新時期冶金工程學科實驗室建設

程 錦, 馮根生, 陳 駿

(北京科技大學 冶金與生態工程學院，北京 100083)

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新時期冶金工程學科實驗室建設

程 錦, 馮根生, 陳 駿

(北京科技大學 冶金與生態工程學院，北京 100083)

隨著新時期工業科技不斷進步，對學生工程實踐能力的要求不斷提高。作為高校實驗教學與科研的基地，實驗室建設正受到越來越多的重視。冶金與生態工程學院實驗技術中心作為重點高校專業型學科實驗室，在學院實驗教學、科研服務中占有極其重要地位。本文介紹了冶金工程學科實驗室成立至今的10年中，在實驗教學、科研服務功能建設，以及實驗室管理中探索的歷史和取得的經驗成果。最后立足于實驗室現存的不足之處，提出了實驗室今后在網絡數字化建設、實驗室硬件設施建設、教學建設等方面的一些新思路，希望為實驗室的建設和發展提供有益的參考和借鑒。

冶金； 實驗室建設； 教學； 科研； 管理

0 引 言

隨著我國高等教育的不斷發展和新時期下人才培養的要求，專業性工程學科加強對大學生的能力培養，滿足社會發展和提高學生綜合素質，培養高水平研究型、創新性人才是目前高校面臨的重要任務。冶金工程學科可以追溯到建校初期，是首批國家重點學科，也是北科大優勢特色專業學科。包括鋼鐵冶金，有色金屬冶金及冶金物理化學三個專業。歷年來，冶金與生態工程學院遵循高等學校的辦學規律，重視培養學生實踐創新精神，提高學科科研綜合水平，并以高水平實驗教學和和完善服務科研為主線貫穿于實驗室建設的整個過程。最近幾年，隨著新的高校教學理念的提出和發展，冶金工程學科實驗室的建設需要新的思路和探索。在高科技、信息化浪潮蓬勃發展的今天，構建基于校園網的實驗室綜合管理信息平臺，是實現高校管理科學化、現代化的有效手段[1]。加強實驗室的建設與管理，滿足日益增長的教學、科研工作要求，才能更好地服務社會。

1 實驗室建設背景

高校實驗室是培養創新人才的搖籃，是現代大學的心臟[2]。冶金與生態工程學院實驗中心成立于2006年，是冶金過程學科實驗教學及冶金理論及工藝研究檢測服務機構。經過長期的建設與發展，目前實驗中心占地約850 m2，擁有各類儀器設備150余臺套，總價值近2 500萬元，其中價值100萬元以上設備有7臺，大型儀器設備30余臺，所有設備均處于良好運轉狀態。根據本科實驗教學和公共科研服務的需求，實驗中心先后建成了符合當前冶金工程科技發展趨勢的“現代冶金工藝及技術”、“現代冶金分析技術”、“冶金物理化學”、“冶金資源高效開發和利用”、“冶金工藝過程節能與環保”等特色、優勢明顯的高水平實驗室及實驗車間，形成了冶金工程學科理論及工藝設計、材料制備、分析、檢測的實驗室體系。

2 重視實驗教學建設

實驗教學是培養提高學生動手能力和分析、解決問題能力不可或缺的手段。隨著我國教育、教學改革不斷深化以及教育部“質量工程”的逐步實施，實驗和實踐教學在高等教育中的作用和地位日益凸顯[3-4]。

冶金工程實驗教學獨立設課，動手實驗課程為主，“冶金工程實驗技術”課程覆蓋了冶金過程基礎理論，冶金資源和能源高效利用與高品質金屬材料生產等研究領域的基礎實驗方法。隨著學科發展，招生增加，近年來本科招生已由原來的4個班擴充到6～9個班。為提高本科生綜合素質和創新能力，同時進一步滿足冶金工程實驗教學的需要，本科生自立課題逐年增加。為提高冶金工程專業人才培養質量，需要進一步探索總結，形成系統的，有特色的，針對本科生培養的課堂教學，實驗及實踐環境。

