材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)狀及分析

王紅偉

摘要：材料是支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱之一，歷史上重要的工業(yè)化進(jìn)程無不伴隨著材料的變革與創(chuàng)新，當(dāng)今國內(nèi)外材料學(xué)科、尤其是新材料的發(fā)展可謂日新月異。材料學(xué)科作為工科專業(yè)，相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合非常緊密，在教學(xué)過程中實(shí)驗(yàn)顯得非常重要，相關(guān)的理論需要由實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證，因此在材料專業(yè)的教學(xué)過程中需要加大實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)環(huán)節(jié)的重視，全面提升本科生的實(shí)踐動(dòng)手能力、思考問題的能力和解決問題的能力，注重創(chuàng)新理念的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué);工程專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué);內(nèi)容現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證注重畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，要求高校畢業(yè)生必須覆蓋工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理和終身學(xué)習(xí)十二項(xiàng)指標(biāo)。通過工程教育專業(yè)認(rèn)證的專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生需具備深入理解和解決復(fù)雜工程問題的能力。

1材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)狀

1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容部分陳舊，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

如材料制備技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的苯乙烯懸浮聚合、乙酸乙烯酯的溶液聚合及紅外表征、乙酸乙烯酯的乳液聚合及表征等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，雖然十分經(jīng)典，但是學(xué)生在網(wǎng)上或其它資料能查閱其實(shí)驗(yàn)步驟，導(dǎo)致學(xué)生沒有好奇感，從而失去實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性，降低專業(yè)愛好度。

1.2驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比重偏大，難于滿足社會(huì)對(duì)人才的需求

如材料制備實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的苯乙烯懸浮聚合、丙烯酰胺的溶液聚合、界面縮聚制備尼龍-610，分別驗(yàn)證自由基聚合反應(yīng)的懸浮聚合、溶液聚合實(shí)施方法和縮合聚合反應(yīng)的界面聚合實(shí)施方法。又如材料結(jié)構(gòu)與性能表征實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的邵氏硬度測(cè)定、熱變形溫度及維卡軟化點(diǎn)測(cè)定、塑料簡支梁沖擊試驗(yàn)，主要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)儀器的操作使用，均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。再如材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的橡膠模壓實(shí)驗(yàn)、熱塑性塑料模壓實(shí)驗(yàn)、熱固性模壓實(shí)驗(yàn)等，驗(yàn)證模壓實(shí)驗(yàn)、熟悉模壓實(shí)驗(yàn)裝置和典型熱塑性塑料、熱固性塑料性質(zhì)。以上驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比重大，有利于鞏固理論知識(shí)和強(qiáng)化操作技能培訓(xùn)，但是不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，難滿足用人單位對(duì)人才的需求。

1.3材料工程性實(shí)驗(yàn)少，與工程專業(yè)認(rèn)證要求相差較大

如材料制備技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本為高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)。又如材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的苯乙烯陽離子聚合實(shí)驗(yàn)、苯乙烯與馬來酸酐交替共聚合及產(chǎn)物FIIR測(cè)定、無皂乳液聚合法合成單分散高分子微球?yàn)楦叻肿踊瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)，而材料工程實(shí)驗(yàn)偏少。再如材料研究與應(yīng)用實(shí)踐課程開設(shè)的八苯基-POSS的合成及表征、導(dǎo)電聚苯胺的合成及表征、吸附食品油煙多孔樹脂的合成及表征、一種生物降解高分子材料制備，仍是高分子合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)比重大，而材料工程實(shí)驗(yàn)偏少。因此，學(xué)生的工程意識(shí)和工程能力得不到有效的培養(yǎng)，與工程專業(yè)認(rèn)證要求相差較大。

2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的對(duì)策

2.1構(gòu)建材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

構(gòu)建材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是進(jìn)行該專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)工作的第一步，同時(shí)也是最重要的一步。只有當(dāng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建完畢以后，才能為師生提供學(xué)習(xí)、實(shí)踐平臺(tái)。在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的過程中要始終秉承以“深化課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練、注重創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)理念，改革教學(xué)過程、教學(xué)方法，以提高學(xué)生實(shí)踐操作能力為教學(xué)重點(diǎn)，深化授課教師的教學(xué)責(zé)任，讓教師能夠承擔(dān)起教育學(xué)生、監(jiān)督管理學(xué)生的責(zé)任，保證學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)課堂的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)質(zhì)量。同時(shí)也為加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)而做出努力，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣。

