涵蓋“材料全壽命過程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)與改革

林萬明　王文先　王利芬　張紅霞

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要途徑。太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過一系列改革，構(gòu)建了“材料全壽命過程”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，有效整合了實(shí)驗(yàn)室資源，突破專業(yè)和課程的界限，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研項(xiàng)目有效結(jié)合，既能鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，又能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而提升學(xué)校的辦學(xué)水平和教育質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；材料工程

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）48-0277-03

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是我國高等教育過程中不可或缺的組成部分，是高等學(xué)校本科教學(xué)過程中極為重要的一個環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提高大學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)滿足用人單位需求的實(shí)踐創(chuàng)新型人才。我們通過加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以鞏固和加深學(xué)生們的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，提高學(xué)生們的就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力。近年來，隨著用人單位對應(yīng)屆本科畢業(yè)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力要求的不斷提高，高校也在積極響應(yīng)，不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，是由始建于1955年的鑄造、鍛壓、焊接和熱處理實(shí)驗(yàn)室發(fā)展而來。經(jīng)過近60年的建設(shè)，已經(jīng)發(fā)展壯大成為集基礎(chǔ)性、先進(jìn)性、開放性于一體的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)基地。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心于2013年獲批山西省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，緊密結(jié)合山西省地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以地方需求為導(dǎo)向，充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研合作，不斷提高大學(xué)生的實(shí)踐動手和創(chuàng)新能力。近年來，隨著太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了系統(tǒng)的改革，探索建立了“材料全壽命過程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，實(shí)現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)室資源有效整合、教學(xué)科研有機(jī)結(jié)合、學(xué)校與社會協(xié)同育人的體制與機(jī)制”，突破了專業(yè)與課程的界限，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心成為集基礎(chǔ)性、先進(jìn)性、開放性于一體的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)基地，強(qiáng)化大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提升辦學(xué)水平和教育質(zhì)量。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革

1.構(gòu)建“材料全壽命過程”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，努力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)K化建設(shè)。構(gòu)建“材料全壽命過程”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。將太原理工大學(xué)材料學(xué)科（材料科學(xué)與工程學(xué)院、表面工程研究所和新材料工程技術(shù)中心）的實(shí)驗(yàn)室有效整合、有機(jī)協(xié)調(diào)，建立實(shí)驗(yàn)室模塊，獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。學(xué)校現(xiàn)已建成“金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬、冶金工程、表面工程、材料測試分析、材料計算模擬和綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺”等8個大類25個實(shí)驗(yàn)室，分別有液態(tài)成型、塑性成形、材料連接、材料熱處理、激光加工、無損檢測、聚合物合成與制備、高分子材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、高分子材料成型、膠凝材料、陶瓷制備、鋼鐵冶煉、有色冶煉、涂層及超硬材料制備、材料表面性能測試、腐蝕與防護(hù)、化學(xué)分析、力學(xué)性能測試、微觀組織結(jié)構(gòu)分析、材料加工仿真和多尺度材料模擬實(shí)驗(yàn)室，以及不銹鋼研發(fā)、鎂合金研發(fā)、光電材料與器件研發(fā)和材料失效分析等綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺。這一做法提高了設(shè)備利用率，增加了綜合類、設(shè)計類和創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)的開出率，調(diào)動了學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性，有利于學(xué)生綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.結(jié)合材料學(xué)科建設(shè)，將大型科研設(shè)備納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系。為使學(xué)生盡早接觸、了解相關(guān)高、精、尖設(shè)備的使用，學(xué)校通過建設(shè)大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備平臺，將一些大型科研設(shè)備納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系。為本科生開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究，這不僅提高了實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，也提高了設(shè)備利用率，使本科教學(xué)直接從學(xué)科建設(shè)與發(fā)展中受益。如“材料測試分析”和“材料模擬計算”等實(shí)驗(yàn)?zāi)K基本由學(xué)科建設(shè)與科研項(xiàng)目投入。

