金屬材料工程專業的實驗教學改革探索

王春霞 喻亮 武曉鸝 趙思聰 徐瑞金 阮紅

摘 要：實驗教學是培養學生綜合素質，提高學生分析、解決實際問題的能力，以及促使學生將所掌握的知識向技能轉化的重要環節，也是培養學生具有創新精神和創新能力的關鍵。針對我校金屬材料專業實驗教學中存在的問題，提出了通過改善實驗教學體系和內容、實驗教學手段、引進課外科技競賽、完善考核機制等手段，不斷提高金屬材料工程專業學生的實踐能力和創新能力。

關鍵詞：金屬材料工程;實驗教學;教學改革

Abstract：Experimental teaching plays an important part role in the process of training students' comprehensive quality，improving their ability to analyze and solve practical problems，and also promoting the transformation of their knowledge to skills.It is also vital to enhance students' innovative spirit and ability.Considered problems existing in the experimental teaching of metal material specialty in our university，this paper suggest using some measures to improve the experimental teaching system and content，putting forwarding some experimental teaching means，the introducing extracurricular technical competitions，and the improving examination mechanism，so as to continuously improve the practical and innovative abilities of students of metal material engineering specialty.

Key words：Metal material engineering;Experimental teaching;Teaching reform

我校的金屬材料工程專業始建于2009年，于2010年教育部正式批準招生，既是重點學科發展的需要，也是廣西區經濟轉型實現快速發展的需要，為此確立了以“廣西用的上，全國有特色”的金屬材料工程學科為建設目標。金屬材料工程專業是實踐性很強的學科，而實驗教學是培養學生綜合素質，提高學生動手能力和解決實際問題的能力，促使學生將所掌握的知識向技能轉化，完成由學習者到實踐者的轉化的重要環節。這一環節不僅可以鞏固和加深學生對有關理論知識的認識和理解，而且能夠培養學生嚴謹求實的科學態度、科研作風，以及創新思維的能力[1，3]。因此，要實現金屬材料工程專業建設目標，向重點大學靠攏，實驗教學在教學過程中有著舉足輕重的作用。然而，隨著金屬材料的不斷發展與創新，以及企業對工科人才工程應用能力要求的提高，越來越顯示出本專業在實驗教學中存在的問題，很大程度上影響了實驗教學的質量[4，5]。因此，我校對傳統實驗教學模式進行改革，使人才培養更好的貼近企業需求，以進一步提高教學質量。

一、我校實驗教學中存在的問題

在原有的課程體系中，實驗教學內容一般根據理論課程而設定，多為驗證型或演示型實驗，而綜合型實驗和設計型實驗較少，實驗知識點之間的相互聯系不夠緊密，缺乏整體性、系統性，使學生只理解特定實驗的操作過程及實驗結果，而不能綜合運用學到的知識，學到更完整的科學實驗方法和技能，導致學生的綜合能力和創新能力不足。并且考核要求較低，很多學生都是應付完成任務，沒有真正地學到知識和技能。在教學過程中，一般均根據實驗指導書進行教學，在實驗指導書上所用的實驗設備、耗材，實驗原理、實驗的內容和步驟，以及將要獲得的實驗數據項目都已詳細列出，使學生不會思考、分析實驗過程中的現象及問題，也不會對實驗結果進行處理及分析，實驗過程不能調動學生的主觀能動性和積極性，使得學生不會設計實驗、探索實驗，也導致學生的實驗報告的格式、內容以及所獲得的數據均基本相同。上述種種原因往往使得學生抱著興趣而來，而帶著失望而歸，并且很難適應迅速發展的市場要求和日益激勵的科技競爭的需要。

二、實驗教學改革的具體措施

面對上述問題，我校積極地采取措施，對目前的實驗教學進行大膽的改革。一是加強實驗教學師資隊伍建設，突出實驗教學的重要性。在實驗教學過程中，教師起到重要的指導與監督作用，一支具有扎實的專業理論知識和豐富的實踐經驗的實驗教師隊伍，是實驗教學能夠良好進行的保證[6，7]。因此我校一直以來重視實驗人員的培訓及深造，以提高其實驗教學能力。并引導高、中級職稱且具有豐富的實踐經驗的教師積極參與實驗教學工作，鼓勵青年教師結合其科研工作，開展創新型及設計型實驗項目，以培養創新型人才，進而提高實驗教學質量。

