國家級材料綜合教學(xué)示范中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

于金庫，王利民，李 偉，李 慧

(燕山大學(xué) 1.材料科學(xué)與工程學(xué)院； 2.材料綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，河北 秦皇島 066004)

燕山大學(xué)材料綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的創(chuàng)立始于1958年創(chuàng)辦的哈爾濱工業(yè)大學(xué)重型機(jī)械學(xué)院金相(即金屬材料及熱處理)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。1986年，金相專業(yè)實(shí)驗(yàn)室南遷至河北省秦皇島市，與新設(shè)的無機(jī)材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室合并為材料綜合實(shí)驗(yàn)室。此后三十多年，隨著學(xué)院專業(yè)學(xué)科建設(shè)、省級和國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，科研能力的穩(wěn)步提升，材料綜合實(shí)驗(yàn)室在材料類專業(yè)領(lǐng)域人才建設(shè)上起到重要作用。2005年，學(xué)校設(shè)立了“燕山大學(xué)材料綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”。中心堅(jiān)持“以人為本、求是拓新”的思想理念，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系合理、配套，實(shí)踐成效顯著，全面提升了材料類專業(yè)學(xué)生工程實(shí)驗(yàn)、科研實(shí)踐和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在理論、實(shí)踐、創(chuàng)新三方面得到提高，使中心真正起到了示范作用。

1 改革思路

實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作是我國高等教育教學(xué)工作中的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是通過培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識、掌握觀察事物變化的基本規(guī)律，運(yùn)用正確教學(xué)方法，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，找到有效解決各種實(shí)際問題的方法[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是進(jìn)一步提高學(xué)生科研能力，培養(yǎng)學(xué)生自主探索和發(fā)現(xiàn)問題的能力，使管理和運(yùn)行機(jī)制變得更科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合的體系已經(jīng)形成，并取得了非常好的效果[2]。

燕山大學(xué)材料綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為了提高材料類本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，將科研項(xiàng)目直接帶入實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]，對于學(xué)生創(chuàng)新意識和高端人才的培養(yǎng)具有重大意義[4]。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與內(nèi)容

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

中心最初只有金相實(shí)驗(yàn)室，逐漸發(fā)展為多學(xué)科交叉綜合實(shí)驗(yàn)中心，包括金屬材料與熱處理實(shí)驗(yàn)室、無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室、焊接實(shí)驗(yàn)室、高分子實(shí)驗(yàn)室、材料物理實(shí)驗(yàn)室。從本科生實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)展到碩士、博士生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室從本科教學(xué)功能，逐步承擔(dān)科研工作及測試，實(shí)驗(yàn)中心的高速度擴(kuò)展及教學(xué)與科研的高度交叉[5]，形成了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)中心從原有金屬材料實(shí)驗(yàn)室，逐步擴(kuò)展成為4個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)公共實(shí)驗(yàn)平臺、1個(gè)實(shí)驗(yàn)測試中心。

2.2 逐步增加不同類型實(shí)驗(yàn)比例

中心負(fù)責(zé)安排與協(xié)調(diào)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，針對減少學(xué)時(shí)、不降教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求，調(diào)整了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，刪除過時(shí)內(nèi)容并引入新內(nèi)容。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件和實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)目的，合理設(shè)置了綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)充分考慮了新任教師和學(xué)生的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺的優(yōu)勢，除了基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練外，還對學(xué)科前沿進(jìn)行了探索，讓學(xué)生通過理論和實(shí)踐進(jìn)一步接觸到材料前沿領(lǐng)域的最新成果和技術(shù)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。對于優(yōu)秀學(xué)生，結(jié)合學(xué)校有關(guān)大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目，鼓勵其參加相關(guān)專業(yè)課題組進(jìn)行前期實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其動手能力，鼓勵學(xué)生自主安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和方案，從事相關(guān)探索性實(shí)驗(yàn)[6]。

綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增多，能促進(jìn)學(xué)生對科研領(lǐng)域的求知欲，為學(xué)生的科研之路奠定良好基礎(chǔ)，也為研究生生源提供了保障，為學(xué)生營造良好的實(shí)驗(yàn)室氛圍，促使學(xué)生進(jìn)入科研并為之探索，培養(yǎng)其動手能力和思維能力。中心鼓勵教師將本課題組正在進(jìn)行或已完成的課題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善，教導(dǎo)學(xué)生，集中大家智慧，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生主動學(xué)習(xí)并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作，撰寫實(shí)驗(yàn)論文或報(bào)告。中心的任務(wù)是使實(shí)驗(yàn)室成為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的場所，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力。鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)技能大賽，為其安排培訓(xùn)并指導(dǎo)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段

以學(xué)生為主、教師為輔，開展形式多樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[7]，刪減一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教師對目前國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣性、研究發(fā)展的最新成果及水平進(jìn)行全面介紹，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源收集信息，將本實(shí)驗(yàn)中所采用的方法與其他方法進(jìn)行對比，如實(shí)驗(yàn)參量的測量與控制是技術(shù)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，改變了過去溫度傳感器的檢定、各類儀表的調(diào)校、使用等孤立的實(shí)驗(yàn)[8]，通過所有基本環(huán)節(jié)最終正確設(shè)計(jì)和裝配爐溫控制線路的過程，從寫出實(shí)驗(yàn)方案開始，到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程、選擇使用的儀器設(shè)備、元器件，直到按照自己的設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)板上安裝完畢，并正常控溫運(yùn)行，提高學(xué)生興趣，增加成就感，通過各個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法，并加深對課堂教學(xué)的理解。優(yōu)秀本科生和研究生可盡早進(jìn)入科研課題組，由課題組提供實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練內(nèi)容，供大三大四學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練。學(xué)生可利用實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)設(shè)備及材料完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科研探索，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)動手能力及創(chuàng)新能力。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)，采用微量化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法[8]，既節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，又提高了實(shí)驗(yàn)效率。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代新材料、新技術(shù)、新方法的探索和發(fā)展，實(shí)踐環(huán)節(jié)變得尤為重要。科研項(xiàng)目與教學(xué)的結(jié)合，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生自主探索的科研能力。學(xué)校、學(xué)院、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、測試中心等相關(guān)部門，要統(tǒng)一思想、共同努力解決現(xiàn)存的問題，制定實(shí)施切實(shí)有效的政策和規(guī)章制度，全面開放實(shí)驗(yàn)室，逐步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研能力，為社會發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀人才。