金屬材料工程專業(yè)的實驗教學(xué)改革探索

王春霞 喻亮 武曉鸝 趙思聰 徐瑞金 阮紅

摘 要：實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，提高學(xué)生分析、解決實際問題的能力，以及促使學(xué)生將所掌握的知識向技能轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。針對我校金屬材料專業(yè)實驗教學(xué)中存在的問題，提出了通過改善實驗教學(xué)體系和內(nèi)容、實驗教學(xué)手段、引進課外科技競賽、完善考核機制等手段，不斷提高金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：金屬材料工程;實驗教學(xué);教學(xué)改革

Abstract：Experimental teaching plays an important part role in the process of training students' comprehensive quality，improving their ability to analyze and solve practical problems，and also promoting the transformation of their knowledge to skills.It is also vital to enhance students' innovative spirit and ability.Considered problems existing in the experimental teaching of metal material specialty in our university，this paper suggest using some measures to improve the experimental teaching system and content，putting forwarding some experimental teaching means，the introducing extracurricular technical competitions，and the improving examination mechanism，so as to continuously improve the practical and innovative abilities of students of metal material engineering specialty.

Key words：Metal material engineering;Experimental teaching;Teaching reform

我校的金屬材料工程專業(yè)始建于2009年，于2010年教育部正式批準(zhǔn)招生，既是重點學(xué)科發(fā)展的需要，也是廣西區(qū)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型實現(xiàn)快速發(fā)展的需要，為此確立了以“廣西用的上，全國有特色”的金屬材料工程學(xué)科為建設(shè)目標(biāo)。金屬材料工程專業(yè)是實踐性很強的學(xué)科，而實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，提高學(xué)生動手能力和解決實際問題的能力，促使學(xué)生將所掌握的知識向技能轉(zhuǎn)化，完成由學(xué)習(xí)者到實踐者的轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)不僅可以鞏固和加深學(xué)生對有關(guān)理論知識的認(rèn)識和理解，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度、科研作風(fēng)，以及創(chuàng)新思維的能力[1，3]。因此，要實現(xiàn)金屬材料工程專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，向重點大學(xué)靠攏，實驗教學(xué)在教學(xué)過程中有著舉足輕重的作用。然而，隨著金屬材料的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，以及企業(yè)對工科人才工程應(yīng)用能力要求的提高，越來越顯示出本專業(yè)在實驗教學(xué)中存在的問題，很大程度上影響了實驗教學(xué)的質(zhì)量[4，5]。因此，我校對傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式進行改革，使人才培養(yǎng)更好的貼近企業(yè)需求，以進一步提高教學(xué)質(zhì)量。

一、我校實驗教學(xué)中存在的問題

在原有的課程體系中，實驗教學(xué)內(nèi)容一般根據(jù)理論課程而設(shè)定，多為驗證型或演示型實驗，而綜合型實驗和設(shè)計型實驗較少，實驗知識點之間的相互聯(lián)系不夠緊密，缺乏整體性、系統(tǒng)性，使學(xué)生只理解特定實驗的操作過程及實驗結(jié)果，而不能綜合運用學(xué)到的知識，學(xué)到更完整的科學(xué)實驗方法和技能，導(dǎo)致學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力不足。并且考核要求較低，很多學(xué)生都是應(yīng)付完成任務(wù)，沒有真正地學(xué)到知識和技能。在教學(xué)過程中，一般均根據(jù)實驗指導(dǎo)書進行教學(xué)，在實驗指導(dǎo)書上所用的實驗設(shè)備、耗材，實驗原理、實驗的內(nèi)容和步驟，以及將要獲得的實驗數(shù)據(jù)項目都已詳細(xì)列出，使學(xué)生不會思考、分析實驗過程中的現(xiàn)象及問題，也不會對實驗結(jié)果進行處理及分析，實驗過程不能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和積極性，使得學(xué)生不會設(shè)計實驗、探索實驗，也導(dǎo)致學(xué)生的實驗報告的格式、內(nèi)容以及所獲得的數(shù)據(jù)均基本相同。上述種種原因往往使得學(xué)生抱著興趣而來，而帶著失望而歸，并且很難適應(yīng)迅速發(fā)展的市場要求和日益激勵的科技競爭的需要。

二、實驗教學(xué)改革的具體措施

面對上述問題，我校積極地采取措施，對目前的實驗教學(xué)進行大膽的改革。一是加強實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)，突出實驗教學(xué)的重要性。在實驗教學(xué)過程中，教師起到重要的指導(dǎo)與監(jiān)督作用，一支具有扎實的專業(yè)理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗的實驗教師隊伍，是實驗教學(xué)能夠良好進行的保證[6，7]。因此我校一直以來重視實驗人員的培訓(xùn)及深造，以提高其實驗教學(xué)能力。并引導(dǎo)高、中級職稱且具有豐富的實踐經(jīng)驗的教師積極參與實驗教學(xué)工作，鼓勵青年教師結(jié)合其科研工作，開展創(chuàng)新型及設(shè)計型實驗項目，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，進而提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

