“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式下材料制備與加工實踐的實驗課程改革初探

儲耀卿 劉志福 李瑩 王曉瑞

摘 要：結(jié)合材料制備與加工實踐的實驗教學(xué)，從緊扣理論教學(xué)內(nèi)容撰寫實驗教學(xué)文件、培育學(xué)生的團(tuán)隊合作精神、產(chǎn)業(yè)化和工程化角度設(shè)計實驗等環(huán)節(jié)初步探討了“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式的實驗教學(xué)方法。通過這些方面的調(diào)整和優(yōu)化，切實有效地提高實驗教學(xué)質(zhì)量，為“應(yīng)用型”學(xué)生未來進(jìn)入企業(yè)，用科學(xué)的技術(shù)手段解決實際問題打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：材料制備與加工實踐 課程改革 “應(yīng)用型”人才

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（c）-0-02

實驗與實踐教學(xué)既能幫助學(xué)生鞏固專業(yè)理論知識，又能鍛煉實際操作技能，培養(yǎng)理論與實踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)能力；同時培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力起著不可替代的作用，是高等學(xué)校教學(xué)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，更是我?！昂竦戮?、砥礪知行”工程師文化的基石[1-2]。新的教育形勢越來越注重“應(yīng)用型”人才、卓越工程師的培養(yǎng)，重視學(xué)生興趣的激發(fā)和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，因此實驗教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方法也應(yīng)與時俱進(jìn)，為適應(yīng)新的教學(xué)要求而不斷調(diào)整和優(yōu)化[3]。材料制備與加工實踐是研究材料的合成與制備、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，極具實踐性的一門學(xué)科，通過這門專業(yè)實驗課程可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論課程的興趣，掌握制備材料過程中各個工藝所起的作用以及對產(chǎn)品性能的影響，鍛煉動手能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的思維、創(chuàng)新意識和團(tuán)隊協(xié)作意識，是學(xué)生步入企業(yè)前解決實際問題的訓(xùn)練課程。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法由于實驗時間和實驗場地以及實驗規(guī)模的局限，沒有將材料科學(xué)和材料加工學(xué)科充分糅合，使得該專業(yè)的學(xué)生在組織問題、分析問題和解決問題等方面能力有所欠缺，影響了“應(yīng)用型”人才的培養(yǎng)效果。為了有效提高實驗教學(xué)質(zhì)量，筆者認(rèn)為需要從以下幾個方面作為抓手提高實驗課的教學(xué)效果。

1 緊密契合理論教學(xué)內(nèi)容，完善實驗與實踐教學(xué)的文件

理論教學(xué)和實驗教學(xué)相輔相成，理論教學(xué)為實驗教學(xué)提供了一定的依據(jù)和方向，實驗教學(xué)能促進(jìn)理論教學(xué)知識的吸收。系統(tǒng)的、科學(xué)的、與理論教學(xué)緊密契合的實驗與實踐教學(xué)文件和實驗內(nèi)容是保證實驗與實踐教學(xué)的基石。根據(jù)理論教學(xué)的內(nèi)容，實驗指導(dǎo)教師應(yīng)該從實驗教學(xué)大綱的撰寫、實驗教學(xué)內(nèi)容的更新、課時設(shè)置及實驗教材的編寫、實驗設(shè)備的調(diào)整、實驗項目的開設(shè)等方面對材料制備與加工實踐的實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。尤其是在實驗項目開設(shè)上反映現(xiàn)代新材料、新技術(shù)的創(chuàng)新性，注重學(xué)科建設(shè)及教學(xué)改革成果對實驗教學(xué)的推動作用，將教學(xué)改革的最新成果和科技發(fā)展趨勢引入實驗教學(xué)中。譬如若干年前，光伏產(chǎn)業(yè)繁榮之時，材料制備與加工實踐的理論教學(xué)內(nèi)容會涉及太陽能的電池板制備技術(shù)，會從單晶硅和多晶硅的生長技術(shù)、太陽能電池板絨面制備技術(shù)、擴(kuò)散技術(shù)、刻蝕技術(shù)等方面進(jìn)行講解，隨著產(chǎn)能過剩的內(nèi)部環(huán)境和發(fā)達(dá)國家“雙反”的外部環(huán)境，材料制備與加工實踐從太陽能的電池板制備技術(shù)轉(zhuǎn)到環(huán)保的LED襯底制備技術(shù)，實驗教學(xué)內(nèi)容必須做出相應(yīng)的調(diào)整，必須緊密契合理論教學(xué)內(nèi)容，必須轉(zhuǎn)到如何制備LED襯底技術(shù)，即LED襯底的切割技術(shù)、研磨技術(shù)、拋光技術(shù)和開盒即用的清洗技術(shù)等方面，雖然和太陽能的電池板制備技術(shù)的內(nèi)容有一定相似度但又有很大不同，這樣的調(diào)整既充分利用了實驗室設(shè)備，緊跟了時代發(fā)展的趨勢，又反映了理論教學(xué)改革的最新成果。改革和調(diào)整以后，由于實驗項目是材料領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展方向，學(xué)生們的實驗興趣和積極性得到了極大的提高。如果實驗教學(xué)抱殘守缺，不及時調(diào)整實驗內(nèi)容必然不會引起學(xué)生的實驗興趣，實驗效果也必然欠佳。

