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摘要实践环节是高等教育体系中不可缺少的组成部分,本文主要探讨了材料科学工程专业的实践教学改革,提出了材料类专业的专业课程群的实践教学模式,通过专业课程群实验课程独立设课的方式,设计多个与专业知识紧密相关的实验模块,使学生得到专业化的综合实践训练,提高了动手能力和创新能力。
中图分类号:G420文献标识码:A
教育部“高等学校教学质量和教学改革工程”中要求各高校应在高等教育人才培养模式、教学内容、课程体系等方面进行综合改革研究与实践 ,培养具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才。近年来我院在该材料科学与工程专业的人才培养模式、教学内容、课程体系、教学方法方面也开展了深入的教学改革,其中专业课程群实践环节改革在培养学生动手能力、创新精神和创新能力发挥了重要作用。
1 国内院校专业课程群实践环节现状
我国现有高等学校中约有170所大学设有材料科学与工程类本科专业330个,各学校由于发展的历史不同,形成了各自的特色。课题组采用网络调研、实地考察和与相关人员座谈交流的方式进行了广泛调研。国内各高校对材料科学工程专业实践环节迫切需要教改已达成一定的共识,认为该专业的课程实践环节存在以下问题:(1)传统方式中,各院校在专业课程的教学上大多采用理论教学和少学时的实验相结合的方式进行,这种方式的优点是实验与理论课程同期开设,有助于学生对课堂内容的理解;但弊病也非常明显,其实验项目设计往往局限于一门课程,不利于培养学生综合性和创新性思维。(2)知识结构的拓宽,理论课程学时减少,实验学时也大大缩水,学生没有足够的时间参与实践环节的锻炼,使得课程实验环节流于“蜻蜓点水”。(3)专业课程学习阶段,学生应该更多自主设计实验,动手开展实验获得实验结果,按照单门课程的实验指导规范,学生设计的具有综合性和创新性的实验方案将根本无法通过审核。(4)传统的课程实验多为验证性、演示性或操作技能性实验,无法满足培养高素质创新人才的要求。
2 我院材料科学工程专业课程群实践教学现状
材料科学工程是一门与工程实际具有紧密联系的学科,在我院该专业的前身为金属材料工程。以前专业课程的教学一直沿用理论教学+实验教学的方式进行,在每门专业课中设置一定学时的实验,由于实验学时少,多为演示型和验证型的实验,且仅限于材料性能检测以及简单的热处理改性方面,很难让学生得到真正的实践锻炼,学生在毕业设计和工作中的实践动手能力依旧非常欠缺,这种情况不仅不适应我院材料学科发展,也很难实现金属与非金属,材料与机械等其它专业的学科交叉、渗透,大大束缚了学生的自主创新性。
3 专业课程群实践环节教学改革的思路与实现
3.1 打破传统,构建专业课实践教学平台
2004年我院开始积极探讨材料科学工程专业课程实践教学改革的途径,经多次调研和研讨初步确定结合我院三级实践教学平台,对第三级“专业实践平台”进行改革,采用“专业基础课实践平台”+“专业课程群实践平台”的方式。为保证学科基础课和专业基础课的学习效果,针对性随课程开设相应的实验项目;专业方向课程在我院往往集中在第六、七学期,考虑专业方向课程中尽量少设甚至不设实验学时,以独立设课的方式将专业方向课程的相关实验整合到课程群实验课程中,增开一门《材料科学工程专业课程群综合实验》课程。
3.2 优化实验设备,实现资源共享
以往实验资源的配置大多按课程设置,由于条块分割,难以融通,容易导致资源的重复配置和闲置,造成资源极大浪费。学院近年来在实训中心的建设作了较大的投入,实验设施相对完善,实验室管理在逐渐规范,且学院也大力在推进实验室开放工程。“专业课程群综合实验”可充分利用系部甚至是学院各实训中心的各种资源,对原有的按课程设置的实验项目进行大幅度调整和建设,从而优化实验设备资源,提高设备利用率;同时逐步推荐开放式实验室建设来满足更多的学生进行实验研究。实验独立设课的模式还可改变以实验员为主的实验指导模式,采用教师和实验员、不同实验室联合共同指导综合实验,实现设备资源和教师资源的相互融合,发挥优势,共同提高。
3.3 多方沟通,确定课程教学模式
通过专业课老师之间的沟通,同时参考各实训中心教师的意见,考虑到既要使课程群实践环节符合我院特色,还要兼顾项目实施的可行性。我院材料科学工程学科组最终确立采用“宽、专适度”的课程群独立实验的实践教学培养模式。课程群实验项目按专业方向组织,坚持“理论与实践结合,课程群实践教学与毕业设计、科研项目结合”的原则,充分利用校内实践基地,构建了“认识—训练—创新”逐步推进的专业实践教学模式。
