改革原有教學(xué)模式，構(gòu)建材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

尹斌+陳石林

[摘 要]實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)可以將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，以鞏固夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識，加強(qiáng)學(xué)生在科學(xué)研究的基本方法、實(shí)驗(yàn)方法和技能上的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生的綜合素質(zhì)及實(shí)踐、創(chuàng)新能力得以全面提升。我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在金屬材料專業(yè)基礎(chǔ)及材料科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中改革原有教學(xué)模式，積極探索新的實(shí)踐教學(xué)方法，構(gòu)建提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，取得了很大成效。

[關(guān)鍵詞]材料專業(yè);基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué);教研教改;實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）01-0165-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)可以將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，以鞏固夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識，加強(qiáng)學(xué)生在科學(xué)研究的基本方法、實(shí)驗(yàn)方法和技能上的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生的綜合素質(zhì)及實(shí)踐、創(chuàng)新能力得以全面提升。

在材料學(xué)科專業(yè)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)計(jì)劃中，“材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)”是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它從材料學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論出發(fā)，闡述各種材料的共性基礎(chǔ)知識，從材料的組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究材料性能中材料結(jié)構(gòu)和制備工藝之間的關(guān)系，因而教學(xué)既要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論知識，又要與生產(chǎn)實(shí)際保持緊密的聯(lián)系。但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，長期以來將實(shí)驗(yàn)教學(xué)附屬于理論教學(xué)，將其視為理論教學(xué)的輔助手段，或是驗(yàn)證基礎(chǔ)理論的工具，這種狀況容易使學(xué)生在專業(yè)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生知識的斷裂和缺陷，不能將各門專業(yè)理論課程的知識加以融會(huì)貫通，造成學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能不強(qiáng)，工程、創(chuàng)新意識淡薄。

因此在人才培養(yǎng)過程中，要使學(xué)生既能牢固掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，又能培養(yǎng)提高學(xué)生的實(shí)踐能力、分析解決問題的能力與創(chuàng)新意識，使學(xué)生能從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)的、自主思考的學(xué)習(xí)，就必須以教研教改為抓手，改變原有的教學(xué)模式，構(gòu)建新的金屬材料專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。近幾年來我們大力開展教研教改，積極探索新的實(shí)踐教學(xué)方法，在我們的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了如下兩個(gè)方面的改革，取得了明顯的成效。

一、理論與實(shí)踐相結(jié)合，合理設(shè)置專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

材料學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包含兩個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：一是課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，鞏固理論知識，加深對知識的理解，初步掌握材料測試的基本方法，對材料測試先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備加以了解。二是設(shè)計(jì)性的綜合性實(shí)驗(yàn)，這也是目前我們重點(diǎn)進(jìn)行教研教改的部分。在實(shí)踐教學(xué)中，我們讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的材料專業(yè)基礎(chǔ)知識自主選題，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法。將實(shí)驗(yàn)方案制訂、材料選擇、材料處理、試樣制備、儀器設(shè)備使用、性能測試、組織結(jié)構(gòu)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析到相關(guān)文獻(xiàn)資料的查閱組成一個(gè)完整的綜合性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以應(yīng)用學(xué)到的專業(yè)理論知識來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及對實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行分析，在這個(gè)過程中要求學(xué)生將“材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)”、“材料性能學(xué)”、“材料工程基礎(chǔ)”、“金屬熱處理原理與工藝”、“金屬學(xué)原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)理論知識系統(tǒng)的、全面的運(yùn)用到材料研究、制備當(dāng)中，從而培養(yǎng)、提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和創(chuàng)新意識，掌握一定的專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能及進(jìn)行材料科學(xué)研究的基本方法。

（一）材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)置

實(shí)驗(yàn)有“金相顯微鏡的構(gòu)造”、“金相試樣制備”、“碳鋼平衡狀態(tài)下的顯微組織觀察”、“碳鋼的熱處理操作”、“組織觀察及硬度測試”、“顯微攝影”、“結(jié)晶學(xué)”、“材料力學(xué)性能測試”、“Fe-C平衡組織及觀察”、“材料的偏光分析”、“材料組織金相顯微鏡觀察”、“材料摩擦磨損以及沖擊性能的測定”、“材料密度的測定”、“材料電阻特性的測定”、“材料熱膨脹系數(shù)的測定”、“熱導(dǎo)率的測試”、“電容量C”、“電感量L”、“品質(zhì)因數(shù)Q測試”等18個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。其實(shí)驗(yàn)均為基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握理論知識，熟悉了解專業(yè)的基本實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)手段和材料研究的基本方法。

（二）材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)

金屬材料方向?qū)嶒?yàn)內(nèi)容為“金屬材料熱處理綜合實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本專業(yè)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”、“材料性能學(xué)”、“材料工程基礎(chǔ)”、“金屬熱處理原理與工藝”、“金屬學(xué)原理”等專業(yè)理論知識課程，通過綜合實(shí)驗(yàn)使學(xué)生將學(xué)到的專業(yè)理論知識得以系統(tǒng)、連貫的應(yīng)用起來。

綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置：

1.金相分析與力學(xué)性能測試：實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的“金屬學(xué)原理”、“金屬熱處理原理與工藝”理論知識，以預(yù)定的力學(xué)性能指標(biāo)為依據(jù)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)及資料，正確選用材料，根據(jù)所選材料制訂合理的實(shí)驗(yàn)方案，制訂熱處理工藝，進(jìn)行熱處理操作、硬度測試、試樣制備、數(shù)據(jù)、圖片采集，應(yīng)用專業(yè)理論知識進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)、成分、性能的分析，通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力。

2.金屬材料綜合實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)涉及金屬材料的制備、塑性成形、組織性能檢測等內(nèi)容，其任務(wù)是使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用常用金屬成型加工方法進(jìn)行材料制備和性能檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)合了我校材料學(xué)科在材料科學(xué)研究方面的成果，金屬材料采用鋁鎂材料，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括金屬材料熔煉與鑄造、塑性加工（擠壓、軋制）、熱處理、金相組織觀察與力學(xué)性能檢測。

上述實(shí)驗(yàn)從選題、制訂實(shí)驗(yàn)方案、選材、實(shí)驗(yàn)、試樣制備、性能測試、組織觀察、數(shù)據(jù)分析及結(jié)果分析均由學(xué)生自主完成，并要求完成2000字實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

二、構(gòu)建和實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

（一）新的材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)體系

新的材料科學(xué)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)體系改變了原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，主要是根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容和要求來科學(xué)合理的設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法，將先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)、方法及儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成基礎(chǔ)驗(yàn)證性、綜合設(shè)計(jì)性、研究創(chuàng)新性的綜合實(shí)驗(yàn)，以加強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生得到系統(tǒng)性的訓(xùn)練。我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化，主要分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐應(yīng)用型綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)四個(gè)模塊。

通過新的實(shí)驗(yàn)?zāi)K的確立，形成了以材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料性能測試與評價(jià)、材料微觀組織結(jié)構(gòu)觀察與分析為主線，以材料實(shí)驗(yàn)基本操作、材料研究方法、材料現(xiàn)代測試分析手段為基本內(nèi)容的材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

（二）創(chuàng)新設(shè)計(jì)與技能競賽平臺(tái)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的有益補(bǔ)充

為營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，作為新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的一種有益補(bǔ)充，我們以全國大學(xué)生金相技能大賽、全國大學(xué)生材料設(shè)計(jì)大賽為依托，完善實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，搭建學(xué)科競賽平臺(tái)。近年來我校已組織了三次金相技能大賽和材料設(shè)計(jì)大賽，同時(shí)積極組織學(xué)生參加了全國大學(xué)生金相技能競賽及材料設(shè)計(jì)大賽并取得了優(yōu)異成績，通過競賽促進(jìn)了學(xué)生之間、學(xué)校之間的相互交流學(xué)習(xí)，開闊了學(xué)生的視野，調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容，也提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

（三）考核和質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系成效的必要手段

綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考核注重過程，對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)我們更重視學(xué)生在整個(gè)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果只作為考核的次要因素。學(xué)生在設(shè)計(jì)方案中是否有獨(dú)到新穎的想法，整個(gè)實(shí)驗(yàn)思路邏輯是否清楚，實(shí)驗(yàn)過程是細(xì)節(jié)嚴(yán)密還是顧此失彼，整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫是否規(guī)范，結(jié)果是否可信，對不同實(shí)驗(yàn)因素導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異如何進(jìn)行分析等都是評定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績的重要因素?？己酥幸浞止膭?lì)和肯定學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中所表現(xiàn)出的敢于挑戰(zhàn)、主動(dòng)學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新的精神，及由此帶來的思維水平和實(shí)踐水平的全面提高。

實(shí)驗(yàn)考核和質(zhì)量監(jiān)控是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的一個(gè)關(guān)鍵步驟，它既能檢驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路和方法的正確性，也能檢驗(yàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的知識運(yùn)用、創(chuàng)新思維及分析總結(jié)能力，它可作為激勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性的培養(yǎng)的一種教學(xué)措施。實(shí)驗(yàn)考核主要在3個(gè)階段：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和討論;實(shí)驗(yàn)實(shí)施;實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析匯報(bào)。通過這三個(gè)階段的把關(guān)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)能檢驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路和正確性以及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的知識運(yùn)用、創(chuàng)新思維，由此激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識。

（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式的配套改革是實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系得以實(shí)施的有力保障

實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課和實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生全面開放是我們改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式的主要內(nèi)容。我校材料實(shí)驗(yàn)中心所有實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生全面開放，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中的創(chuàng)意、想法均能在實(shí)驗(yàn)室得到驗(yàn)證，也為學(xué)生進(jìn)行材料科學(xué)研究的自我選題提供了實(shí)驗(yàn)條件。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，全面實(shí)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)分制，從制度上保證了教與學(xué)對實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重視和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 陳石林，李玉平，尹斌.構(gòu)建材料類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的思考[J].大學(xué)教育，2013（9）.

[2] 鄭冬梅，王悅.構(gòu)建研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010（5）.

[3] 龍夢晴.素質(zhì)教育與高校人才培養(yǎng)的理論與實(shí)踐探析[J].大學(xué)教育，2012（12）.

[4] 廖桂英，夏華.構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)的開放式大學(xué)化學(xué)教學(xué)平臺(tái)[J].大學(xué)教育，2012（12）.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]