基于培養卓越工程師的功能材料專業實驗室建設

李波，廖曉玲，徐文峰，張玲

材料、能源和信息已經成為現代文明的三大支柱，而材料則是承載文明的物質基礎。在21世紀里，世界各國在新材料領域的競爭愈加激烈，新材料的應用范圍勢必日趨廣泛，發展前景十分廣闊。國務院總理溫家寶同志在第十一屆全國人民代表大會第三次會議上的政府工作報告中指出：新材料作為戰略新興產業將受到加大投入和政策支持。以此為契機，重慶科技學院冶金與材料工程學院在原無機非金屬材料的基礎上，經過詳細調研，專家論證，并結合重慶市地方經濟與學校的實際情況成功申辦了功能材料新專業。該專業下設生物醫用材料與器械和信息材料兩個方向。

功能材料專業，作為一新興的實踐性非常強的理工科專業，尤其需要重視實驗室建設，適應新材料產業的迅猛發展以及高素質人才需求量激增的現狀。目前，全國范圍內培養與功能材料相關的新材料類人才的學校較少，許多企業求賢若渴，急需培養具有顯著工程實踐能力的應用型人才。為了適應新形勢下對高素質工程人才的要求，改變我國工程技術人才水平不高的現狀，國家教育部已經正式啟動了“卓越工程師計劃”。這就使得改變傳統材料專業實驗室的現狀，探索建立以培養大學生創新能力和工程實踐能力為主要目標的新材料實驗室顯得更加緊迫。

一、高校材料專業實驗室建設現狀

重慶科技學院所在地處重慶大學城，周圍有15所高校，通過走訪大學城的兄弟院校，調查了目前材料專業實驗室的現狀。我們認為分析材料專業實驗室現狀有利于建設好以培養大學生創新能力和工程實踐能力為主要目標的功能材料專業實驗室。

（一）實驗教學體系不太合理

調查發現大部分學生都認為學校的實驗教學體系不太合理，需要作盡一步的優化。相當一部分實驗課附屬于理論課，實驗課的獨立性較差，無法獨立設置成課。而且大部分是驗證性實驗，綜合性設計性實驗較少，無法發揮學生的獨立自主性。

（二）實驗教師整體素質不高

大約有一半的學生認為實驗教師的業務水平不高。傳統教學中重理論輕實驗的思想仍然存在。理論教師和實驗教師在待遇上有較大的差別，評職晉級的條件不同，使得相當一部分實驗教師想方設法轉入理論教師隊伍。在部分領導的眼中認為實驗室師資建設并不重要，將實驗室工作人員當成了解決教師家屬的途徑，使得實驗室的師資隊伍整體素質水平不高。

（三）實驗室管理不太合理

據調查，大多數學生除了上實驗課去實驗室以外，其余時間很少或者基本不去實驗室，造成某些實驗設備長期閑置，實驗設備利用率低下。甚至相當一部分設備由于長期不用，造成了設備無緣無故地發生故障。而一些單位在實驗設備的管理上比較落后，大型設備無專人維護，學生要使用時無專人系統培訓，造成部分設備被無端破壞。而有些大型設備的使用條件較為嚴格，學生缺乏培訓，不懂得篩選樣品上機實驗，造成實驗耗材浪費嚴重；更有甚者，在畢業設計（論文）期間，在短時間內加班加點測試大量樣品，造成大型設備被“累壞”。

二、基于培養大學生創新能力與工程實踐能力的功能材料實驗室建設探討

（一）樹立以人為本的教育觀念

新材料專業需要開設較多的自主實驗和綜合實驗，而這些實驗又沒有固定的模式，甚至缺乏相應的實驗指導書。這就需要改革傳統實驗教學觀念和實驗模式，對學生和教師都提出了較高的要求，我們認為可以從以下方面著手：

1.培養大學生科研興趣

功能材料專業新生入學后，我們及時開設新材料專業教育，引導學生了解專業熱愛專業。并結合新材料專業的特點，開展多項課外科技活動，邀請本專業在科學與工程有所建樹的知名人士到校演講，并與學生面對面地交流。使學生盡快對本專業的學科領域、發展現狀和就業前景有初步認識。通過多種形式活躍學術氣氛，激發學生的科研興趣。促進學生規劃大學期間和以后的人生應達到目標。

2.實行專業導師制

高校教師的教學、科研是開展學生科研實踐的重要保障。我們要求功能專業教師在上課的同時，及時向學生傳授科學研究與創新的基本方法，并將課程相關的最新知識和科研成果及時介紹給學生。新材料專業一般招生規模都不大，我們將將新生分成若干小組，劃分到專業課教師名下并結合專業方向配備相關的企業導師。通過教師幫助企業解決實際問題提煉科研課題，引導學生申請大學生創新基金。鼓勵學生積極參與科研實驗實踐中來，在學校和企業雙方導師的指導中，到企業現場親身體驗中感受功能材料專業學習樂趣，并為企業實踐打下基礎。