3.4 集思广益,设计课程实验模块
《材料科学工程课程群综合实验》课程的基本思路是:实验内容应体现材料学科特色,结合我院重点建设学科方向,以“材料强韧化和表面处理技术”为核心,并融进材料工程的新方法、新技术,使实验有新意并真正体现“综合”的特点;研究对象应尽量做到知识性、实用性和趣味性的统一,提高和培养学生的实验兴趣。
根据前叙建设思路,课程确定实验内容主要包括四大模块 :(1)材料焊接实践模块;(2)金属材料改性(下转第95页)(上接第51页)后组织与性能分析模块;(3)高分子材料制备和性能分析模块;(4)材料表面处理模块;(5)金属腐蚀防护模块;(6)零件失效分析模块。其中(1)、(2)(3)为技能训练模块;(4)、(5)、(6)为体现专业特色和学科建设特色的自选模块,材料表面处理模块中模块又包括模具表面TD处理、电火花表面沉积、电刷镀、自熔性合金涂层制备等。为了适应综合实验的教学内容和方式,满足更多的学生进行深入地实验研究,鼓励学生参与教师的科研项目。对自选实验模块的考核包括两个方面:一是从文献综述、实验方案设计、实验报告等书面材料去考核;另一个是结合学生做实验时的现场操作和数据记录进行考核。
4 实践教学改革的实施效果与改善
材料科学工程专业实践教学改革的想法在我院2004级学生人才培养计划中已经提出,但由于当时实施过程中暴露出一些突出的问题。鉴于此在2005级人才培养计划进行部分调整,将一些专业课程中少实验学时合并到课程群实验课程中,在课程时间安排和实验项目的选择上也作了进一步完善,增加了备选实验项目。目前该实践方式已經在2005、2006级学生中实施,整体来看整个环节非常有序,学生积极性很高,实施效果非常好。改革效果从毕业设计中也很快反映出来。以前学生进行毕业论文时,由于缺乏综合实验能力,常常不知从何做起,不能很快地投入到课题研究中去,而且比较依赖指导教师。开设综合实验后,由于学生接受正规、全面的实验训练,学生对各类设备有了较充分的了解,科研能力有了很大的提高。学生在拿到指导教师的论文课题后,能顺利地进入论文阶段,马上可以着手查阅论文所需要的文献资料,从中选择出完成该课题的最佳方案,实验操作也得心应手;指导教师也觉得轻松,论文的质量显著提高。
《材料科学工程专业课程群综合实验》课程使专业课实验学时相对集中,有利于三性实验的开出,能鼓励学生把所学到的专业知识系统地在实验中运用,所学过的理论知识在实验实施中更加理解、更加清楚,并有所提高、有所发现、有所创造。该实践模式的改革实现了 “分配学生做”到“引导学生自己做”,学生由“听话”到“询疑”,由“观察员”成为“创作员”,实验人员从“库管员”到“服务员”的变化。学生反映:“综合实验与实际结合,内容丰富,很有意思。”经过不断探索,实验成功后学生兴奋不已,反映“以往觉得实验枯燥,现在感觉乐趣无穷。”尽管专业课程群实验独立设课目前尚处于尝试阶段,但经过不断总结和及时完善,课程群综合实验会在创新人才的培养过程中发挥更大的作用。
基金项目:湖北省教育厅高等学校教学研究课题(20070343)
参考文献
[1]张锐,关绍康,申长雨.注重基础建设 强化实践创新 提高综合素质——材料科学与工程学院实践教学改革随想[J].实验室科学,2006(4):6-7.
[2]吴玉程.合肥工业大学与斯图加特大学材料科学专业课程设置比较分析研究[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2007.21(1):24-29.
[3]叶宏,闫忠琳.材料科学与工程专业实践教学环节的现状与对策[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2007(2):126-127.
[4]杨明波,杨惠,唐丽文等.材料科学与工程专业实验课程体系的改革[J].实验技术与管理,2007.24(1):8-10.
[5]郑举功,杨婷.材料科学与工程专业实践教学的探索[J].化工高等教育,2005(2):24-26.
[6]廖其龙.卢忠远.易勇. 材料科学与工程专业实验教学改革探索[J].实验科学与技术,2008.6(4):321-323.
[7]纪朝晖.对建立材料科学类专业实践教学体系的思考[J].实验室研究与探索,2003.22(5):52-54.
