無機非金屬材料工程專業(yè)實驗教學體系的研究與實踐

關巖+欒艦+李志輝+欒旭

摘要：教育部提出在高校本科教學改革中要突出實踐、實驗環(huán)節(jié)。我院以培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次的應用技術型人才為目的，對無機非金屬材料工程專業(yè)的實驗教學課程體系進行了整體優(yōu)化，優(yōu)化后的實驗課程體系突出在“材料基礎性質(zhì)研究”、“材料制備工藝過程”和“材料在實際生產(chǎn)中的應用”等三方面的培養(yǎng)，對學生主動實踐能力、創(chuàng)新能力以及團體合作能力都有所提高，特別是學生利用專業(yè)知識解決生產(chǎn)實際問題方面效果突出，使其更快地適應工作崗位、融入企業(yè)生產(chǎn)中。

關鍵詞：無機非金屬材料工程專業(yè)；實驗教學；課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）39-0149-02

我校無機非金屬材料工程專業(yè)前身為耐火材料專業(yè)，創(chuàng)建于1949年，2011年被選為“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點班，是我國培養(yǎng)高溫材料領域人才最早的專業(yè)之一。我實驗室2011年建立遼寧省鎂質(zhì)綠色高溫材料鎂產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新特色平臺，并承擔遼寧科技大學鎂質(zhì)材料工程研究中心、遼寧省鎂質(zhì)材料工程研究中心、遼寧省鎂資源與鎂質(zhì)材料工程技術研究中心的科研開發(fā)任務。工科大學里的實驗教學不應只是培養(yǎng)學生動手能力的，更主要的是培養(yǎng)其實踐應用能力、創(chuàng)新思維能力以及團隊合作能力，這是理工類專業(yè)學生培養(yǎng)的必不可少的環(huán)節(jié)之一[1]。近年來，很多高校對無機非金屬材料專業(yè)的實驗教學體系進行了廣泛而深入的改革與研究[2-5]。

為了更好地體現(xiàn)實驗教學是最容易開展和有效執(zhí)行對大學生進行業(yè)務技能教育和培養(yǎng)的途徑之一，近期我院從實驗課程體系、實驗教學方法與內(nèi)容、實驗室設備管理等多方面進行了改革與嘗試。為了更好地使學生所學知識與企業(yè)實際生產(chǎn)所需相適應，滿足學生更快地了解技術前沿以及運用所學專業(yè)知識解決實際問題的急迫心理，對目前的專業(yè)實驗課程體系提出了存在問題以及整合辦法，并已開始實施。該項目為我校2013年校級教改項目也是2014年遼寧省教改項目。

一、無機非金屬材料專業(yè)實驗課程體系與內(nèi)容的現(xiàn)狀分析

1.依附于理論課程的實驗比例過高，我專業(yè)實驗包括7門專業(yè)課中的實驗項目22項，共計122學時。實驗類型涵蓋了演示性、驗證性、綜合性設計性等多種方式，分類包括基礎課程實驗、專業(yè)基礎課程實驗、專業(yè)課程實驗三大部分，其中驗證性12個，占全部實驗項目的55%?；A課程實驗、專業(yè)基礎課程實驗全部依附于理論課程，占全部實驗項目70%以上，按教育部評估組要求存在綜合設計性實驗項目比例不夠，存在部分實驗項目內(nèi)容重疊，實驗項目孤立，知識連貫性差，實驗安排要按理論課程進度執(zhí)行，有的實驗只能安排在期末甚至考試周進行，實驗效果不好，學生缺乏實驗積極主動性，導致對實驗的不重視。

2.部分實驗內(nèi)容與專業(yè)方向聯(lián)系不緊密，應用型及創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)應以本專業(yè)方向為主，學生要做的實驗內(nèi)容應與本專業(yè)緊密聯(lián)系。由于無機非金屬材料專業(yè)性較強，大多數(shù)的畢業(yè)生就業(yè)方向多為耐火材料生產(chǎn)企業(yè)和使用單位，仍以本專業(yè)為主，因此，應該在有限的時間內(nèi)多安排與專業(yè)相關的實驗，學生在大學校園里進行的實驗內(nèi)容應與當前實際生產(chǎn)專業(yè)技術相符，使用設備與生產(chǎn)企業(yè)或科研機構的設備相符。與專業(yè)方向距離較遠的基礎課程可以不安排課內(nèi)實驗，完全可以與本專業(yè)實驗相融合，如分析化學實驗與專業(yè)選修課耐火材料化學分析合并，開設一門獨立設課的無機非金屬材料化學分析，不僅擴充了學時數(shù)，讓學生在充裕的時間內(nèi)更好地完成綜合性實驗，而且所學知識與專業(yè)聯(lián)系緊密，也拓寬了就業(yè)的渠道。

3.學生參與實驗主動性不高，學生進入大三以后，課程安排壓力并不大，業(yè)余時間較多，但當前大學生由于受網(wǎng)絡、電腦的影響，課程外的實驗主動性較差，必須有一定的激勵機制的設置，才能將學生吸引過來。因此舉辦定期的專業(yè)知識培訓，企業(yè)需求座談，以及知名教授講座，都可以吸引學生對本專業(yè)的發(fā)展前景感興趣、主動投身到實驗項目中來，改變原來學生對本專業(yè)興趣越來越差，從而導致被動地完成課內(nèi)實驗的現(xiàn)象。還有由于依附理論課程，使各個實驗內(nèi)容缺乏聯(lián)系性，相對獨立性過強，也使學生對將來進行的設計性、創(chuàng)新性及畢業(yè)論文實驗缺乏興趣。

