涵蓋“材料全壽命過程”實驗教學中心的建設與改革

林萬明　王文先　王利芬　張紅霞

摘要：實驗教學是培養學生實踐創新能力的重要途徑。太原理工大學材料科學與工程學院實驗教學中心通過一系列改革，構建了“材料全壽命過程”的實驗教學體系，有效整合了實驗室資源，突破專業和課程的界限，將實驗教學和科研項目有效結合，既能鍛煉學生的實踐能力，又能提高學生的創新能力，從而提升學校的辦學水平和教育質量。

關鍵詞：實驗教學中心；實驗教學；材料工程

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

實驗教學環節是我國高等教育過程中不可或缺的組成部分，是高等學校本科教學過程中極為重要的一個環節。實驗教學可以提高大學生的動手實踐能力和創新能力，培養滿足用人單位需求的實踐創新型人才。我們通過加強實踐教學環節，可以鞏固和加深學生們的基礎理論知識和專業知識，提高學生們的就業能力和創業能力。近年來，隨著用人單位對應屆本科畢業生應用能力和創新能力要求的不斷提高，高校也在積極響應，不斷改革實驗教學體系，加強學生實踐創新能力的培養。太原理工大學材料科學與工程實驗教學中心，是由始建于1955年的鑄造、鍛壓、焊接和熱處理實驗室發展而來。經過近60年的建設，已經發展壯大成為集基礎性、先進性、開放性于一體的大學生實驗、實踐和實訓基地。該實驗教學中心于2013年獲批山西省實驗教學示范中心，緊密結合山西省地方區域產業的發展，以地方需求為導向，充分發揮產學研合作，不斷提高大學生的實踐動手和創新能力。近年來，隨著太原理工大學材料科學與工程實驗教學示范中心的建設，對實驗教學體系進行了系統的改革，探索建立了“材料全壽命過程”實驗教學新體系，實現了“實驗室資源有效整合、教學科研有機結合、學校與社會協同育人的體制與機制”，突破了專業與課程的界限，使實驗教學中心成為集基礎性、先進性、開放性于一體的大學生實驗、實踐和實訓基地，強化大學生實踐能力、創新能力的培養，提升辦學水平和教育質量。

一、實驗教學體系的改革

1.構建“材料全壽命過程”的實驗教學體系，努力進行實驗模塊化建設。構建“材料全壽命過程”的實驗教學體系。將太原理工大學材料學科（材料科學與工程學院、表面工程研究所和新材料工程技術中心）的實驗室有效整合、有機協調，建立實驗室模塊，獨立開設實驗課程。學校現已建成“金屬材料、高分子材料、無機非金屬、冶金工程、表面工程、材料測試分析、材料計算模擬和綜合創新實驗平臺”等8個大類25個實驗室，分別有液態成型、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、高分子材料結構設計、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、化學分析、力學性能測試、微觀組織結構分析、材料加工仿真和多尺度材料模擬實驗室，以及不銹鋼研發、鎂合金研發、光電材料與器件研發和材料失效分析等綜合創新實驗平臺。這一做法提高了設備利用率，增加了綜合類、設計類和創新類實驗的開出率，調動了學生實驗積極性，有利于學生綜合實踐能力和創新能力的培養。

2.結合材料學科建設，將大型科研設備納入實驗教學管理體系。為使學生盡早接觸、了解相關高、精、尖設備的使用，學校通過建設大型實驗設備平臺，將一些大型科研設備納入實驗教學管理體系。為本科生開設專業基礎實驗和創新實驗研究，這不僅提高了實驗質量，也提高了設備利用率，使本科教學直接從學科建設與發展中受益。如“材料測試分析”和“材料模擬計算”等實驗模塊基本由學科建設與科研項目投入。

3.合理設置實驗項目，不斷豐富實驗內容。實驗教學中心以培養具有創新精神和工程實踐能力的復合型人才為目標，通過考察實驗室資源、優化實驗教學體系，每個實驗室按照“基礎類、設計類、綜合類和創新類”四個層次設置實驗項目，難易循序漸進，水平逐漸提高。學校將實驗教學和理論教學結合起來，將課堂內外結合起來，科學合理安排各類實驗時間，實現課程實驗與創新項目有機結合。同時，學校將實驗教學工作和服務區域經濟結合起來，打造具有突出特色的實驗教學品牌，擴大地區輻射效應，進一步提高中心實驗室建設水平和實驗教學水平。這些措施在滿足教學的基礎上，極大地豐富了實驗教學的內容，提高了大學生的實踐動手和創新能力。本實驗教學中心已建有系統的實踐教學方案，每門實驗課程都撰寫有實踐教學大綱，由點到面地對學生進行系統的實踐教育。

4.積極建設開放實驗室，全方位為學生服務。為充分利用實驗資源服務學生，我們在保證本科教學實驗的基礎上，積極創造條件開放各個實驗室，對全院的本科生、研究生開放，學生可通過預約，隨時進入實驗室進行各類實驗，對本科生畢業論文和研究生課題研究工作起到了積極作用，為提高學生綜合實踐能力和創新能力創造了有利條件。

二、實驗教學中心改革方案

1.調整實驗內容，完善實驗教學體系。學校不斷更新實驗教學的內容，適當減少實驗課程中的驗證性實驗和演示性實驗，通過調整實驗項目，加大綜合性和創新性實驗的數量，實驗教學與理論教學相輔相成，理論知識和實踐動手并重。