[8]刘天模,冯大碧,郑忠.材料类课程配套实验课改革的探讨[J]. 重庆大学学报(社会科学版),2001.7(5):169-171.
中图分类号:G420文献标识码:A
教育部“高等学校教学质量和教学改革工程”中要求各高校应在高等教育人才培养模式、教学内容、课程体系等方面进行综合改革研究与实践 ,培养具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才。近年来我院在该材料科学与工程专业的人才培养模式、教学内容、课程体系、教学方法方面也开展了深入的教学改革,其中专业课程群实践环节改革在培养学生动手能力、创新精神和创新能力发挥了重要作用。
1 国内院校专业课程群实践环节现状
我国现有高等学校中约有170所大学设有材料科学与工程类本科专业330个,各学校由于发展的历史不同,形成了各自的特色。课题组采用网络调研、实地考察和与相关人员座谈交流的方式进行了广泛调研。国内各高校对材料科学工程专业实践环节迫切需要教改已达成一定的共识,认为该专业的课程实践环节存在以下问题:(1)传统方式中,各院校在专业课程的教学上大多采用理论教学和少学时的实验相结合的方式进行,这种方式的优点是实验与理论课程同期开设,有助于学生对课堂内容的理解;但弊病也非常明显,其实验项目设计往往局限于一门课程,不利于培养学生综合性和创新性思维。(2)知识结构的拓宽,理论课程学时减少,实验学时也大大缩水,学生没有足够的时间参与实践环节的锻炼,使得课程实验环节流于“蜻蜓点水”。(3)专业课程学习阶段,学生应该更多自主设计实验,动手开展实验获得实验结果,按照单门课程的实验指导规范,学生设计的具有综合性和创新性的实验方案将根本无法通过审核。(4)传统的课程实验多为验证性、演示性或操作技能性实验,无法满足培养高素质创新人才的要求。
2 我院材料科学工程专业课程群实践教学现状
材料科学工程是一门与工程实际具有紧密联系的学科,在我院该专业的前身为金属材料工程。以前专业课程的教学一直沿用理论教学+实验教学的方式进行,在每门专业课中设置一定学时的实验,由于实验学时少,多为演示型和验证型的实验,且仅限于材料性能检测以及简单的热处理改性方面,很难让学生得到真正的实践锻炼,学生在毕业设计和工作中的实践动手能力依旧非常欠缺,这种情况不仅不适应我院材料学科发展,也很难实现金属与非金属,材料与机械等其它专业的学科交叉、渗透,大大束缚了学生的自主创新性。
3 专业课程群实践环节教学改革的思路与实现
3.1 打破传统,构建专业课实践教学平台
2004年我院开始积极探讨材料科学工程专业课程实践教学改革的途径,经多次调研和研讨初步确定结合我院三级实践教学平台,对第三级“专业实践平台”进行改革,采用“专业基础课实践平台”+“专业课程群实践平台”的方式。为保证学科基础课和专业基础课的学习效果,针对性随课程开设相应的实验项目;专业方向课程在我院往往集中在第六、七学期,考虑专业方向课程中尽量少设甚至不设实验学时,以独立设课的方式将专业方向课程的相关实验整合到课程群实验课程中,增开一门《材料科学工程专业课程群综合实验》课程。
3.2 优化实验设备,实现资源共享
以往实验资源的配置大多按课程设置,由于条块分割,难以融通,容易导致资源的重复配置和闲置,造成资源极大浪费。学院近年来在实训中心的建设作了较大的投入,实验设施相对完善,实验室管理在逐渐规范,且学院也大力在推进实验室开放工程。“专业课程群综合实验”可充分利用系部甚至是学院各实训中心的各种资源,对原有的按课程设置的实验项目进行大幅度调整和建设,从而优化实验设备资源,提高设备利用率;同时逐步推荐开放式实验室建设来满足更多的学生进行实验研究。实验独立设课的模式还可改变以实验员为主的实验指导模式,采用教师和实验员、不同实验室联合共同指导综合实验,实现设备资源和教师资源的相互融合,发挥优势,共同提高。
3.3 多方沟通,确定课程教学模式
通过专业课老师之间的沟通,同时参考各实训中心教师的意见,考虑到既要使课程群实践环节符合我院特色,还要兼顾项目实施的可行性。我院材料科学工程学科组最终确立采用“宽、专适度”的课程群独立实验的实践教学培养模式。课程群实验项目按专业方向组织,坚持“理论与实践结合,课程群实践教学与毕业设计、科研项目结合”的原则,充分利用校内实践基地,构建了“认识—训练—创新”逐步推进的专业实践教学模式。
3.4 集思广益,设计课程实验模块