3.培養創新型的師資隊伍

創新意識是功能材料新專業發展壯大的關鍵，對教師的創新意識的培養和對學生的創新意識的培養同樣重要。學院將培養新材料專業的專業課教師和實驗課教師放在重要位置，積極為新材料的教師提供進修學習的機會，使該專業的教師愛崗敬業，積極了解新材料專業前沿理論和新材料專業與其它相關交叉學科的最新理論、科研實踐以及工業成果進展。使該專業教師善于及時將最新的教育科研成果運用到教學當中。學校創設各種有利條件并建立相關機制鼓勵該專業教師進行改革和創新，從而給該專業學生樹立起創新教師形象，潛移默化地感染學生，從而更有利于培養新材料專業學生的創新能力。學院目前已陸續派出多名教師遠赴美國UIUC大學、密西根大學、日本東北大學、加州理工學院臺灣中央大學等等進行訪問學者或博士后研究，不斷地為教師提供充電的機會。

（二）優化實驗教學體系

1.改革實驗教學模式

新材料專業發展日新月異，每天都有大量的新材料報道，盲目開設實驗會使該專業陷入傳統材料專業的實驗誤區。功能材料專業抓住該專業的學科特點，開設若干能夠培養學生創新能力的核心實驗。并且改革實驗教學模式，大量減少驗證性實驗，并設成綜合型、設計型實驗。讓學生通過一輪綜合實驗能夠設計出一個功能材料產品，熟悉和掌握新材料器件生產工藝的各個關鍵環節。積極利用大學生科技項目、教師科研項目等科研平臺，鼓勵學生參加大學生“挑戰杯”競賽等科技創新活動，并且將這種訓練和成績折算成學分。采用多種路徑激發學生參與到科技訓練中來培養學生的動手能力和創新能力。

2.改革畢業論文教學模式

功能材料專業根據新材料專業學生畢業后的工作需要，進行有針對性畢業論文（設計）訓練，緊密結合畢業以后工作企業的需要，專業導師和學生一起制定學生的畢業論文題目和內容。在完成畢業設計（設計）期間，學生要到企業從事數月到半年的實踐經歷，利用畢業論文（設計）環節大力強化和提高學生的工程設計、產品設計和生產管理的能力和工作素質，這樣有利于功能材料專業畢業生立足企業，并能較好地發展。

（三）建立健全實驗室開放管理系統，提高設備利用率

高校實驗室是高校人、財、物集中的地方；是教師和學生開展實驗工作的主要場所；是儀器設備及大型精密儀器設備的存放場所；也是危險性物資集中的地方。在開放實驗室里尤其要注意實驗設備的合理使用和安全教育。同時也要對實驗室資源進行合理分配和有效使用。功能材料專業建立一套完整的實驗室管理規則，明確實驗室安全責任人，實行大設備專人負責制。提高實驗的開放利用率，實行設備網上申請預約機制。學院與指導教師簽訂開放實驗室安全管理責任狀，學生在實驗過程中對實驗儀器的使用要建立完整的使用檔案，便于實驗室的使用和跟蹤管理。

三、結語

功能材料專業作為戰略新興性專業，是為我們國家培養產業轉型的戰略性新興人才。為了服務國家和地方的需要，培養具有創新能力和工程實踐能力的合格人才，本專業在建設初期就以卓越工程師培養為目標構建培養方案和實驗平臺顯得非常必要。目前，學校對該專業進行了大力支持，生物材料與器械方向成立了重慶科技學院與美國UIUC工程學院共建的 “生物材料與活細胞影響技術研究所”，信息材料方向成立了“信息功能材料研究所”，為學生提供了完備的教學與科研平臺。并積極與企業合作，在產學研方面進行了有益并有效的探索，積極打造學生的生產實踐平臺，并與企業共同培養學生，努力探索功能材料專業卓越工程師培養的有效模式。

[1]廖曉玲，等.應用型本科新專業的選擇與設置探討[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2012（13）.

[2]劉敬華.材料專業研究生特種功能材料特色實驗課程建設初探[J].創新與創業教育，2012（3）.

[3]崔剛，陸勇.面向“卓越工程師”培養的工科院校實踐教學體系之架構[J].江蘇高教，2012（5）.

[4]江靜.基于“卓越工程師教育培養計劃”的人才培養模式探析[J].成人教育，2012（7）.

[5]邸永江，賈碧.以就業為導向的無機非金屬材料工程專業畢業設計改革[J].中國冶金教育，2009（4）.

[6]田軍，鐘貞山.大學生創新精神培養的實踐平臺建設芻議[J].江西教育科研，2007（11）.

[7]申萍，王立德.大學生創新計劃項目與理論課相融合的教學模式[J].電子電氣學報，2010（2）.

[8]徐洪珍，李茂蘭.大學生科技創新能力培養的探索與實踐[J].華東理工大學學報（社會科學版），2009（3）.

[9]江錦花.大學生科技創新與開放實驗室管理模式[J].實驗室研究與探索，2009（12）.

[10]王海驪，張曉彤.關于本科生科技創新實踐的思考[J].中國冶金教育，2010（2）.

[11]趙金華，宋之帥.基于“挑戰杯”平臺的大學生創新能力培養研究[J].繼續教育研究，2010（10）.

[12]任成龍.論科研實踐與大學生創新能力的提高[J].南京工程學院學報（社會科學版），2010（1）.

[13]姜芳，劉鐵鋒.主動實踐，培養大學生科技創新能力[J].高等工程教育，2007（6）.