2.以學科建設、專業發展、科學研究為依托，吸納國內外，特別是“中心”教師的研究成果，更新實驗內容。中心根據學科建設和專業發展的特點，將學科建設、專業發展和人才培養有效結合，實驗教學中不斷吸納新科研成果，既能保證學生的實驗教學與科學研究，又能服務于社會。

3.充分利用現代化的教學輔助手段，實現現代技術與傳統教學方法的有效結合。實驗中心將實驗課程的多媒體教學課件、實驗教學教案、科研項目及成果等實驗教學資源全部上傳至中心網頁，使優質教學資源能夠共享，師生們可通過中心平臺進行在線交流。

4.加強實踐動手能力的培養，創造各種形式的交流與合作，不斷提高教師的教學水平，拓寬學生們的視野。教師的實踐能力和創新能力，會對實驗教學的質量產生直接影響。實驗中心要求教師積極申報各種科研項目，以增加實踐動手的經驗，不斷豐富實驗教學內容。通過參加學校組織的各種學術交流，這能不斷提高老師們的教學水平，拓寬學生們的視野。endprint

5.強化學生的科研過程訓練，培養本科生的科研動手能力與創新創業意識。學校充分發揮實驗中心老師們在科研方面的優勢，強化教學與科研相結合。學校通過組織學生參與教師的科研工作，培養學生的創新意識和能力。“中心”除了每年將組織一次開放型研究課題的申報外，在學生畢業論文撰寫過程中，從論文選題、方案設計、實驗實施和論文撰寫都可以充分利用實驗中心充足的實驗設備資源進行本科生的畢業論文（設計）。學校通過加強開題報告、結題報告、畢業論文撰寫等科研環節的鍛煉，可有效地培養大學生的科學思維能力和創新意識。

6.改革傳統的實驗教學考核辦法，建立多元化的實驗教學考核體系。學校通過考核，可以檢查和評價實驗教學的效果，引起學生的重視。本實驗中心建立了多元化的實驗教學考核體系，既要考核基本操作技能，還要重視創新設計能力，將現場考查和實驗考試相結合，培養學生在實驗過程中分析問題和解決問題的能力，提高學生的實踐創新能力。

三、實驗教學中心改革措施

以“加強基本技能訓練，注重全面素質培養，促進創新意識養成”為實驗中心改革的指導思想，積極構建實驗教學新體系，不斷進行實驗內容、教學模式和教學方法等方面的改革，著重加強以下幾方面的工作。

1.針對量大面廣的各類本科生，建立了“基礎—綜合—設計—創新”四個層次的實驗教學體系，構建板塊式、多層次實驗教學平臺；建立了由簡單到復雜、由基礎到綜合的循序漸進教學內容體系。

2.改革實驗管理體系，構建以學生為中心、以能力培養為核心的實驗室運行機制，加強網絡和多媒體等現代化實驗教學手段的推廣。學校加強實驗中心網站的管理與建設，推行實驗室和網上相結合的立體化教學模式；學校不斷開放實驗室，為學生創造良好的實驗環境；根據學科及專業方向不同，學校合理調整實驗項目；學校根據多元化的實驗教學考核體系，對學生的實驗過程、基本技能及創新能力進行全面的評價。

3.加強實驗中心師資隊伍的建設，以高水平教師保障高水平實驗教學效果。中心注重引進高水平人才，同時加強現有教師的培訓，鼓勵青年教師攻讀博士學位，通過繼續深造拓寬知識和提高能力，以提高實驗中心的整體實驗教學水平。實驗中心要求教師愛崗敬業，重視對學生實踐動手和創新能力的培養。實驗中心通過師資隊伍建設，改善隊伍結構，逐步提高實驗教學水平。

4.將實驗教學、科研項目和工程設計有機結合，保證實驗中心發展的可持續性。實驗中心充分發揮中心師資力量，進行實驗設備的自主研發，加強科技成果的轉化；鼓勵學生積極參與創新實踐活動，培養學生的實踐動手和創新能力。實驗中心的教師可將在研究或結題的科研項目作為創新性實驗課題，培養學生分析問題和解決問題的能力。

5.多渠道、多方面籌措資金，進一步改善實驗環境和條件。實驗中心根據學科和專業方向的不同，構建了實驗教學的新體系。實驗中心通過學科建設、省部共建實驗室、科研經費等多渠道籌措資金，積極更新和補充設備儀器，保證綜合性和創新性實驗的開設需求；同時，加強實驗設備的使用管理，不斷改善實驗環境和條件。

四、結語

太原理工大學材料科學與工程實驗教學中心通過不斷建設與改革，構建“材料全壽命過程”實驗教學體系，設置基礎類、綜合類、設計類和創新類層次化實驗項目，為學生提供了一個培養實踐創新能力的實驗教學平臺；突破專業與課程的界限，加強基礎知識，注重能力培養，實驗教學與理論教學相輔相成，將科研項目和工程實際與實踐教學進行有機結合，不斷提高本科生的實踐動手能力和創新能力。

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基金項目：山西省高等學校教學改革項目（J2013017）

作者簡介：林萬明（1970-），男，副教授。endprint