《材料科学工程课程群综合实验》课程的基本思路是:实验内容应体现材料学科特色,结合我院重点建设学科方向,以“材料强韧化和表面处理技术”为核心,并融进材料工程的新方法、新技术,使实验有新意并真正体现“综合”的特点;研究对象应尽量做到知识性、实用性和趣味性的统一,提高和培养学生的实验兴趣。
根据前叙建设思路,课程确定实验内容主要包括四大模块 :(1)材料焊接实践模块;(2)金属材料改性(下转第95页)(上接第51页)后组织与性能分析模块;(3)高分子材料制备和性能分析模块;(4)材料表面处理模块;(5)金属腐蚀防护模块;(6)零件失效分析模块。其中(1)、(2)(3)为技能训练模块;(4)、(5)、(6)为体现专业特色和学科建设特色的自选模块,材料表面处理模块中模块又包括模具表面TD处理、电火花表面沉积、电刷镀、自熔性合金涂层制备等。为了适应综合实验的教学内容和方式,满足更多的学生进行深入地实验研究,鼓励学生参与教师的科研项目。对自选实验模块的考核包括两个方面:一是从文献综述、实验方案设计、实验报告等书面材料去考核;另一个是结合学生做实验时的现场操作和数据记录进行考核。
4 实践教学改革的实施效果与改善
材料科学工程专业实践教学改革的想法在我院2004级学生人才培养计划中已经提出,但由于当时实施过程中暴露出一些突出的问题。鉴于此在2005级人才培养计划进行部分调整,将一些专业课程中少实验学时合并到课程群实验课程中,在课程时间安排和实验项目的选择上也作了进一步完善,增加了备选实验项目。目前该实践方式已經在2005、2006级学生中实施,整体来看整个环节非常有序,学生积极性很高,实施效果非常好。改革效果从毕业设计中也很快反映出来。以前学生进行毕业论文时,由于缺乏综合实验能力,常常不知从何做起,不能很快地投入到课题研究中去,而且比较依赖指导教师。开设综合实验后,由于学生接受正规、全面的实验训练,学生对各类设备有了较充分的了解,科研能力有了很大的提高。学生在拿到指导教师的论文课题后,能顺利地进入论文阶段,马上可以着手查阅论文所需要的文献资料,从中选择出完成该课题的最佳方案,实验操作也得心应手;指导教师也觉得轻松,论文的质量显著提高。
《材料科学工程专业课程群综合实验》课程使专业课实验学时相对集中,有利于三性实验的开出,能鼓励学生把所学到的专业知识系统地在实验中运用,所学过的理论知识在实验实施中更加理解、更加清楚,并有所提高、有所发现、有所创造。该实践模式的改革实现了 “分配学生做”到“引导学生自己做”,学生由“听话”到“询疑”,由“观察员”成为“创作员”,实验人员从“库管员”到“服务员”的变化。学生反映:“综合实验与实际结合,内容丰富,很有意思。”经过不断探索,实验成功后学生兴奋不已,反映“以往觉得实验枯燥,现在感觉乐趣无穷。”尽管专业课程群实验独立设课目前尚处于尝试阶段,但经过不断总结和及时完善,课程群综合实验会在创新人才的培养过程中发挥更大的作用。
基金项目:湖北省教育厅高等学校教学研究课题(20070343)
参考文献
[1]张锐,关绍康,申长雨.注重基础建设 强化实践创新 提高综合素质——材料科学与工程学院实践教学改革随想[J].实验室科学,2006(4):6-7.
[2]吴玉程.合肥工业大学与斯图加特大学材料科学专业课程设置比较分析研究[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2007.21(1):24-29.
[3]叶宏,闫忠琳.材料科学与工程专业实践教学环节的现状与对策[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2007(2):126-127.
[4]杨明波,杨惠,唐丽文等.材料科学与工程专业实验课程体系的改革[J].实验技术与管理,2007.24(1):8-10.
[5]郑举功,杨婷.材料科学与工程专业实践教学的探索[J].化工高等教育,2005(2):24-26.
[6]廖其龙.卢忠远.易勇. 材料科学与工程专业实验教学改革探索[J].实验科学与技术,2008.6(4):321-323.
[7]纪朝晖.对建立材料科学类专业实践教学体系的思考[J].实验室研究与探索,2003.22(5):52-54.
[8]刘天模,冯大碧,郑忠.材料类课程配套实验课改革的探讨[J]. 重庆大学学报(社会科学版),2001.7(5):169-171.