題分解轉(zhuǎn)化為學(xué)生的創(chuàng)新實驗項目，豐富材料專業(yè)高層次實驗內(nèi)容。

2.3 開展分類組織教學(xué)，形成多層次不同特征的實驗教學(xué)模塊

實驗教學(xué)模塊包括：基于設(shè)備儀器的操作與維護(hù)的基本技能型實驗，理論原理驗證的基礎(chǔ)型實驗，材料組織結(jié)構(gòu)、性能、合成加工、使用性能關(guān)系的綜合性實驗，成分設(shè)計、工藝設(shè)計、工藝實施、性能檢測分析為一體實訓(xùn)設(shè)計型實驗以及基于開發(fā)新材料、新工藝的科技創(chuàng)新性實驗。通過優(yōu)化，實驗教學(xué)內(nèi)容得到擴(kuò)充，形式豐富多樣，可以滿足不同實驗教學(xué)目標(biāo)的需要?，F(xiàn)設(shè)置基本技能與基礎(chǔ)型實驗20個、綜合性實驗10個、實訓(xùn)設(shè)計型實驗10個，完成科技創(chuàng)新型實驗50個。

實驗?zāi)K遵循由易向難，穿插進(jìn)行、逐級深化的原則組織教學(xué)，基本技能型實驗?zāi)K安排在第三、四學(xué)期，基礎(chǔ)型和綜合性型實驗?zāi)K安排在第四、五學(xué)期，實訓(xùn)設(shè)計型和科技創(chuàng)新型實驗?zāi)K安排在第六、七學(xué)期。

2.4 通過優(yōu)化實驗室資源配置，形成了開放式實驗教學(xué)新模式

按照“整合+改造+購置”的建設(shè)思路，相繼建成了材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)實驗室具有特色的專業(yè)實驗平臺，滿足了不同內(nèi)容體系和不同層次實驗的需要。同時實現(xiàn)了科研資源與教學(xué)資源共享，探索科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和實驗教學(xué)三位一體的開放式實驗教學(xué)新模式。針對不同層次實驗?zāi)K的特點，建立了實驗教學(xué)環(huán)節(jié)占20%，實驗操作30%，實驗報告占50%的分類量化的考核方式。

3 實踐效果及應(yīng)用價值

通過不同層次實驗?zāi)K的訓(xùn)練，學(xué)生的操作儀器設(shè)備尤其是貴重儀器設(shè)備的能力明顯增強(qiáng)，設(shè)備儀器完好率達(dá)到95%以上，學(xué)生的專業(yè)知識面得到拓寬；學(xué)生對于材料結(jié)構(gòu)和性能的測試與分析能力、材料工藝設(shè)計和工藝質(zhì)量分析的能力明顯增強(qiáng)，并具有開發(fā)新材料、新工藝、新設(shè)備的初步能力；學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高，學(xué)生就業(yè)競爭力明顯增強(qiáng)。

本探索研究以實驗教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿?，以大幅度提高本專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力為根本目標(biāo)，對原來專業(yè)實驗課程進(jìn)行整合優(yōu)化的同時，在實驗平臺的規(guī)劃和建設(shè)、實驗教學(xué)的組織與實施、實驗室管理運作模式等多方面，進(jìn)行了全方位改革，探索了一條符合新時期普通高校材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)改革之路。

本研究獲2013年陜西省教學(xué)成果一等獎。

4 結(jié) 語

材料類專業(yè)是將理論知識應(yīng)用于實踐，不斷研究開發(fā)新材料的過程。材料科學(xué)與工程專業(yè)涵蓋整個材料類專業(yè)，按照寬口徑，重基礎(chǔ)的培養(yǎng)人才特點，我院材料科學(xué)與工程專業(yè)根據(jù)目前材料類專業(yè)實驗教學(xué)中存在的問題，對材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系和資源配置進(jìn)行了整體優(yōu)化，確立了材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗內(nèi)容新體系，建立了多層次實驗教學(xué)模塊，實行了多形式實驗課程考核體系。教學(xué)實踐表明，學(xué)生的工程認(rèn)知，實踐能力和科技創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性和主觀能動性，在各方面都得到了進(jìn)一步提升。

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Optimization of Experimental Teaching System and Resource Students Cognitive and Practical Ability

HUAXiao-hu,DUShuang-ming

(School of Materials Science and Engineering, Xi’an University of Science and Technology， Xi’an 710054，China)

Based on existed problems in experimental teaching of materials, experimental teaching system and resource allocation of materials science and engineering are optimized. experimental teaching goal is established, a new experimental system for the materials science and engineering is constructed. The system is with a multi-level experimental teaching module, and a multi-form experimental course evaluation system is also presented. The practice shows that students’ engineering knowledge, practical skills and technology innovation capability significantly are all enhanced.

major of materials science and engineering; experimental teaching system; global optimization; practical ability

2016-01-28

華小虎(1978-)，男，陜西洋縣人，碩士，工程師，主要從事材料專業(yè)實驗室管理與新材料開發(fā)研究工作。

Tel.:18292188967;E-mail：hxh85587373@126.com

G 642.0;G 482.0

A

1006-7167(2017)01-0215-02