二是對實驗教學體系進行調整，優化實驗教學內容，增加綜合性和設計性實驗。由于金屬材料工程專業涉及材料的化學成分、工藝、微觀組織結構及性能等方面，學科內容復雜、理論抽象，而與生產實際又比較密切。為了幫助學生對理論課程內容的更好理解及鞏固，對于與理論課程內容相關的驗證性或演示性實驗，在講完該課程內容后立即進行，通過這些實驗，學生還可掌握一定的實驗技能以及儀器操作;在此基礎上，我校設置了綜合型和設計型實驗，把學生分為2～5人一小組，每個小組分配一個單獨的實驗課題，綜合性實驗的內容涵蓋材料制備、成分分析、加工工藝、微觀組織表征及性能測試等，設計性實驗可為典型零件的設計，設計內容包括零件的選材、熱處理工藝的制定、零件的結構設計、機加工等。綜合性和設計性實驗可將不同課程內容有機的結合起來，使學生可以把所學的專業知識融會貫通，并且了解其在生產實踐中的應用，把所學知識與生產實踐相結合，同時還可鍛煉學生的科研能力。

三是對實驗教學的手段進行改革。金屬材料專業與生產實踐密切相關，而某些實驗由于其難操作性及危險性難以在實驗室實施，為此我校引進了虛擬仿真軟件，如模具、鍛造、擠壓、焊接等仿真軟件，使學生可以虛擬操作大型設備并進行相應的生產加工。這樣，一方面增加學生對專業學習的興趣，同時提高學生參與實驗的積極性和主動性;另一方面可使學生對企業生產過程有了直觀的認識與了解。并且在實驗教學過程中教師講解與多媒體教學相結合，使學生更好地理解實驗過程。

四是引導學生積極參加專業的各類課外科技競賽活動，培養學生的實踐創新能力。在學校的大力支持下，我校積極引導學生參加專業的各類科技競賽，如全國大學生金相技能大賽、中國大學生材料熱處理創新創業大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等，參賽以來，我校參加的學生人數逐年增多，在這一過程中，學生受到了很好的訓練，實踐和創新能力有了明顯升高。

五是對考核機制進行改革。以往的考核機制，僅按照學生的考勤和實驗報告來評定，這樣以來，造成學生覺得只要出席及把實驗報告寫好即可，而對最重要的實驗操作及過程極其不重視。鑒于此，我校對實驗考核進行了改革，考核內容包括實驗設備的操作、實驗能力、實驗數據的處理及結果討論，強調了實驗過程參與及實驗數據分析的重要性，強化學生分析問題、解決問題的能力，達到約束和激發學生的學習積極性的目的。

總之，實驗教學質量的提高是增強學生的實際動手能力、創新意識和綜合素質的前提。作為應用型較強的金屬材料工程專業，其實驗教學質量的提高是達到厚基礎、寬口徑、高素質、強技能的金屬材料工程專業人才培養目標的關鍵，需要我們不斷地探索和實踐。

參考文獻：

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[2]石繼紅，武保林，王洪順.金屬材料工程專業多層次實驗教學的研究與實踐[J].實驗技術與管理，2009，26（9）：120-122.

[3]馬冬威，趙紅利，羅成.金屬材料工程專業綜合性實驗教學改革探討[J].中國現代教育裝備，2015，3：82-84.

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[7]李春紅，曹鵬軍.加強實驗教學，不斷提高學生創新能力—金屬材料工程專業實驗教學改革探討[J].中國科教創新導刊，2012.29：172-173.

基金項目：2017年度廣西壯族自治區教育廳頒發：“基于創新能力培養的金屬材料工程專業實驗教學探索與實踐”（項目編號：2017JGB260）

作者簡介：王春霞（1982— ），女，漢族，河北邢臺人，博士，講師，研究方向：金屬材料工程;武曉鸝（1983— ），女，漢族，山西大同人，博士，副研究員，研究方向：無機非金屬材料工程;趙思聰（1988— ），女，漢族，河北定州人，碩士，助理研究員，研究方向：高校思想政治教育與管理;喻亮（1976— ），男，漢族，四川瀘州人，博士，副教授，研究方向：金屬材料工程;徐瑞金（1981— ），女，漢族，福建莆田人，碩士，中級，助理研究員;阮紅（1985— ），女，漢族，江西新余人，碩士，助理研究員。