2.1 樹立科學的教學理念和目標

理念是行為之先，沒有先進的理念就沒有先進的教學。實驗教學必須堅持理論知識與實踐能力、學生主體、教師主導、課堂教學與實踐“三結合”[5]。冶金工程學科培養的學生主要面向冶金企業及研究院所，作為應用型人才的培養必須重視人才的實踐能力[6]。一直以來，實驗中心的教師始終堅持“求實鼎新”的校訓，以“注重實踐、倡導創新、敬業愛生、教書育人、嚴謹治學、服務社會、為人師表”作為行為準則。

2.2 緊跟時代發展，優化教學內容

實驗教學內容需具有科學性和先進性[7]。“冶金工程實驗技術”課程根據學生已經掌握了專業基礎及專業知識的基礎上，采取教授課堂教學和實驗教師帶領實驗相結合的模式進行本專業的實驗教學，最大限度保證了實驗課教學的效果。中心在參考實驗指導大綱的基礎上有目的地精選教學內容，選定20個有代表性的必做與選做實驗內容，涵蓋了包括冶金工程基礎檢測的物性分析、物相分析、工藝及理論研究基礎手段及技術等一系列本專業需掌握的實驗方法。既保證了實驗教學在有限的實驗課時內有代表性的滿足專業基礎要求，又做到了學科專業范圍的覆蓋，在充分利用學生的寶貴時間的同時，根據專業發展的需要和研究手段的進步，定期變化、調整和充實授課內容，做到有的放矢，緊跟時代和社會需求。

2.3 調整教師隊伍結構，增強師資水平

“名師出高徒”。建設一支結構合理的高素質實驗教師隊伍是實驗室建設的核心和根本[8]。為適應新時期學生素質教育和創新能力的培養，首先要提高實驗教師隊伍的執教水平。優化科研服務和實驗隊伍資源。實驗中心鼓勵并多次組織教師外出參觀學習，且設置獎勵措施，促進更多教學論文的產生和發表，促使教師努力于本職工作，提高在職教師的整體素質。同時利用政策引導，吸引高職稱、高學歷教師和科研人員充實到實驗中心來。到目前為止，實驗中心具有高級工程師5名，具有博士及碩士學歷人員9名。同時，在新教師的引進方面，避免“近親繁殖”，注重外校外專業多層次人才的引進。師資力量的提高和師資結構的調整，有效保證了教學任務的高質量完成。

2.4 改進授課模式

教學方法是教學的基本要素之一，對教學質量和教學工作有很大的影響[9]。實驗課采取分組授課模式，在原有班級基礎上再分成3或4個小組分別安排實驗教學，強化學生動手實踐能力培養，教師心甘情愿增加了自己的勞動付出，確保“小班”教學模式的開展，明顯提高了師生互動和學生自己動手親自實驗的機會，從而有效提高了教學質量。同時解決了學生實驗課與別的專業課程時間的沖突，有效保證了實驗課的出席率。

2.5 全方位考核教學效果

將對學生學習成果的考核驗收分為預習—實踐—總結三部曲。充分利用開放性的網絡平臺，上傳實驗課相關內容，包括文字與視頻，結合“冶金實驗工程技術”課堂教材教學的理論指導，方便學生進行預習和查詢。實驗課過程中，積極開展教師與學生的互動，教師在講解的基礎上，啟發性地提出問題、開放性地預留思考題，引導學生在完成實驗的同時有目的的主動思考。課程結束后根據結果完成實驗報告并有任課老師驗收。三個環節緊密相連，有效保證教學質量。