二、無機非金屬材料專業(yè)實驗課程體系的整合與改進

1.精簡實驗項目，加強獨立設課。將原有實驗項目精簡與整合，建立分階段、分層次、多樣化的實驗課程體系。分階段是指按學生不同學習階段將教學實驗分成材料性質(zhì)研究、材料制備方法與工藝過程實驗、材料在實際生產(chǎn)中的應用等組成的專業(yè)實驗課程體系，陸續(xù)將各門實驗獨立設課，以專業(yè)的發(fā)展與人才需要為導向，設立與實際應用相符的綜合設計性實驗。分層次是指將實驗分為課內(nèi)必修實驗和課外創(chuàng)新性項目實驗，課內(nèi)必修實驗學生必須在要求時間內(nèi)完成所有實驗，而課外創(chuàng)新性實驗鼓勵學生積極參加，并給予一定的鼓勵機制。

2.完善的實驗平臺，多樣化的實驗種類。學生進入大三、大四后，已經(jīng)具備了一定的專業(yè)能力和時間精力進行設計性實驗，但由于原來實驗原料的缺乏、實驗設備的管理等方面存在弊端，阻礙了學生實驗的積極性，目前實驗中心提供了完善的實驗平臺，使學生可以在自由安排的時間內(nèi)進行實驗，加強了學生參加大學生創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新計劃項目以及省挑戰(zhàn)杯項目的積極性，參與的項目越多，學校投入的越多，形成了一種良性循環(huán)，也加強了指導教師的積極性。實驗種類的多樣化，應用型較強的創(chuàng)新性實驗、競賽性實驗以及提前進入畢業(yè)論文等實驗項目的設立同樣大大加強了學生進入實驗室的積極性，教師根據(jù)實際科研項目安排實驗，學生可以提前進入畢業(yè)論文的實驗階段，不僅有利于專業(yè)知識的應用能力的培養(yǎng)，更解決了畢業(yè)論文時間過短，無法細致完成科研項目的弊端。

3.豐富第二課堂，將校企合作項目引進實驗室。目前我校已經(jīng)進行了3期的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃以及大學生挑戰(zhàn)杯計劃等，提供了豐富第二課堂資源，督促學生走進實驗室、走入科研項目，充分發(fā)揮個人、團隊的創(chuàng)新能力，提高解決生產(chǎn)實際問題的能力。學生還可以利用空余時間跟教師從事貼近生產(chǎn)實際的橫向、縱向項目的實驗開發(fā)，拓展思路、開拓視野，在幫助老師完成科研項目的同時，更好地歷練自身的綜合能力，也為學生以后有更好的就業(yè)前景打下堅實的基礎。我專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)計劃中包括與企業(yè)合作的內(nèi)容，學生可以按就業(yè)意向選擇實習企業(yè)，在生產(chǎn)企業(yè)中進行為期半年的實習工作，企業(yè)安排導師，針對某一個具體問題或項目進行實訓，學生對這種專業(yè)性強、實用性強、針對性強的企業(yè)實習非常感興趣，企業(yè)也可以提前對學生有了一定的了解與培養(yǎng)，大大加強了將來就業(yè)的可能性，這種雙贏的實踐活動取得了很好的效果。

三、實驗教學體系整改后的效果

整合后的無機非金屬材料專業(yè)實驗教學結(jié)構更加清晰化，重點更突出，更加符合專業(yè)的發(fā)展，圍繞“材料性質(zhì)研究”、“材料制備方法與工藝過程”和“材料在實際生產(chǎn)中的應用”三方面的分層次訓練，體現(xiàn)了加強學生綜合能力，創(chuàng)新能力，主動實踐能力的培養(yǎng)思路。在實驗教學中，逐漸擺脫理論課程的束縛，在理論知識的基礎上，擴大應用范圍，將基礎實驗和專業(yè)實驗融合為一體，避免交叉重復；加大整合演示性、驗證性實驗項目的力度；以實際應用為主體，開發(fā)設計性實驗項目，支持實驗課獨立設課，還可以進行跨專業(yè)、跨學科的共同培養(yǎng)。

四、結(jié)束語

實驗教學課程體系改革是一個專業(yè)性、系統(tǒng)性很強的巨大工程，要真正實現(xiàn)改革，除了本實驗中心的實驗教師要加強自我專業(yè)能力的水平外，更需要學校相關職能部門的大力支持，以及學校大型設備共享資源的配合，進一步加強與擴大實習基地建設，培養(yǎng)出更多專業(yè)基礎知識扎實，能在無機非金屬材料等領域從事工藝設計、技術開發(fā)以及實際現(xiàn)場跟蹤及維護等方面的工作，適應當前社會需要的高層次、高素質(zhì)的高級應用型人才。

參考文獻：

[1]王玉江，林海燕，陽勇福，王曉峰.無機非金屬材料工程專業(yè)實驗教學體系的建設與改革[J].洛陽理工學院學報：自然科學版，2012，22（2）：93-95.

[2]蔡葦，符春林，賈碧.無機非金屬材料工程專業(yè)課程體系的構建[J].重慶科技學院學報：社會科學版，2009，（8）：202-203.

[3]李月明，江瑜華.無機非金屬材料工程創(chuàng)新性實驗教學體系的構建[J].中國輕工教育，2010，（5）：62-64.

[4]李峻峰，邱克輝，林金輝等.材料科學與工程專業(yè)綜合實驗教學的實踐與思考[J].成都理工大學學報：社會科學版，2010，18（2）：78-81.

[5]程繼海，朱德春，鮑巍濤，等.無機非金屬材料專業(yè)實驗教學改革初探[J].合肥學院學報：自然科學版，2010，20（2）：90-92.endprint