材料科學與工程專業實驗課程體系的改革論文

關于材料科學與工程專業實驗課程體系的改革論文

　　實驗教學是高校教學工作的重要組成部分， 與學科結構、課程體系和教學改革等都有著非常密切的關系， 作為理論聯系實際的重要環節， 對于大學生工程意識和創新思維的培養， 以及動手能力和分析問題解決問題能力的培養都具有非常重要的作用。由于材料學科屬于實踐性比較強的學科， 因此發揮實驗教學的作用對于材料科學與工程專業學生的培養更顯緊迫， 但由于傳統實驗教學體系中的實驗項目嚴重依附理論教學課程， 使得各個實驗項目相互獨立， 從屬性很強， 比較分散， 規模也不大，并且有的實驗項目在內容設置上重復現象嚴重， 因而非常不利于相近課程或專業知識的交叉和實驗教學內容的有機融合， 極大地影響了材料科學與工程專業創新人才的培養和限制了實驗教學作用的發揮， 已難以適應現代高等教育發展的客觀要求。

　　1 我校材料科學與工程專業實驗教學體系的現狀

　　我校材料科學與工程專業成立于20xx 年， 下設金屬材料工程、材料表面工程、材料連接技術及自動化和建筑與裝飾材料4個專業， 主要培養具備包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料及腐蝕與表面工程等材料科學與工程領域較寬的基礎知識、能在各種材料的制備、加工成型、材料結構與性能等領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝和設備設計等方面工作的應用型高級專門人才。基于這一培養目標， 我校材料科學與工程專業制定了相應的人才培養計劃， 在實驗教學環節， 主要根據各個專業培養方向設置的不同課程開設了相應的實驗項目， 隨著理論課程的進度在規定的時間內完成。但根據近幾年的實驗教學運行情況， 這種傳統的實驗教學體系非常不利于材料科學與工程專業學生的創新能力培養， 我們認為原有實驗教學體系的設置存在以下幾個方面的問題。

　　1.1 實驗項目嚴重依附理論教學課程

　　由于實驗項目嚴重依附于理論課程， 造成各個實驗相互獨立， 從屬性很強， 比較分散， 規模也不大， 并且有的實驗項目在內容設置上有重復現象。很明顯， 這種實驗項目的設置非常不利于相近課程或專業知識的交叉和實踐教學內容的有機融合。

　　1.2 實驗內容陳舊呆板， 實驗方法落后

　　由于歷史的原因， 我校材料科學與工程專業過去在教學計劃和教學大綱制定過程中， 總是把實驗學時依附于理論課總學時， 把實驗教學附屬于理論教學， 而實驗則是學生在課表排定的時間到實驗室， 在教師的指導下， 按照規定的“動作” 完成規定的任務， 得到早已估計到的實驗結果。也正是由于以往實驗課程隸屬于對應的理論課程， 實驗項目也就必然以驗證性實驗為主， 設計性、應用性、研究性實驗非常少， 而在實驗教學內容上， 也就具有理論驗證性和內容單一性的特征， 往往滯后于新知識和技術的產生， 難以適應知識快速更新的新形勢。同時， 一些教材把實驗原理、步驟， 甚至某些實驗現象都寫進實驗教材， 實驗教材的這種滯后性必然會導致實驗教學內容出現滯后現象。在實驗方法上， 實驗教師多是將實驗原理、目的、操作方法及注意事項等進行詳細的講解或示范， 學生“依葫蘆畫瓢” 地按步驟操作。這種實驗教學內容的陳舊呆板和實驗教學方法的落后， 導致許多學生僅把教學實驗當作一件任務來完成， 非常不利于學生創新思維和分析問題、解決問題能力的培養。

　　1.3 實驗課程的評價考核體系不健全

　　目前， 我校材料科學與工程專業的實驗考核方式主要是依據實驗報告， 以實驗結果的準確與否評價實驗成績而忽視了對實驗方法、實驗過程以及對分析解決問題能力的考核。由于實驗教學旨在通過實驗來加深學生對理論知識的理解和掌握， 引導學生全面掌握和深入融會知識、錘煉科學思維、培養綜合應用知識的能力和孕育創新意識， 因此重點強調的是學生實踐動手能力、分析解決問題的能力和創新思維能力的培養， 但目前我校材料科學與工程專業在進行實驗課程的考核評價時， 對這些方面的考核還注重得比較少�？己丝梢约s束和刺激學生的學習積極性， 也是對學生學習付出勞動的一種回報， 但現行的考核方式， 主要依據實驗報告來考核評價實驗課程， 對學生的約束力較弱， 無形中降低了學生對實驗類課程的重視程度， 加之現在部分學生的學習主動性不強， 因此極易造成部分學生對實驗課程不重視和互相抄襲實驗報告等問題。