2.6 教學成效

充分利用現代化電化教學手段，完善實驗教學專題錄像。視頻教學由每個實驗任課老師親自演示和講解每個實驗的原理和完整過程。通過課堂播放并上傳至網絡，實現幫助學生提前預習，這樣既規范了實驗操作，又增加了學生學習的便捷性，提高了學生的學習效率，激發了學生的學習興趣。

實現優質實驗教學資源的充分共享與利用，關鍵是要加快信息化建設，從而使各種有限的教學資源在時間和空間上并存繼起[10]。根據教育部推進實驗教學信息化建設，不斷推動實驗教學改革和實驗教學資源開發的精神，目前正在全力進行加強虛擬仿真實驗平臺建設，為提高實驗教學水平奠定基礎。

同時依托學科優勢，將教師的科研思路、科研成果、新型實驗裝備和新的實驗技術和方法引入實驗教學內容，了解學科的發展，提供探索的環境，增強科技創新意識，創造出自主學習的條件，使學生的個性發展和創新性人才的培養目的得以發揮。

高校實驗教學與實驗教學中心建設的水平，客觀地反映了學校的辦學實力，是學校人才培養質量的重要標志和教學、科研與管理水平的重要體現，也是學校可持續發展的重要資源和基礎[11]。在學校及學院的高度重視和支持下，經過全體成員不斷的努力，冶金工程實驗技術中心2013年被教育部批準為國家級實驗教學示范中心。2012年“冶金工程實驗技術”課程獲得北京市精品課程。2008年獲得北京科技大學教育教學成果一等獎，北京科技大學實驗技術成果一等獎1項，二等獎1項。

3 加強科研工作

3.1 整合優勢資源，堅持品牌性建設

冶金實驗中心由分散于冶金學院各梯隊的實驗室合并組建，多年來，通過“211工程”項目建設、“優勢學科創新平臺項目”建設，建立了符合當前冶金與生態科技發展趨勢的“現代冶金工藝及技術”“現代冶金分析技術”“冶金物理化學”“冶金資源高效開發和利用”“冶金工藝過程節能與環保”和“生態科學與工程”等特色、優勢明顯的高水平實驗室。中心不斷提高裝備水平，豐富研究內容和研究手段，近年來已發展成為現代冶金工程、生態學領域基礎研究、工藝技術研究的科學研究服務基地。對于發揮我校在國內冶金工程領域的模范作用具有重要的意義。

3.2 提升硬件設備水平，建設設備共享平臺

高校實驗室需要加強儀器設備建設，構建開放、共享、高效的儀器設備平臺[12]。通過世行貸款、國家“九五”“十五”“211工程”“優勢學科創新平臺項目”“中央級普通高校改善基本辦學條件專項資金”等多種渠道，冶金實驗中心購置多種先進的儀器及設備，裝備水平不斷提高，研究手段和內容得到充實。為發揮實驗技術中心裝備的使用效率，依托北京科技服務協作平臺，做到資源共享，向學院、學校及外界企事業單位開放，提供優質服務于院、校及社會的科學研究。

3.3 多渠道擴大中心影響，提高實驗室使用效率

(1) 舉辦系列講座。定期采用系列講座的方式，邀請資深實驗教師以及儀器設備專業工程師對常用的大型儀器的功能，用途等方面進行詳細介紹。通過內容豐富的課件進行講解,同時留出大量時間，實現講臺上下互動。并且提前做好宣傳展板，使有興趣的學生及老師能夠提前安排時間參與。

(2) 完善實驗中心網頁。網絡平臺是最為便捷、最為開放、應用最為廣泛的信息傳播手段[13]。及時同步實驗室新設備與網頁內容，向廣大師生和社會各界圖文并茂的詳細介紹中心設備最新運行情況。逐步完善充實網上預約系統，充分利用網絡的方便快捷特性來提升實驗室的服務水平和運行效率。

(3) 加強對外交流。對外科技合作與交流是快捷獲取國內外科技新信息和科技資源的重要渠道。實驗中心正在成為對外交流的重要平臺。近年來，每年接待大量國內外專家、學者及研究人員的參觀和交流。

