淺析《材料科學綜合實驗》實踐課程建設

張有鳳 何亮 林文松

摘要：《材料科學綜合實驗》實踐課程是我校材料科學與工程專業實踐教學環節中的一門專業必修課程，在整個課程體系中起著很重要的作用。這一實踐環節安排在《材料科學基礎》和《材料檢驗》理論課程教學之后，自2014年培養計劃調整后，材料科學與工程專業理論課課時減少，因此對實踐環節提出了更高的要求，必須在實踐環節使基礎知識得到鞏固和擴展強化，以保證和進一步提高教學質量。本文基于以上原因分析了該門課程建設的背景、目標、實施方案及預期效果。

關鍵詞：材料科學綜合實驗;實踐課程建設

實踐教學建設是工程類專業人才培養的重要環節，是實現工程技術人才知識、能力、素質協調發展的重要途徑和手段。進入新技術革命時代以來，面對真實世界、面向工程實踐已經成為當今世界高等工程教育的普遍發展趨勢。如何緊緊把握這一發展趨勢，重視實踐教學環節，探索推進實踐教學建設與改革，進一步明確實踐教學改革的指導思想，完善其教學體系，大力加強實踐教學建設，建立各個實踐教學環節的質量標準是本專業面臨的實際問題。此次實踐課程建設是在滿足相關課程的基礎上，不斷完善和深化，最終構建起由“實踐教學環節—大學生創新訓練—畢業論文”幾個實踐教學環節的有機結合或互補，最終培養學生的實踐綜合能力和獨立思考能力。以下分別探討此次課程建設的背景、目標、實施方案及預期效果。

1.課程建設背景

以往高校人才的培養模式主要是重理論輕實踐，高校教育與社會經濟發展、生產實際相脫離，特別是隨著社會的發展及高校擴招，學生面臨的競爭越來越激烈，找工作的壓力也越來越大，這就要求當代大學生要與時俱進，不僅要求專業理論知識雄厚，更要具有很強的實踐綜合能力，敢于創新，勇于實踐。實踐綜合能力是培養具有高質量、高水平工程實踐能力和創新精神的必要形式，是高等教育的必要延伸和補充，通過實踐綜合能力的鍛煉，不但增加了學生的實踐閱歷和實踐經驗，而且提高了學生的創新精神和就業競爭力。

實踐教學是我校的特色和傳統優勢，但近幾年在學生創新創業能力培養上，由于課程設置固有的剛性要求，與創新創業能力培養要求自由的氛圍和寬松的組織形式還有一定的矛盾，學生的創新精神與實踐能力仍有待于進一步提高。本課程是材料科學專業的實踐教學課程，是單獨設置的設計性實驗課，要求學生獨立完成實驗，因此獨立思考是進入本專業實踐教學環節學生必備的能力之一。

本校目前的《材料科學綜合實驗》實踐環節安排在《材料科學基礎》和《材料檢驗》理論課程教學之后，集中三周時間進行綜合實驗。綜合試驗主要包括以下環節：安排題目;實驗方案檢查與修改;實驗技能培訓;實驗操作;實驗結果整理分析、補充優化，撰寫實驗報告;實驗報告檢查、補充;學生答辯等幾個階段。自2014年培養計劃實行全學分制調整后，材料科學與工程專業理論課課時大大縮減，總學分由190學分縮減為165學分。理論課時的減少對實踐環節提出了更高的要求，必須在實踐環節得以加強，使基礎知識在設計實踐中得到鞏固和擴展強化，以保證和進一步提高教學質量。

2.課程建設目標

本校材料科學與工程專業開設《材料科學綜合實驗》近五年以來，從未進行過專項建設。本項目將在實踐課程歷年積累基礎上，以本次教學建設為依托，達到以下目標：（1）通過建設進一步完善和規范教學文件;（2）通過教學建設方案的制定和實施提高教學隊伍指導材料科學綜合實驗的能力，完善教學隊伍建設;（3）豐富實驗題目，改進綜合實驗的教學方法和手段，總結教學方法。（4）使學生能夠通過綜合實驗的實踐環節提升專業實踐能力、創新設計能力、實踐綜合能力和獨立思考能力，能綜合運用各種現代實驗手段解決分析問題。

3.課程建設方案

本實驗課程由老師設定好一系列題目，實驗題目圍繞大學前三年所學基礎知識和專業知識設定，并考慮與后續的學生畢業論文環節相銜接，通過每人不同的題目要求，自行設計實驗方案，查找文獻，獨立完成實驗并寫出實驗報告。作為開放式綜合設計性實踐教學環節，本項目由授課教師和實驗室人員負責材料制樣室、金相攝影室、硬度試驗室和熱處理試驗室的使用和維護。經過集中布置任務、安排題目、文獻檢索、查資料、初步確定實驗方案;領取實驗樣品過后，進入試驗技能培訓階段，學生分兩組在不同的試驗室進行培訓，每組培訓有兩名教師負責;培訓結束，兩組學生對調，再進行另一組培訓。之后學生進行具體的實驗操作階段，此階段學生無需集中在某一實驗室，可根據自己的實驗題目和實驗方案選擇先進行某些實驗項目，并在教師規定的時間段內自行選擇相應的實驗時間，經指導教師確認實驗方案無誤后可自主進行訓練，在實驗過程中可與指導教師協商隨時輔導，實驗結束后自主進行實驗結果分析，撰寫實驗報告上交指導教師，并在最后進行答辯教學環節，綜合考察學生對該項目的獨立完成能力和獨立思考能力。學生也可在訓練時間段內，對實驗結果不理想的樣品重復進行實驗，分析其原因，更好的鞏固所學理論和實踐知識。

4.預期效果

通過本課程的學習使學生了解一般材料的成分、組織及性能的關系，熟悉材料的熱處理工藝、質量控制和材料的金相檢驗方法，掌握熱處理和金相檢驗常用設備的操作。該課程的最終目的是使學生的動手能力、實驗能力、分析問題等綜合能力得到鍛煉與提高，促進創新精神、創新意識、創新能力的培養。按照實驗的具體內容由主講教師對學生先進行熱處理技能培訓、金相試樣制備培訓、金相攝影技能培訓和硬度測試培訓，培訓結束后整個實驗過程由學生處于自主地位，從最初的文獻資料查閱，到具體的實驗操作及結束后的試驗報告的撰寫，教師給予學生指導和輔助建議，從而鍛煉學生的獨立思考能力和實踐綜合能力。通過本課程的學習，學生可具備：從全局的角度，思考問題、解決問題的意識;了解一般材料的成分、組織及性能的關系;掌握熱處理和金相檢驗常用設備的操作;熟悉材料的熱處理工藝、質量控制和材料的金相檢驗方法;加深對專業知識的理解和綜合應用，掌握科學研究的基本方法和實驗手段，為畢業論文作好準備。本實踐教學項目建成后，將建立《材料科學綜合實驗》實踐教學項目一系列教學文件，并建立金相制備、金相攝影、硬度測試和熱處理實驗室等試驗平臺，在該實踐環節實施期間專用。相關試驗平臺的建立除了在本專業的實踐環節使用，在非本專業實踐期間還可供材料工程學院其它專業的本科生實踐環節、本科生畢業設計、研究生的日常科研使用。

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基金項目：上海工程技術大學教學建設項目“基于實踐綜合能力和獨立思考能力培養的綜合實驗訓練”（編號：p202005001）。

（上海工程技術大學材料工程學院 上海 201620）