優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和資源 培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知和實(shí)踐能力

華小虎, 杜雙明

(西安科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710054)

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和資源 培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知和實(shí)踐能力

華小虎, 杜雙明

(西安科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710054)

根據(jù)目前材料類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和資源配置進(jìn)行了整體優(yōu)化，確立了材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新體系，建立了多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，實(shí)行了多形式實(shí)驗(yàn)課程考核體系。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生的工程認(rèn)知，實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。

材料科學(xué)與工程專業(yè)； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系； 整體優(yōu)化； 實(shí)踐能力

0 引 言

20世紀(jì)末，材料類專業(yè)高等教育發(fā)展非常迅速，教學(xué)改革也取很大進(jìn)展[1]。從整體上看，教學(xué)改革研究中理論課程體系改革力度較大，實(shí)踐教學(xué)課程體系改革和研究較少，遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用人才和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要[2]。因此，盡快形成與理論課程體系相配套的實(shí)踐課程體系已是勢(shì)在必行。基于應(yīng)用型人才和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的定位，2006年我院確立了面向一級(jí)學(xué)科專業(yè)立足二級(jí)學(xué)科專業(yè)的辦學(xué)思路，初步形成了“材料專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”。2009年學(xué)院組織了專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系整體優(yōu)化[3]，為進(jìn)一步深化教學(xué)改革，強(qiáng)化學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)[4]，確立與新的人才培養(yǎng)方案相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)[5]，建與新理論教學(xué)體系相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系[6]，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和方法[7]，構(gòu)建滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式[8]，探索材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的管理運(yùn)作模式。

1 指導(dǎo)思想和基本思路

首先，根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要[9]，針對(duì)原有人才培養(yǎng)模式中對(duì)學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練不足的問(wèn)題[10-11]，確立材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)；其次，根據(jù)培養(yǎng)能力所需要的知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容；再根據(jù)培養(yǎng)能力所需要的方式和所需要的硬件軟件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件；最后，根據(jù)培養(yǎng)能力所需要的規(guī)章制度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和教學(xué)資源。即：該項(xiàng)目以培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知和實(shí)踐能力為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源、內(nèi)容、手段、條件和管理辦法等方面進(jìn)行了深入的研究、改革和實(shí)踐，全方位構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

2 研究的基本內(nèi)容

2.1 設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和資源[12]，在材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系指導(dǎo)思想下將材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)具體化為以下幾種技能：①掌握相關(guān)設(shè)備儀器的操作技能，能選用設(shè)備儀器對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行測(cè)試與分析；②熟悉相關(guān)設(shè)備儀器的結(jié)構(gòu)和原理，能對(duì)材料熱工設(shè)備進(jìn)行改造和基本故障排除；③熟悉材料制備和加工工藝，能對(duì)材料進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和工藝質(zhì)量分析；④利用現(xiàn)代技術(shù)手段開發(fā)新材料、新工藝和新設(shè)備的初步能力。

2.2 構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新體系

通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和資源，逐步構(gòu)建了以下培養(yǎng)學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新體系[13]：①以材料的組成—結(jié)構(gòu)—制備與加工工藝—性能為主線，構(gòu)建面向材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系。②以材料制備工藝、材料加工工程和材料性能測(cè)試與分析等三門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，更新和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。③將科學(xué)研究與工程技術(shù)開發(fā)課題分解轉(zhuǎn)化為學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，豐富材料專業(yè)高層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.3 開展分類組織教學(xué)，形成多層次不同特征的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊包括：基于設(shè)備儀器的操作與維護(hù)的基本技能型實(shí)驗(yàn)，理論原理驗(yàn)證的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，材料組織結(jié)構(gòu)、性能、合成加工、使用性能關(guān)系的綜合性實(shí)驗(yàn)，成分設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工藝實(shí)施、性能檢測(cè)分析為一體實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以及基于開發(fā)新材料、新工藝的科技創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容得到擴(kuò)充，形式豐富多樣，可以滿足不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的需要。現(xiàn)設(shè)置基本技能與基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)20個(gè)、綜合性實(shí)驗(yàn)10個(gè)、實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)10個(gè)，完成科技創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)50個(gè)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)K遵循由易向難，穿插進(jìn)行、逐級(jí)深化的原則組織教學(xué)，基本技能型實(shí)驗(yàn)?zāi)K安排在第三、四學(xué)期，基礎(chǔ)型和綜合性型實(shí)驗(yàn)?zāi)K安排在第四、五學(xué)期，實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)型和科技創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)?zāi)K安排在第六、七學(xué)期。

2.4 通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室資源配置，形成了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

按照“整合+改造+購(gòu)置”的建設(shè)思路，相繼建成了材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室具有特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，滿足了不同內(nèi)容體系和不同層次實(shí)驗(yàn)的需要。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了科研資源與教學(xué)資源共享，探索科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)三位一體的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。針對(duì)不同層次實(shí)驗(yàn)?zāi)K的特點(diǎn)，建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)占20%，實(shí)驗(yàn)操作30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%的分類量化的考核方式。

3 實(shí)踐效果及應(yīng)用價(jià)值

通過(guò)不同層次實(shí)驗(yàn)?zāi)K的訓(xùn)練，學(xué)生的操作儀器設(shè)備尤其是貴重儀器設(shè)備的能力明顯增強(qiáng)，設(shè)備儀器完好率達(dá)到95%以上，學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面得到拓寬；學(xué)生對(duì)于材料結(jié)構(gòu)和性能的測(cè)試與分析能力、材料工藝設(shè)計(jì)和工藝質(zhì)量分析的能力明顯增強(qiáng)，并具有開發(fā)新材料、新工藝、新設(shè)備的初步能力；學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高，學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)。

本探索研究以實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力，以大幅度提高本專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力為根本目標(biāo)，對(duì)原來(lái)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合優(yōu)化的同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的規(guī)劃和建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與實(shí)施、實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)作模式等多方面，進(jìn)行了全方位改革，探索了一條符合新時(shí)期普通高校材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革之路。

本研究獲2013年陜西省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

材料類專業(yè)是將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，不斷研究開發(fā)新材料的過(guò)程。材料科學(xué)與工程專業(yè)涵蓋整個(gè)材料類專業(yè)，按照寬口徑，重基礎(chǔ)的培養(yǎng)人才特點(diǎn)，我院材料科學(xué)與工程專業(yè)根據(jù)目前材料類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和資源配置進(jìn)行了整體優(yōu)化，確立了材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新體系，建立了多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，實(shí)行了多形式實(shí)驗(yàn)課程考核體系。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生的工程認(rèn)知，實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性和主觀能動(dòng)性，在各方面都得到了進(jìn)一步提升。

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Optimization of Experimental Teaching System and Resource Students Cognitive and Practical Ability

HUAXiao-hu,DUShuang-ming

(School of Materials Science and Engineering, Xi’an University of Science and Technology， Xi’an 710054，China)

Based on existed problems in experimental teaching of materials, experimental teaching system and resource allocation of materials science and engineering are optimized. experimental teaching goal is established, a new experimental system for the materials science and engineering is constructed. The system is with a multi-level experimental teaching module, and a multi-form experimental course evaluation system is also presented. The practice shows that students’ engineering knowledge, practical skills and technology innovation capability significantly are all enhanced.

major of materials science and engineering; experimental teaching system; global optimization; practical ability

2016-01-28

華小虎(1978-)，男，陜西洋縣人，碩士，工程師，主要從事材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室管理與新材料開發(fā)研究工作。

Tel.:18292188967;E-mail：hxh85587373@126.com

G 642.0;G 482.0

A

1006-7167(2017)01-0215-02