現(xiàn)代表面技術(shù)教學(xué)和科研相結(jié)合的教學(xué)改革探討

呂 迎，李俊剛，吳明忠，莊明輝，李慕勤，王 軍

（佳木斯大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007）

工科院校所培養(yǎng)的大學(xué)生主要面向生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究，因此，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才是高等院校素質(zhì)教育的核心和靈魂。世界多所著名大學(xué)的創(chuàng)新教育成功實(shí)踐表明，教學(xué)和科研互動(dòng)教學(xué)模式是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑[1]。現(xiàn)代表面技術(shù)課程是我校材料科學(xué)與工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及多學(xué)科交叉，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握典型表面技術(shù)的防護(hù)原理、主要設(shè)備、工藝實(shí)施及具體應(yīng)用等，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及開拓創(chuàng)新的能力，為學(xué)習(xí)其他相關(guān)專業(yè)課程和將來從事生產(chǎn)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代表面技術(shù)課程教學(xué)改革中，筆者探討如何通過教學(xué)和科研相結(jié)合的方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，提高本科教學(xué)質(zhì)量。

1 科研實(shí)際融入教學(xué)

對(duì)于高校教師來說，教學(xué)與科研是相輔相成、密不可分的統(tǒng)一體。教學(xué)是高校科研的基礎(chǔ)和依托，是科研不斷走向深入的驅(qū)動(dòng)力。反之，科研是革新教學(xué)內(nèi)容、返哺教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的催化劑[2]。教師如果不開展科學(xué)研究，知識(shí)更新慢，講授內(nèi)容僅限于課本知識(shí)，則教學(xué)過程中難以引導(dǎo)學(xué)生積極地進(jìn)行學(xué)習(xí)與思維活動(dòng)，創(chuàng)新能力培養(yǎng)也就成為空談。通過科學(xué)研究，教師能夠全面地把握國(guó)內(nèi)外本學(xué)科的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)到所授課程在整個(gè)學(xué)科中的地位以及課程內(nèi)部的邏輯聯(lián)系。在課堂教學(xué)過程中，教師及時(shí)地將表面技術(shù)領(lǐng)域的新動(dòng)態(tài)、新技術(shù)和新工藝充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中。例如在緒論當(dāng)中教師向?qū)W生介紹表面技術(shù)學(xué)科前沿——納米表面工程技術(shù)的應(yīng)用和展望，以及學(xué)院承辦的“第七屆全國(guó)堆焊與表面工程會(huì)議”、“全國(guó)十四省市熱處理及表面工程”會(huì)議概況；在分章節(jié)中補(bǔ)充介紹微弧氧化技術(shù)、冷噴涂、LIGA表面微細(xì)加工等新技術(shù)的原理及其特點(diǎn)。教師還在相應(yīng)章節(jié)中適時(shí)引入學(xué)院教師的科研成果，如李慕勤教授研究的Ti6Al4V基體表面亞音速火焰噴涂仿生生物涂層的設(shè)計(jì)及種植效果、Q 235鋼板表面C O2氣體保護(hù)焊/噴射送粉復(fù)合堆焊新方法以及王軍博士研究的30CrMnSi鋼板表面鎢極-熔化極間接電弧堆焊新工藝等，這些貼近實(shí)際的例子使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深刻的理解，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲。此外，在教學(xué)與科研互動(dòng)過程中筆者發(fā)現(xiàn)，目前表面技術(shù)發(fā)展日新月異，但多數(shù)表面教材內(nèi)容更新慢，因此筆者在多年教學(xué)和科研基礎(chǔ)上，查閱大量相關(guān)資料和最新文獻(xiàn)編寫出版了《材料表面工程技術(shù)》教材，該教材充分體現(xiàn)了表面技術(shù)的新進(jìn)展以及學(xué)院部分教師的科研成果，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。

學(xué)術(shù)交流是科技創(chuàng)新的成功條件之一[3]。學(xué)院先后邀請(qǐng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)田修波教授、烏克蘭國(guó)立大學(xué)哈伊洛夫教授、美國(guó)碳化物聯(lián)合公司王大鳴教授、北京科技大學(xué)楊平教授、哈爾濱工業(yè)大學(xué)王鈾教授、西安交通大學(xué)憨勇教授等國(guó)內(nèi)外專家為師生做表面技術(shù)研究成果及最新進(jìn)展的學(xué)術(shù)報(bào)告。學(xué)生們通過零距離地與專家們接觸、交流，聆聽專家們的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，深切感受到他們的人格魅力及學(xué)術(shù)魅力。面對(duì)面的學(xué)術(shù)交流拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，提高了學(xué)生的想象力以及創(chuàng)新思維能力，訓(xùn)練了學(xué)生科研思維能力，學(xué)生普遍對(duì)表面研究領(lǐng)域產(chǎn)生濃厚的興趣，這為學(xué)生以后進(jìn)行其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)、撰寫畢業(yè)論文、考研甚至以后的研究方向起到基礎(chǔ)鋪墊作用。對(duì)于教師來說，學(xué)術(shù)交流不但對(duì)教師的學(xué)術(shù)思想、科研方法、科研能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)起到很大的推動(dòng)作用，還能夠使教師領(lǐng)略不同的教育理念、教育方式與教育手段，提升教師的綜合素質(zhì)[4]。