實驗中心的教師們立足于實驗教輔崗位，努力干好本職工作，積極配合教師的科研攻關項目，近年來參與完成了包括國家科技攻關、 “863”高技術研究、 “973”重點基礎研究、國家自然科學基金等國家重大和重點科研項目及冶金與生態行業的科研和工程技術研究項目，取得了顯著成果。

4 完善科學管理

實驗室的管理制度，直接影響到實驗中心的建設與發展。

(1) 加強學院對中心的直接管理。學院高度重視中心的管理，歷屆實驗中心主任均由副院長或院長兼任，直接領導和規劃實驗室的建設。同時中心辦公室設常務副主任一名，由有著高級工程師職稱和多年豐富工作經驗的教師擔任，統管中心事務；另設副主任兩名，協同處理中心各項相關事宜。另外，中心設有工會小組和黨小組，服務于教師的生活和政治思想工作。

(2) 定時座談交流，及時解決教學科研中的問題。集中交流經驗反應問題，每年底的中心成員年會是中心教師集思廣益的時間，學院的教代會也分設教輔行政分會場，及時了解教師所想，滿足教師所需；同時，中心工會小組及黨小組不定時舉辦形式多樣的活動，職工共同參與，促進了感情交流，解決了實際問題，實現了扁平高效的管理。

(3) 完善考核制度。學校每年對大型設備的使用情況進行考核和評比，普通設備進行抽查。同時考核教師的教學及科研工作量。以此創造積極向上的競爭氛圍，保持團體活力，促進共同進步。

(4) 協調好教學與科研的關系。學院高度重視實驗中心科研與教學工作的相互促進和協調發展，以“科研與教學兩手都要抓，兩手都要硬”為目標，凝練專業特色，以科研作為教學的底蘊，通過網絡等多種平臺，實現學生與教師的親密接觸，提高教學科研水平，并以服務冶金產業為最終目標。

5 實驗室建設的新思路

(1) 完善實驗室綜合管理信息平臺建設。實驗中心的網絡系統經過初期建設，雛形已經具備，但部分系統需要付出更多努力完善與維護。另外，隨著國際化的不斷深入和對外宣傳的需求，英文版等多語種網頁的同步建設也需要加快進程。在此基礎上，開發完善實驗室綜合管理信息平臺，提升實驗教學管理水平，實現信息通訊與共享，實現易耗品和儀器設備的高效管理，增加日程辦公模塊，簡化工作流程，提高效率。

(2) 加強數字化中心建設。以高性能、高可靠安全性的網絡系統為支撐，實現順暢的網絡教學、科研和管理；通過制作多媒體音視頻的教學課件，積極推進資源共享和開放，為廣大師生構筑便捷高效的網絡學習和交流平臺。

(3) 加強新媒體的利用。在當前移動互聯網的浪潮中，需要我們與時俱進，利用新興的多媒體，實現和學生的有效互動和溝通。除了課堂教學外，還可以利用微信、微博、QQ等實時通信工具，和學生零距離接觸，答疑解惑，隨時溝通，變學生被動接收為教師和學生的高效良性互動。

(4) 加快老化設備的更新。實驗室部分設備已經老化，僅僅通過修購計劃、優科平臺等流程進行申請更換，時間周期往往超過1年，相對過長。需要簡化流程，加快老化設備的更新，保證設備流暢運行。

(5) 開發新的實驗教學課程。隨著學科的發展，將不斷出現先進的儀器和研究方法，為了保證研究工作的先進性，保證學生學習知識的時效性，需要增設新的實驗教程，豐富實驗內容，以適應不斷發展的冶金產業的需要。

(6) 轉變思路，積極謀劃。需要進一步開拓創新，立足實驗平臺，緊盯世界前沿，做好科研項目的服務和支撐工作；增加主動性，積極有效地與客戶進行溝通，為項目的實施提供多種方案和建議，為項目的順利推進提供有力支撐。從而實現產學研的有機結合，并最終實現服務社會的目標。