2.2教學(xué)內(nèi)容分清主次

為了讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲得最具實(shí)用性的內(nèi)容，就要求相關(guān)課程體系建設(shè)負(fù)責(zé)人在安排教學(xué)內(nèi)容過程中要分清主次，最好能分成像了解、掌握、理解等這種層次分明、要求明確的課程體系。明確而清晰的材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系不僅能夠?yàn)槭谡n教師提供更便捷的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，而且還能減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。當(dāng)然，要保證該專業(yè)課程體系建設(shè)能夠符合社會(huì)發(fā)展實(shí)際的需要。材料科學(xué)與工程專業(yè)屬于工科類專業(yè)，而工科類專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力有著較高的要求，因此在該課程體系建設(shè)過程中應(yīng)該重點(diǎn)突出對(duì)實(shí)踐教學(xué)的重要性，完善理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合的過程，避免學(xué)生眼高手低、只會(huì)紙上談兵。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)措施的改革

（1）定期更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和內(nèi)容。除了沿用教材中長期設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以外，還應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)教師和學(xué)生積極查閱文獻(xiàn)，將國內(nèi)外最新的材料制備技術(shù)和方法引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行探索和研究。如充分利用納米壓痕/劃痕測(cè)試儀開設(shè)了材料表面硬度測(cè)試，使學(xué)生對(duì)顯微硬度測(cè)試的了解從傳統(tǒng)的微米級(jí)擴(kuò)展到了納米級(jí)。在摩擦磨損過程中，將材料常規(guī)的摩擦磨損擴(kuò)展到微動(dòng)磨損和納動(dòng)磨損，開拓學(xué)生的眼界。讓學(xué)生多接觸前言性的研究和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)起到一個(gè)反思的作用，達(dá)到在今后的學(xué)習(xí)和生活中不斷追求卓越、推陳出新的目的。

（2）不斷變換教學(xué)方法，嘗試組合教學(xué)方法。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，打破原有的教師講解、學(xué)生簡單操作、僵化的提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式，充分利用研討式的教學(xué)模式，結(jié)合視頻、多媒體、分組討論等方式，解放老師的教學(xué)，讓老師參與學(xué)生的討論，參與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)課上也同理論課程一樣采用多樣化研討式教學(xué)、案例式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等教學(xué)法，有效激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，提高實(shí)驗(yàn)效果。

（3）打破以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式，提倡多元化的考核。材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核方式要進(jìn)行革新，敢于打破以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式，不是簡單的根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告來判定學(xué)生的成績，而要充分考慮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的表現(xiàn)，在團(tuán)隊(duì)配合中發(fā)揮的作用，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中提出的修改建議等具體細(xì)節(jié)決定學(xué)生的成績。成績分?jǐn)?shù)也不僅僅依賴?yán)蠋熯M(jìn)行評(píng)定，可以充分的采用團(tuán)隊(duì)模式，讓團(tuán)隊(duì)之間互評(píng)分?jǐn)?shù)，讓團(tuán)隊(duì)內(nèi)部成員之間也相互評(píng)定成績。通過不同的視角

2.4加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生大工程理念

為了使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間是聯(lián)系的，建議實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)為“流程”式項(xiàng)目，或設(shè)計(jì)由多個(gè)“流程式”小實(shí)驗(yàn)組成的大實(shí)驗(yàn)。如耐油橡膠制品研制包含階段性的工作有：根據(jù)用戶需求查閱文獻(xiàn)資料、配方及工藝設(shè)計(jì)、性能測(cè)試與分析等。對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)有配方設(shè)計(jì)、生膠塑煉、橡膠混煉、硫化條件測(cè)試、性能測(cè)試樣品制備、性能測(cè)試、制品樣件試制等實(shí)驗(yàn)。通過該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅了解每個(gè)小實(shí)驗(yàn)的目的，而且知曉實(shí)驗(yàn)間的關(guān)系，學(xué)生還熟悉材料及制品開發(fā)全過程，在無形中培養(yǎng)了學(xué)生的大工程理念，為學(xué)生解決復(fù)雜實(shí)際工程問題奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)束語

以應(yīng)用型人才目標(biāo)導(dǎo)向，通過材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教研水平，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，不斷優(yōu)化、完善材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，開展具有農(nóng)業(yè)院校特色的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合農(nóng)業(yè)院校的學(xué)科特色和重點(diǎn)發(fā)展方向，更新知識(shí)體系和教學(xué)要求，補(bǔ)充學(xué)科發(fā)展的新內(nèi)容。將為本專業(yè)的創(chuàng)新教育和發(fā)展起到重要的作用，培養(yǎng)出能獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的高素質(zhì)的高校學(xué)生。

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（作者身份證號(hào)碼：130629198604100629）