金屬材料工程專業實驗課新教學模式思考

于心瀧，馬春陽，馬志鵬

(東北石油大學 機械科學與工程學院，黑龍江 大慶 163318)

金屬材料工程專業是兼顧理論與教學實踐的一門學科，是與社會生產實踐緊密聯系在一起的專業，因此，培育和提高學生具有較強的實踐能力是培養材料創新型人才的重要特征。由于金屬材料工程專業屬于實踐性較強的學科，通過實驗課的學習，可以更好地掌握金屬材料的相關知識，進一步加強學生對金屬材料專業的認知能力，增進學生對金屬材料專業的學習興趣。

1 金屬材料工程專業的實驗教學現狀與存在的問題

在以往的實驗教學體系中，實驗教學只是理論教學的附屬課程，不僅是從事理論教學的教師有這樣的觀點，很多實驗教師也存在這樣的想法。由于學校主觀上不重視實驗教學，再加上實驗教師不積極的教學態度，導致很多高校根據以前的實驗教學經驗，普遍采用單一的教學方法，實驗主體多采用驗證性的模式進行實驗教學。很多學生對這種實驗課程毫無興趣，僅把實驗當作一項任務來完成。這種實驗教學模式就是典型的灌輸式教學，它嚴重地阻礙了學生思維創新能力的提高。特別是在學生的畢業論文設計階段，學生對于涉及到的一些實際問題或者面對相關的科學實驗沒有清晰的思路，對于畢業設計中遇到的困難往往準備不足，沒有解決相應問題的辦法。

2 實驗教學新的發展模式

學生是實驗教學的主體，只有發揮學生的主觀能動性，調動其參與的積極性，啟發其創新思維，設置綜合性的多樣化實驗，激發學生的潛能，才能培養出知識、能力、素質全面提高的創新性人才。因此，材料實踐教學中的側重點一定要從學生的角度出發，要設計出符合學生發展情況的實驗內容，要設計出材料專業特色的實驗模塊及項目。圖1顯示了我校金屬材料工程專業改革后的實驗課程體系設置情況。

圖1 金屬材料工程專業實驗課程體系組成Fig.1 Composition of experiment course system of metal material engineering

從圖1中可以看出，改革后，實驗教學環節分成三個模塊，分別是“基礎性實驗模塊”、“綜合類實驗模塊”、“創新類實驗模塊”，其中“基礎性實驗模塊”32學時，主要是金屬材料工程專業本科教學計劃中重要的實踐性教學環節，目的是使學生全面了解金屬材料專業所涉及行業的基本概況、生產工藝流程、技術裝置設備，了解金屬材料的用途、成分性能和制造加工方法，明確專業學習的方向，為后續專業課程的學習打下基礎。“基礎性實驗模塊”分成必修類及選修類實驗項目，學生可以根據自己的喜好和興趣選擇不同的實驗類型，調動了學生對實驗課程的積極性。“綜合類實驗模塊”涵蓋三部分，分別是材料成型實驗、材料焊接實驗、材料腐蝕實驗。“綜合類實驗模塊”中每一項分別為32學時，強調理論聯系實際，加強實驗和科技活動等實踐環節，從而開拓學生的創造能力。“創新類實驗模塊”共48學時，主要是為綜合運用金屬材料工程專業所學的專業知識，訓練學生的實踐能力，提高創新意識，啟迪創意思維，提升創造能力，培養創新精神，特開設材料創新實驗課程。

從以上的實驗課程可以看出，改革后的材料實驗課程從原來的以驗證性為主體的傳統實驗教學模式逐漸過渡到綜合類實驗，再到創新類實驗的模式。通過改革充分地調動了學生的實踐動手能力，培養學生探索及創新的意識[1]。

以上三個模塊都有各自的培養要求，要在不同階段采取不同的實驗教學方法。

2.1 基礎性實驗模塊

基礎性實驗模塊中主要是培養學生的專業知識和理論基礎，加深學生對理論教學知識的理解，通過驗證性實驗來驗證理論教學中的相關定律、定理和基本概念，掌握實驗基本操作方法以及儀器設備的使用，讓學生具備一定的實驗操作技能，為后續的“綜合類實驗、創新類實驗”打下堅實基礎。

2.2 綜合類實驗模塊

綜合類實驗模塊分成三類，其中，材料成型實驗側重于完成材料設計、制備及加工工藝流程的設計，并體現創新意識。材料焊接實驗以被焊材料為主線，通過焊接方法選擇、焊接工藝制定、焊接性分析、接頭組織觀察、應力和變形的測量與控制、焊接質量評價的一系列實驗過程，完成焊接基礎的實驗綜合訓練。材料腐蝕實驗主要培養學生對所學金屬腐蝕電化學基本原理與測試方法的認識和理解，具備觀察現象、正確采集記錄數據、分析處理實驗結果的能力。

2.3 創新類實驗模塊

創新類實驗模塊主要是培養學生的創新意識和能力，通過學生業余時間自主到實驗室從事實驗工作，讓學生通過查閱文獻，提出自己感興趣的課題，然后針對所涉及的課題進行相關實驗、論證以及論文的撰寫。也可以讓學生們參與到一些全國性的大賽中，比如“全國金相大賽”、“中國大學生材料熱處理知識與技能大賽”等項目，通過以賽代練的方式，使學生們更好地融入到實驗創新的模式中，構建一個更加完備、成熟的實驗體系，讓學生們進一步開拓視野，提升創新能力[2]。

3 實驗教學評價考核體系的發展

對實驗教學的新模式改革，還要兼顧實驗教學考核評價體系的發展。我校金屬材料工程專業的實驗考核評價方式主要依據學生撰寫的實驗報告，這種考核形式不適應改革后對學生參與實驗的客觀評價[3]。

改革后的實驗教學要根據不同的實驗模塊采用不同的考核模式。“基礎性實驗模塊”主要對學生的實驗操作規范、實驗紀律、實驗結果進行評價。“綜合類實驗模塊”主要依據實驗方案的合理性、實驗操作過程的規范性、數據結果的處理方式等進行考核。“創新類實驗模塊”應根據學生查閱文獻的情況，依據實驗設計的科學性、創新性等要求，判斷學生進行實驗的可行性，并提交相關實驗的可行性報告。針對以上的實驗模塊，制定相應的考核評價方法，并按照相應的評價標準進行考核，按照一定比例記入總成績。這種靈活的、適應新形式的實驗考核機制更能客觀、真實地評價學生的動手能力、創新能力。

4 結語

實驗教學改革在實踐過程中不單要依靠學校的支持、教師的努力和熱情，更需要的是學生能夠積極主動地參與到實驗教學環節。對于實驗教學模式的改革、完善實驗效果的評價體系等還需要在實踐過程中進一步探索與研究。