金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課新教學(xué)模式思考

于心瀧，馬春陽，馬志鵬

(東北石油大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

金屬材料工程專業(yè)是兼顧理論與教學(xué)實(shí)踐的一門學(xué)科，是與社會生產(chǎn)實(shí)踐緊密聯(lián)系在一起的專業(yè)，因此，培育和提高學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力是培養(yǎng)材料創(chuàng)新型人才的重要特征。由于金屬材料工程專業(yè)屬于實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，可以更好地掌握金屬材料的相關(guān)知識，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對金屬材料專業(yè)的認(rèn)知能力，增進(jìn)學(xué)生對金屬材料專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

1 金屬材料工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是理論教學(xué)的附屬課程，不僅是從事理論教學(xué)的教師有這樣的觀點(diǎn)，很多實(shí)驗(yàn)教師也存在這樣的想法。由于學(xué)校主觀上不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，再加上實(shí)驗(yàn)教師不積極的教學(xué)態(tài)度，導(dǎo)致很多高校根據(jù)以前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，普遍采用單一的教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)主體多采用驗(yàn)證性的模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。很多學(xué)生對這種實(shí)驗(yàn)課程毫無興趣，僅把實(shí)驗(yàn)當(dāng)作一項(xiàng)任務(wù)來完成。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式就是典型的灌輸式教學(xué)，它嚴(yán)重地阻礙了學(xué)生思維創(chuàng)新能力的提高。特別是在學(xué)生的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)階段，學(xué)生對于涉及到的一些實(shí)際問題或者面對相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有清晰的思路，對于畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的困難往往準(zhǔn)備不足，沒有解決相應(yīng)問題的辦法。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的發(fā)展模式

學(xué)生是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，只有發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，調(diào)動其參與的積極性，啟發(fā)其創(chuàng)新思維，設(shè)置綜合性的多樣化實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的潛能，才能培養(yǎng)出知識、能力、素質(zhì)全面提高的創(chuàng)新性人才。因此，材料實(shí)踐教學(xué)中的側(cè)重點(diǎn)一定要從學(xué)生的角度出發(fā)，要設(shè)計(jì)出符合學(xué)生發(fā)展情況的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要設(shè)計(jì)出材料專業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)?zāi)K及項(xiàng)目。圖1顯示了我校金屬材料工程專業(yè)改革后的實(shí)驗(yàn)課程體系設(shè)置情況。

圖1 金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系組成Fig.1 Composition of experiment course system of metal material engineering

從圖1中可以看出，改革后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)分成三個(gè)模塊，分別是“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K”、“綜合類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”、“創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”，其中“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K”32學(xué)時(shí)，主要是金屬材料工程專業(yè)本科教學(xué)計(jì)劃中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生全面了解金屬材料專業(yè)所涉及行業(yè)的基本概況、生產(chǎn)工藝流程、技術(shù)裝置設(shè)備，了解金屬材料的用途、成分性能和制造加工方法，明確專業(yè)學(xué)習(xí)的方向，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！盎A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K”分成必修類及選修類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好和興趣選擇不同的實(shí)驗(yàn)類型，調(diào)動了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的積極性?！熬C合類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”涵蓋三部分，分別是材料成型實(shí)驗(yàn)、材料焊接實(shí)驗(yàn)、材料腐蝕實(shí)驗(yàn)?！熬C合類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”中每一項(xiàng)分別為32學(xué)時(shí)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和科技活動等實(shí)踐環(huán)節(jié)，從而開拓學(xué)生的創(chuàng)造能力。“創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”共48學(xué)時(shí)，主要是為綜合運(yùn)用金屬材料工程專業(yè)所學(xué)的專業(yè)知識，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新意識，啟迪創(chuàng)意思維，提升創(chuàng)造能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，特開設(shè)材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程。

從以上的實(shí)驗(yàn)課程可以看出，改革后的材料實(shí)驗(yàn)課程從原來的以驗(yàn)證性為主體的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式逐漸過渡到綜合類實(shí)驗(yàn)，再到創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)的模式。通過改革充分地調(diào)動了學(xué)生的實(shí)踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生探索及創(chuàng)新的意識[1]。

以上三個(gè)模塊都有各自的培養(yǎng)要求，要在不同階段采取不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

2.1 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K中主要是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識和理論基礎(chǔ)，加深學(xué)生對理論教學(xué)知識的理解，通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論教學(xué)中的相關(guān)定律、定理和基本概念，掌握實(shí)驗(yàn)基本操作方法以及儀器設(shè)備的使用，讓學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，為后續(xù)的“綜合類實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)”打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 綜合類實(shí)驗(yàn)?zāi)K

綜合類實(shí)驗(yàn)?zāi)K分成三類，其中，材料成型實(shí)驗(yàn)側(cè)重于完成材料設(shè)計(jì)、制備及加工工藝流程的設(shè)計(jì)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。材料焊接實(shí)驗(yàn)以被焊材料為主線，通過焊接方法選擇、焊接工藝制定、焊接性分析、接頭組織觀察、應(yīng)力和變形的測量與控制、焊接質(zhì)量評價(jià)的一系列實(shí)驗(yàn)過程，完成焊接基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)綜合訓(xùn)練。材料腐蝕實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)金屬腐蝕電化學(xué)基本原理與測試方法的認(rèn)識和理解，具備觀察現(xiàn)象、正確采集記錄數(shù)據(jù)、分析處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。

2.3 創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)?zāi)K

創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，通過學(xué)生業(yè)余時(shí)間自主到實(shí)驗(yàn)室從事實(shí)驗(yàn)工作，讓學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，提出自己感興趣的課題，然后針對所涉及的課題進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)、論證以及論文的撰寫。也可以讓學(xué)生們參與到一些全國性的大賽中，比如“全國金相大賽”、“中國大學(xué)生材料熱處理知識與技能大賽”等項(xiàng)目，通過以賽代練的方式，使學(xué)生們更好地融入到實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的模式中，構(gòu)建一個(gè)更加完備、成熟的實(shí)驗(yàn)體系，讓學(xué)生們進(jìn)一步開拓視野，提升創(chuàng)新能力[2]。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)考核體系的發(fā)展

對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式改革，還要兼顧實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價(jià)體系的發(fā)展。我校金屬材料工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)考核評價(jià)方式主要依據(jù)學(xué)生撰寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這種考核形式不適應(yīng)改革后對學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的客觀評價(jià)[3]。

改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用不同的考核模式。“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K”主要對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)?！熬C合類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的合理性、實(shí)驗(yàn)操作過程的規(guī)范性、數(shù)據(jù)結(jié)果的處理方式等進(jìn)行考核。“創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)?zāi)K”應(yīng)根據(jù)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的情況，依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、創(chuàng)新性等要求，判斷學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的可行性，并提交相關(guān)實(shí)驗(yàn)的可行性報(bào)告。針對以上的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，制定相應(yīng)的考核評價(jià)方法，并按照相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核，按照一定比例記入總成績。這種靈活的、適應(yīng)新形式的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制更能客觀、真實(shí)地評價(jià)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革在實(shí)踐過程中不單要依靠學(xué)校的支持、教師的努力和熱情，更需要的是學(xué)生能夠積極主動地參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革、完善實(shí)驗(yàn)效果的評價(jià)體系等還需要在實(shí)踐過程中進(jìn)一步探索與研究。