6 結 語

隨著高等教育和學科不斷發展的要求，實驗室建設不僅要滿足人才培養，同時要符合冶金工程學科不斷發展的科研服務需要。總結分析了冶金工程學科實驗室在教學建設、科研工作以及管理工作中的經驗，提出了實驗室建設的一些新思路，為專業型學科實驗室建設提供有益的參考和借鑒；充分發揮實驗室的作用，滿足日益增長的人才培養需求和科研服務工作的要求，并更好地服務社會。

[1] 陳鴻宇, 姚 路. 高校實驗室綜合管理信息平臺的構建[J]. 實驗室研究與探索, 2011, 30(3): 166-168.

[2] 黃曉玫, 李鴻飛, 黃 濤. 強化培養學生實踐能力和創新能力的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理, 2014，31(2): 1-4.

[3] 李群英. 加強高校實驗教學隊伍建設，培養創新性人才[J]. 高等論壇，2009(4): 95-100.

[4] 陳泉林, 鄒文瀟. 依托實驗教學示范中心, 開展大學工程教育[J]. 實驗室研究與探索, 2009, 28(6): 94-95.

[5] 曾小彬.深化實驗實踐教學改革，提升應用型人才培養質量[J]. 實驗室研究與探索, 2010, 29(2): 1-3.

[6] 馮根生, 宋忠平, 實驗教學與研究服務體系結構的優化[C]//北京高教學會實驗室工作研究會2007年學術研討會論文集, 2007: 582-585.

[7] 田運生, 王景春, 劉維華. 安全工程實驗室建設的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理, 2013, 30(8): 203-206.

[8] 杜玉波. 高等教育工作要聚焦到提高質量上[J]. 中國高等教育, 2012(增刊1): 9-11.

[9] 張清祥. 地方高校創建省級實驗教學示范中心的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理, 2013, 30(8): 112-115.

[10] 劉 震, 張麗梅, 趙竹青. 農業資源與環境實驗教學示范中心建設實踐[J]. 實驗技術與管理, 2010, 27(8): 128-131.

[11] 馮少榮. 基于XML的Web數據集成技術的研究[J]. 計算機應用與軟件, 2005(7): 39-41.

[12] 劉建偉, 劉方軍. 重點實驗室管理的新理念與新機制研究[J]. 實驗技術與管理, 2010, 27(8): 185-187.

Construction of Metallurgical Disciplines Laboratory in New Era

CHENGJin,FENGGen-sheng,CHENJun

(School of Metallurgical and Ecological Engineering, Beijing University of Science and Technology, Beijing 100083, China)

In the new era, social and industrial science and technology progress, it leads that the requirement of students’ engineering practice ability is continuously improved. As the base of experimental teaching and scientific research in colleges and universities, the construction of laboratory is receiving more and more attention. Experimental Technology Center of Metallurgy and Ecological Engineering College is a specialized subject laboratory of key university, and occupies an extremely important position in the teaching and scientific research of the college. This paper discusses the exploration history and experiences in the teaching construction, scientific research and management work of metallurgical disciplines laboratory in the past ten years; and puts forward some new ideas of laboratory construction in the digital network construction, laboratory hardware facilities construction and teaching construction, etc. Hopefully it would provide useful reference for the construction and development of the laboratory.

metallurgy; laboratory construction; teaching; scientific research; management

2015-12-05

程 錦(1983-)，女，山東濟寧人，碩士，工程師，實驗中心副主任，主要研究方向為實驗室設備管理(冷場發射掃描電鏡，真空蒸鍍儀)；本科實驗教學；實驗室管理。

Tel.: 010-62333014； E-mail：chengjin@ustb.edu.cn

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1006-7167(2016)09-0269-04