　　2 我校材料科學與工程專業實驗教學體系的改革

　　基于我校材料科學與工程專業原有實驗教學體系存在的問題， 參考國內其他院校材料科學與工程專業實驗教學改革的成果， 以學校2005年人才培養計劃修訂為契機， 對原有實驗課程體系進行了改革。改革的主要中心思想是基于我校材料科學與工程專業的培養目標， 同時結合該專業擁有的儀器設備情況， 將實驗項目從理論課程中獨立出來， 建立與理論教學體系相對獨立的實驗課程體系。

　　改革后的實驗課程體系主要由基礎實驗模塊和綜合實驗模塊2部分組成， 其中基礎實驗模塊對應的課程為“材料實驗技術基礎”， 共計48學時， 主要強調學生基本知識的掌握和基本實驗技能的培養， 為后續綜合性實驗和畢業設計的開展奠定基礎。在基礎實驗模塊課程“材料實驗技術基礎” 的實驗項目設置時， 考慮到不同專業方向的培養需要， 將實驗項目分為必做實驗和選做實驗， 其中必做實驗是材料科學與工程專業所有專業培養學生都必須完成的，而選做實驗則依據不同專業培養方向的需要， 分別開設大量的實驗項目供學生選擇。綜合實驗模塊則根據不同專業培養方向， 從系統性和綜合性出發，分別開設了針對金屬材料工程、材料表面工程、材料連接技術及自動化和建筑與裝飾材料4個不同專業方向的綜合實驗課程， 即： “專業綜合性實驗A” 、“專業綜合性實驗B”、“專業綜合性實驗C”和“專業綜合性實驗D” 4門實驗課程。開設綜合實驗課程的主要目的是強調學生對專業知識的綜合理解和運用， 培養學生分析問題、解決問題和創新思維的能力。

　　基于前面的實驗課程體系改革， 將“材料實驗技術基礎” 課程安排在第6學期進行， 由于此時學生的專業基礎課程已基本上完成， 學生在實驗內容的掌握上已具備了相當的基礎， 因而實驗開展起來就比較順利。為了保證實驗過程的連續性， 將不同專業方向的綜合性實驗安排在第7學期的最后幾周進行， 由于此時學生專業課程已經學完， 因而就可以利用大學所學的專業知識對所選擇的綜合實驗項目進行系統的分析和實施。當學生完成整個實驗教學環節之后， 已進入畢業設計階段， 由于有了前面的基礎實驗和綜合實驗的鍛煉， 因此學生畢業設計的開展也是非常順利的。

　　為了保證改革后的實驗課程體系的順利執行，我校材料科學與工程專業還針對綜合實驗課程的實施步驟、實驗課程體系考核、實驗教學方法和手段改革、實驗室開放等制定了具體的實施方案。對于實驗課程體系及實驗項目的考核， 除采用傳統實驗報告形式外， 還可輔以其它靈活多變的考核形式， 如抽簽選題、現場口試、方案答辯和實驗報告答辯等， 以達到綜合、動態、真實地評定學生的實驗成績；對于實驗教學方法和手段， 將充分利用多媒體計算機技術、虛擬儀器、實驗教學CAI課件等輔助手段， 促進虛擬、仿真實驗和實際實驗的有機結合和降低實驗教學的消耗， 最大限度地提高實驗教學的效果和質量；在實驗室開放上，變原來實驗室的分散管理為集中管理， 將相近實驗室的儀器設備、人員及功能等按照材料制備、組織分析和性能檢測功能模塊進行結構整合， 同時變目前實驗室的封閉式管理為開放式管理， 全天侯開放實驗室， 盡可能提高儀器設備的利用率， 為學生實驗教學提供時間、空間、儀器設備和人員保障。

　　3 結束語

　　實驗課程體系改革作為實驗教學改革最為重要的組成部分， 最終目的是培養學生的創造性思維能力和解決實際問題的能力， 驗證與提升理論， 對學生進行實驗基本技能的訓練， 使學生掌握科學研究的基本方法。由于實驗課程體系改革及實施涉及的范圍較廣、內容較多， 所以在具體實施過程中需要方方面面的支持和合作， 而這其中領導的重視是前提， 體制改革是關鍵， 實驗技術人員的積極性和凝聚力是條件， 實驗教學管理人員的責任心和事業心是基礎， 切實可行的管理制度是保障， 理論教學人員的配合是補充。目前， 我校材料科學與工程專業的實驗課程體系雖然已進行了初步的改革， 但總的來講也還只是一個嘗試， 要想真正實現我校材料科學與工程專業實驗教學改革的總體目標， 還需要在今后的實踐中不斷修正和完善。

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