3.合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不斷豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的復(fù)合型人才為目標(biāo)，通過考察實(shí)驗(yàn)室資源、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，每個實(shí)驗(yàn)室按照“基礎(chǔ)類、設(shè)計類、綜合類和創(chuàng)新類”四個層次設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，難易循序漸進(jìn)，水平逐漸提高。學(xué)校將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)結(jié)合起來，將課堂內(nèi)外結(jié)合起來，科學(xué)合理安排各類實(shí)驗(yàn)時間，實(shí)現(xiàn)課程實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合。同時，學(xué)校將實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作和服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來，打造具有突出特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)品牌，擴(kuò)大地區(qū)輻射效應(yīng)，進(jìn)一步提高中心實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。這些措施在滿足教學(xué)的基礎(chǔ)上，極大地豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，提高了大學(xué)生的實(shí)踐動手和創(chuàng)新能力。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已建有系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方案，每門實(shí)驗(yàn)課程都撰寫有實(shí)踐教學(xué)大綱，由點(diǎn)到面地對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)踐教育。

4.積極建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室，全方位為學(xué)生服務(wù)。為充分利用實(shí)驗(yàn)資源服務(wù)學(xué)生，我們在保證本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極創(chuàng)造條件開放各個實(shí)驗(yàn)室，對全院的本科生、研究生開放，學(xué)生可通過預(yù)約，隨時進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各類實(shí)驗(yàn)，對本科生畢業(yè)論文和研究生課題研究工作起到了積極作用，為提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力創(chuàng)造了有利條件。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心改革方案

1.調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。學(xué)校不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，適當(dāng)減少實(shí)驗(yàn)課程中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和演示性實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加大綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成，理論知識和實(shí)踐動手并重。

2.以學(xué)科建設(shè)、專業(yè)發(fā)展、科學(xué)研究為依托，吸納國內(nèi)外，特別是“中心”教師的研究成果，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。中心根據(jù)學(xué)科建設(shè)和專業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，將學(xué)科建設(shè)、專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)有效結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷吸納新科研成果，既能保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究，又能服務(wù)于社會。

3.充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)輔助手段，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法的有效結(jié)合。實(shí)驗(yàn)中心將實(shí)驗(yàn)課程的多媒體教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)教案、科研項(xiàng)目及成果等實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源全部上傳至中心網(wǎng)頁，使優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源能夠共享，師生們可通過中心平臺進(jìn)行在線交流。

4.加強(qiáng)實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)，創(chuàng)造各種形式的交流與合作，不斷提高教師的教學(xué)水平，拓寬學(xué)生們的視野。教師的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，會對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。實(shí)驗(yàn)中心要求教師積極申報各種科研項(xiàng)目，以增加實(shí)踐動手的經(jīng)驗(yàn)，不斷豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過參加學(xué)校組織的各種學(xué)術(shù)交流，這能不斷提高老師們的教學(xué)水平，拓寬學(xué)生們的視野。endprint

5.強(qiáng)化學(xué)生的科研過程訓(xùn)練，培養(yǎng)本科生的科研動手能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。學(xué)校充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)中心老師們在科研方面的優(yōu)勢，強(qiáng)化教學(xué)與科研相結(jié)合。學(xué)校通過組織學(xué)生參與教師的科研工作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力?！爸行摹背嗣磕陮⒔M織一次開放型研究課題的申報外，在學(xué)生畢業(yè)論文撰寫過程中，從論文選題、方案設(shè)計、實(shí)驗(yàn)實(shí)施和論文撰寫都可以充分利用實(shí)驗(yàn)中心充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源進(jìn)行本科生的畢業(yè)論文（設(shè)計）。學(xué)校通過加強(qiáng)開題報告、結(jié)題報告、畢業(yè)論文撰寫等科研環(huán)節(jié)的鍛煉，可有效地培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識。

6.改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核辦法，建立多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系。學(xué)校通過考核，可以檢查和評價實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，引起學(xué)生的重視。本實(shí)驗(yàn)中心建立了多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系，既要考核基本操作技能，還要重視創(chuàng)新設(shè)計能力，將現(xiàn)場考查和實(shí)驗(yàn)考試相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心改革措施