2 提高學(xué)生信息檢索能力

隨著社會(huì)科技的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的圖書文獻(xiàn)資料和檢索工具開始走向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，各種電子文獻(xiàn)資料、數(shù)字圖書館、光盤數(shù)據(jù)庫(kù)等網(wǎng)絡(luò)信息資源紛紛出現(xiàn)，這為學(xué)生迅速檢索專業(yè)信息、及時(shí)了解專業(yè)動(dòng)態(tài)提供了極大的便利。提高學(xué)生對(duì)專業(yè)信息的檢索、利用以及分析能力，是大學(xué)生在信息爆炸時(shí)代所必備的一項(xiàng)基本技能，也是大學(xué)生實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)理念的必要條件[5]。

在現(xiàn)代表面技術(shù)課堂教學(xué)中，教師結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫要求，利用一定時(shí)間給學(xué)生作一個(gè)專題講座，教授學(xué)生如何通過以下途徑進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)專業(yè)信息檢索：

1）校園網(wǎng)查閱期刊論文

通過圖書館中國(guó)知網(wǎng)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)總庫(kù)、萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)可查閱各類中文學(xué)術(shù)期刊、學(xué)位論文以及會(huì)議論文等；進(jìn)入Elsevier電子期刊全文、Johnwiley電子期刊數(shù)據(jù)庫(kù)、SprINgerLINk數(shù)據(jù)庫(kù)、ScienceonlINe數(shù)據(jù)庫(kù)、Nature數(shù)據(jù)庫(kù)可下載英文論文和查閱文章摘要。

2）校園網(wǎng)查閱書籍

利用中國(guó)數(shù)字圖書館網(wǎng)上讀書系統(tǒng)、超星數(shù)字圖書館、書生之家數(shù)字圖書館、讀秀知識(shí)庫(kù)可下載或在線閱讀相關(guān)書籍。

3）非校園網(wǎng)查閱資料

利用檢索工具（Google學(xué)術(shù)搜索、百度文庫(kù)、新浪愛問共享資料、豆丁網(wǎng)等）、專業(yè)相關(guān)網(wǎng)站（中國(guó)科技論文在線、表面工程資訊網(wǎng)、科學(xué)網(wǎng)、儀器信息網(wǎng)等）、論壇（小木蟲論壇、材料科學(xué)論壇、博研論壇等、表面處理論壇等）。

學(xué)生在了解檢索方法后，教師給學(xué)生布置一些命題：如表面技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、納米涂層技術(shù)的制備方法和電鍍廢液處理技術(shù)研究現(xiàn)等。學(xué)生可從中選擇自己感興趣的命題，課后充分利用學(xué)校圖書館、電子閱覽室等資源來查閱和下載最新論文和相關(guān)信息，然后對(duì)獲得的信息進(jìn)行篩選、提煉、歸納和分析，按照畢業(yè)論文緒論的格式要求完成綜述報(bào)告。通過這種信息檢索與利用過程的鍛煉，可提高學(xué)生分析和總結(jié)他人成果的能力，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)創(chuàng)新能力[6]。

3 培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力

課外科技活動(dòng)是檢驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用課本知識(shí)解決實(shí)際問題的最佳方式之一，同時(shí)也是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑[7]。筆者所在的材料科學(xué)與工程學(xué)院設(shè)有“教育部耐磨材料及表面技術(shù)工程中心”和“黑龍江省佳木斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，擁有火焰噴涂、電弧噴涂、離子注入、電刷鍍、微弧氧化等多種表面設(shè)備以及大型檢測(cè)儀器，為學(xué)生進(jìn)行課外科技活動(dòng)提供了有利條件。在課外科技活動(dòng)過程中，教師精心設(shè)計(jì)有關(guān)研究課題，并對(duì)參加的學(xué)生視其理論基礎(chǔ)和興趣愛好分層次進(jìn)行指導(dǎo)。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、開展實(shí)驗(yàn)、交流討論以及分析數(shù)據(jù)等實(shí)踐，熟悉了科學(xué)研究的環(huán)節(jié)，改變了對(duì)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也體會(huì)到科學(xué)研究是一項(xiàng)細(xì)致而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳌?/p>

當(dāng)學(xué)生具有一定的科研基礎(chǔ)時(shí)，教師鼓勵(lì)學(xué)生參加校內(nèi)外科技創(chuàng)新大賽、創(chuàng)業(yè)大賽、發(fā)明比賽以及申請(qǐng)創(chuàng)新課題等。近年來，學(xué)生在課外科技活動(dòng)中取得了一些成績(jī)。例如：06、07級(jí)學(xué)生共8名學(xué)生在教師指導(dǎo)下參加首屆全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新大賽，所研究的課題“自蔓延合成噴涂用復(fù)合粉體及T i C/N i增強(qiáng)A l基熱噴涂涂層抗高溫氧化性能研究”和“C O2氣保焊/噴射送粉復(fù)合堆焊新方法及堆焊層微觀結(jié)構(gòu)與磨損關(guān)系”分別榮獲二等獎(jiǎng)；08級(jí)5名學(xué)生申請(qǐng)了校級(jí)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目“鍋爐水冷壁表面耐高溫腐蝕及磨損防護(hù)涂層的研究”；09級(jí)6名學(xué)生參加了校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃選拔賽；學(xué)生參與發(fā)表科研論文5篇。通過課外科技活動(dòng)，學(xué)生們將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，激發(fā)了學(xué)生從事科研的熱情。

4 結(jié)語(yǔ)

采用教學(xué)與科研相結(jié)合方式對(duì)現(xiàn)代表面技術(shù)課程進(jìn)行改革。通過課堂教學(xué)中引入專業(yè)前沿、專題講座以及撰寫綜述等方式使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，開闊了學(xué)生的知識(shí)視野，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性。學(xué)生參加課外科技活動(dòng)過程可將抽象理論知識(shí)具體化，增強(qiáng)了分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，有助于推動(dòng)現(xiàn)代表面技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量的提升。

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