二是對實驗教學(xué)體系進行調(diào)整，優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性和設(shè)計性實驗。由于金屬材料工程專業(yè)涉及材料的化學(xué)成分、工藝、微觀組織結(jié)構(gòu)及性能等方面，學(xué)科內(nèi)容復(fù)雜、理論抽象，而與生產(chǎn)實際又比較密切。為了幫助學(xué)生對理論課程內(nèi)容的更好理解及鞏固，對于與理論課程內(nèi)容相關(guān)的驗證性或演示性實驗，在講完該課程內(nèi)容后立即進行，通過這些實驗，學(xué)生還可掌握一定的實驗技能以及儀器操作;在此基礎(chǔ)上，我校設(shè)置了綜合型和設(shè)計型實驗，把學(xué)生分為2～5人一小組，每個小組分配一個單獨的實驗課題，綜合性實驗的內(nèi)容涵蓋材料制備、成分分析、加工工藝、微觀組織表征及性能測試等，設(shè)計性實驗可為典型零件的設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括零件的選材、熱處理工藝的制定、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、機加工等。綜合性和設(shè)計性實驗可將不同課程內(nèi)容有機的結(jié)合起來，使學(xué)生可以把所學(xué)的專業(yè)知識融會貫通，并且了解其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，把所學(xué)知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，同時還可鍛煉學(xué)生的科研能力。

三是對實驗教學(xué)的手段進行改革。金屬材料專業(yè)與生產(chǎn)實踐密切相關(guān)，而某些實驗由于其難操作性及危險性難以在實驗室實施，為此我校引進了虛擬仿真軟件，如模具、鍛造、擠壓、焊接等仿真軟件，使學(xué)生可以虛擬操作大型設(shè)備并進行相應(yīng)的生產(chǎn)加工。這樣，一方面增加學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，同時提高學(xué)生參與實驗的積極性和主動性;另一方面可使學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)過程有了直觀的認(rèn)識與了解。并且在實驗教學(xué)過程中教師講解與多媒體教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生更好地理解實驗過程。

四是引導(dǎo)學(xué)生積極參加專業(yè)的各類課外科技競賽活動，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。在學(xué)校的大力支持下，我校積極引導(dǎo)學(xué)生參加專業(yè)的各類科技競賽，如全國大學(xué)生金相技能大賽、中國大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，參賽以來，我校參加的學(xué)生人數(shù)逐年增多，在這一過程中，學(xué)生受到了很好的訓(xùn)練，實踐和創(chuàng)新能力有了明顯升高。

五是對考核機制進行改革。以往的考核機制，僅按照學(xué)生的考勤和實驗報告來評定，這樣以來，造成學(xué)生覺得只要出席及把實驗報告寫好即可，而對最重要的實驗操作及過程極其不重視。鑒于此，我校對實驗考核進行了改革，考核內(nèi)容包括實驗設(shè)備的操作、實驗?zāi)芰?、實驗?shù)據(jù)的處理及結(jié)果討論，強調(diào)了實驗過程參與及實驗數(shù)據(jù)分析的重要性，強化學(xué)生分析問題、解決問題的能力，達(dá)到約束和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性的目的。

總之，實驗教學(xué)質(zhì)量的提高是增強學(xué)生的實際動手能力、創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)的前提。作為應(yīng)用型較強的金屬材料工程專業(yè)，其實驗教學(xué)質(zhì)量的提高是達(dá)到厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強技能的金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵，需要我們不斷地探索和實踐。

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基金項目：2017年度廣西壯族自治區(qū)教育廳頒發(fā)：“基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的金屬材料工程專業(yè)實驗教學(xué)探索與實踐”（項目編號：2017JGB260）

作者簡介：王春霞（1982— ），女，漢族，河北邢臺人，博士，講師，研究方向：金屬材料工程;武曉鸝（1983— ），女，漢族，山西大同人，博士，副研究員，研究方向：無機非金屬材料工程;趙思聰（1988— ），女，漢族，河北定州人，碩士，助理研究員，研究方向：高校思想政治教育與管理;喻亮（1976— ），男，漢族，四川瀘州人，博士，副教授，研究方向：金屬材料工程;徐瑞金（1981— ），女，漢族，福建莆田人，碩士，中級，助理研究員;阮紅（1985— ），女，漢族，江西新余人，碩士，助理研究員。