以“加強(qiáng)基本技能訓(xùn)練，注重全面素質(zhì)培養(yǎng)，促進(jìn)創(chuàng)新意識養(yǎng)成”為實(shí)驗(yàn)中心改革的指導(dǎo)思想，積極構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等方面的改革，著重加強(qiáng)以下幾方面的工作。

1.針對量大面廣的各類本科生，建立了“基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計—創(chuàng)新”四個層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，構(gòu)建板塊式、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺；建立了由簡單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合的循序漸進(jìn)教學(xué)內(nèi)容體系。

2.改革實(shí)驗(yàn)管理體系，構(gòu)建以學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和多媒體等現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的推廣。學(xué)校加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站的管理與建設(shè)，推行實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)上相結(jié)合的立體化教學(xué)模式；學(xué)校不斷開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；根據(jù)學(xué)科及專業(yè)方向不同，學(xué)校合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；學(xué)校根據(jù)多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程、基本技能及創(chuàng)新能力進(jìn)行全面的評價。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中心師資隊(duì)伍的建設(shè)，以高水平教師保障高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。中心注重引進(jìn)高水平人才，同時加強(qiáng)現(xiàn)有教師的培訓(xùn)，鼓勵青年教師攻讀博士學(xué)位，通過繼續(xù)深造拓寬知識和提高能力，以提高實(shí)驗(yàn)中心的整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。實(shí)驗(yàn)中心要求教師愛崗敬業(yè)，重視對學(xué)生實(shí)踐動手和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)中心通過師資隊(duì)伍建設(shè)，改善隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，逐步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

4.將實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研項(xiàng)目和工程設(shè)計有機(jī)結(jié)合，保證實(shí)驗(yàn)中心發(fā)展的可持續(xù)性。實(shí)驗(yàn)中心充分發(fā)揮中心師資力量，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自主研發(fā)，加強(qiáng)科技成果的轉(zhuǎn)化；鼓勵學(xué)生積極參與創(chuàng)新實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)中心的教師可將在研究或結(jié)題的科研項(xiàng)目作為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

5.多渠道、多方面籌措資金，進(jìn)一步改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件。實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)學(xué)科和專業(yè)方向的不同，構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新體系。實(shí)驗(yàn)中心通過學(xué)科建設(shè)、省部共建實(shí)驗(yàn)室、科研經(jīng)費(fèi)等多渠道籌措資金，積極更新和補(bǔ)充設(shè)備儀器，保證綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)需求；同時，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用管理，不斷改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件。

四、結(jié)語

太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過不斷建設(shè)與改革，構(gòu)建“材料全壽命過程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，設(shè)置基礎(chǔ)類、綜合類、設(shè)計類和創(chuàng)新類層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為學(xué)生提供了一個培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺；突破專業(yè)與課程的界限，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識，注重能力培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成，將科研項(xiàng)目和工程實(shí)際與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，不斷提高本科生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁守成，袁桂慈，楊世洲.加強(qiáng)示范中心建設(shè)深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（7）：92-96.

[2]鄒建新，徐慧，孫常清.基于工程能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（12）：108-112.

[3]劉占文.工程技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究[J].中國冶金教育，2009，（1）：10-12.

[4]曹廣勝，王志華，胡紹彬.基于示范中心建設(shè)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012，10（6）：123-124.

[5]王佳，侯其考，孫歡.國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，16（5）：155-157.

[6]何曉凡，秦曉群，楊綠化，等.國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心示范輻射方式的探索和研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2013，（11）：21-24.

[7]朱志松，嚴(yán)曉照，徐海黎.機(jī)電專業(yè)開放式創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式的探索[J].高教論壇，2008，（6）：141-143.

[8]閆小青，張純，黃模佳，等.建設(shè)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（12）：101-104.

[9]陳江薇，林楊，楊玉榮.實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)探討[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，15（2）：95-98.

[10]王森.實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心資源共享機(jī)制的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（1）：134-13.

基金項(xiàng)目：山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目（J2013017）

作者簡介：林萬明（1970-），男，副教授。endprint