2 團(tuán)隊合作精神的培育

如果僅僅把實驗課定位為培養(yǎng)同學(xué)們的動手操作能力，那是不夠全面的，實驗與實踐的教學(xué)更是一種合作能力的培育。學(xué)生自己動手操作是實驗與實踐課程的主要特點，學(xué)生是整個實驗的主體，在實驗實施過程中，團(tuán)隊合作必不可少。“眾人拾柴火焰高”，實踐和實驗教學(xué)必須有意識地培養(yǎng)學(xué)生們的團(tuán)隊合作精神，能夠營造一種實驗氛圍，讓每個同學(xué)都覺得是團(tuán)隊中不可或缺的一份子，提高每個同學(xué)的用心率和效率。材料制備與加工實踐有一門磁性材料的制備實驗，筆者有意識地設(shè)計了不同稀土離子摻雜、摻雜濃度對材料磁性能影響的實驗，這個實驗是單個學(xué)生無法在短時間內(nèi)系統(tǒng)地完成的。將實驗拆分多個小實驗，由單個實驗小組完成某一種體系或者某一濃度的實驗，組內(nèi)再有分工，最后將不同小組的實驗結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析，得出規(guī)律。這種實驗?zāi)Ｊ绞羌瓤紤]實驗時間的約束，又能兼顧到實驗設(shè)備的局限，有利于每個學(xué)生獨立分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，更有利于培育學(xué)生的團(tuán)隊精神和協(xié)作意識。從開始實驗到最后實驗數(shù)據(jù)的分析和實驗報告的撰寫涉及到材料專業(yè)的多門課程知識，需要學(xué)生們分工合作，用到已經(jīng)學(xué)習(xí)或正在學(xué)習(xí)的理論知識，如在實驗結(jié)果分析時，與他們正在學(xué)習(xí)的材料近代分析測試方法等理論課程相互對照，結(jié)合別組同學(xué)的實驗結(jié)果進(jìn)行分析，使得學(xué)生們學(xué)有所用，邊學(xué)邊用，既從感性知識的角度促進(jìn)了理論知識吸收，著力培育團(tuán)隊合作精神。實踐表明，這種實驗教學(xué)模式充分發(fā)揮了學(xué)生的動手能力和自我管理的能力，激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和實驗熱情，組內(nèi)之間分工協(xié)作，組與組之間互學(xué)互助，團(tuán)隊意識和溝通能力均得到一定程度的提升。

3 從產(chǎn)業(yè)化、工程化角度設(shè)計實驗課程

實驗教學(xué)是不同于理論教學(xué)滿堂灌輸?shù)慕虒W(xué)方法，是培養(yǎng)“應(yīng)用型”人才的重要手段，可以讓學(xué)生了解前沿的科學(xué)技術(shù)，用科學(xué)的技術(shù)手段服務(wù)企業(yè)，是學(xué)生進(jìn)入企業(yè)解決實際問題的基礎(chǔ)。材料制備與加工實踐往往是依附于各門課程的理論教學(xué)，不能真正地形成培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力為主線的實驗教學(xué)體系，也不能很好地吻合高等工程教育從知識傳授向能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，所以指導(dǎo)老師在設(shè)計實驗時需要從規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化角度加以考慮，實驗過程中必須強(qiáng)調(diào)實驗數(shù)據(jù)翔實，實驗工藝可靠且穩(wěn)定。產(chǎn)業(yè)化、工程化和科學(xué)研究還是有很大不同的，譬如在材料制備與加工實踐中的晶體材料制備與加工的實驗環(huán)節(jié)，我們要求學(xué)生務(wù)必注意晶體生長工藝的穩(wěn)定性和重復(fù)性，科學(xué)研究在10根晶體生長出1根完美晶體是可以接受的，但是在產(chǎn)業(yè)化、工程化的企業(yè)中，這是完全不可接受的，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)是要求生長10根晶體，不力求完美但必須是可以被客戶完全接受的。在設(shè)計實驗步驟時，從原料合成到設(shè)備調(diào)試以及生長工藝的優(yōu)化，實驗體現(xiàn)了高度綜合性，并且能和理論所學(xué)材料制備方法緊密結(jié)合，同時我們力求從產(chǎn)業(yè)化、工程化角度設(shè)計實驗，切實做到培養(yǎng)“應(yīng)用型”人才的目的。

4 結(jié)語

材料制備和加工實踐是培養(yǎng)“應(yīng)用型”人才的重點課程之一，教學(xué)內(nèi)容需要根據(jù)時代要求不停更新，這需要實驗教學(xué)指導(dǎo)老師不停更新自己的知識體系。培養(yǎng)“應(yīng)用型”學(xué)生不是一蹴而就的，但通過實驗課程的改革可以促進(jìn)專業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生勤于動手，善于動手，愿意團(tuán)結(jié)協(xié)作，為未來進(jìn)入企業(yè)或者進(jìn)一步深造打下堅實的基礎(chǔ)，達(dá)到“傳授知識、啟迪心智、訓(xùn)練技能、團(tuán)結(jié)合作”的實驗?zāi)康摹?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 肖雪春，王毓德.材料類無機(jī)及分析化學(xué)實驗教學(xué)改革實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2016（14）：153-157.

[2] 劉志福，儲耀卿，李楊.應(yīng)用技術(shù)背景下的光電材料實驗改革思路探討[J].科技資訊，2016（25）：81-82.

[3] 王慶娟，杜忠澤，賈青，等.材料加工實驗課程體系改革與優(yōu)化[J].中國冶金教育，2012（1）：60-63.