李志杰, 李 媛， 史桂梅, 孫維民, 劉忠菊

(沈陽工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院, 遼寧 沈陽 110870)

經(jīng)過幾十年的高速發(fā)展之后,我國(guó)經(jīng)濟(jì)近來增速漸緩,這就需要重視基礎(chǔ)研究和技術(shù)的轉(zhuǎn)化。為了培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才,亟需高校理科綜合實(shí)驗(yàn)體系的改革,這種改革目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和綜合能力。理科綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括專業(yè)實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)實(shí)踐基地、校外實(shí)踐場(chǎng)所及所有相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)和相應(yīng)的課程體系。國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校和地區(qū)政府非常重視實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐基地建設(shè),紛紛投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行建設(shè)。通過中央與地方基金擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室、更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備、修改實(shí)驗(yàn)題目和增強(qiáng)企業(yè)聯(lián)系,減少驗(yàn)證性題目、開發(fā)新的綜合性題目和具有挑戰(zhàn)性題目[1-4]。圍繞高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,借鑒國(guó)外高校的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐與企業(yè)的聯(lián)系,引進(jìn)教師科研內(nèi)容和對(duì)應(yīng)的開發(fā)設(shè)備到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中[5-8]。

高等學(xué)校理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè),能夠促進(jìn)理論與實(shí)際結(jié)合,提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和綜合能力,又符合當(dāng)今國(guó)家提倡的產(chǎn)學(xué)研合作,解決學(xué)校實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足、企業(yè)的技術(shù)水平不高和畢業(yè)生適應(yīng)工作時(shí)間長(zhǎng)的問題。同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力發(fā)展[8-11]。

1 理科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的現(xiàn)狀

現(xiàn)今,大部分高校由于實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的條件和經(jīng)費(fèi)不足,實(shí)驗(yàn)題目多是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),部分演示實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程較為死板,不能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思想；實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法與社會(huì)、生產(chǎn)一線結(jié)合不夠緊密,多數(shù)為校內(nèi)演示和企業(yè)參觀形式。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所需費(fèi)用較高,多年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程已模式化,測(cè)量數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,不能提高學(xué)生的實(shí)踐能力,對(duì)今后繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作起不到太大的作用[12]。各高校意識(shí)到實(shí)踐教學(xué)的重要價(jià)值,不斷加大實(shí)踐教學(xué)硬件環(huán)境的投入,并有了明確建設(shè)方向。但是結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品和市場(chǎng)需求,大力發(fā)展高校服務(wù)社會(huì)的職能,把理科教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建成相對(duì)獨(dú)立的、緊密結(jié)合校企合作的平臺(tái)還有很大的開發(fā)余地?，F(xiàn)階段校內(nèi)理科實(shí)踐教育基地的缺失,已導(dǎo)致理科教育教學(xué)質(zhì)量的下滑和不適應(yīng)工作崗位的需要,因此校內(nèi)理科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)多功能建設(shè)就顯得尤為重要。

2 理科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

2.1 專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

隨著《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》的制定與實(shí)施,實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在整個(gè)人才培養(yǎng)體系中地位和作用將進(jìn)一步凸顯。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系是實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中的核心要素?？紤]應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的磁性材料與技術(shù)研究方向,對(duì)本科生課程進(jìn)行調(diào)節(jié),增加永磁體材料制備與應(yīng)用方面的課程,壓縮一些理論性較強(qiáng)的課程。也加強(qiáng)一級(jí)學(xué)科物理學(xué)碩士生和功能材料博士生的磁性材料與技術(shù)課程。調(diào)整后的部分課程如表1所示。

表1 理論課程列表

同時(shí),對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課題目進(jìn)行了修改。傾向于綜合性實(shí)驗(yàn)、挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)和各實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間不同。改動(dòng)的實(shí)驗(yàn)題目如表2所示。通過課程和實(shí)驗(yàn)題目調(diào)整,組建多層次、緊密聯(lián)系和聯(lián)系實(shí)際的課程體系。有利于培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才。磁性材料磁性測(cè)試實(shí)驗(yàn)所用測(cè)試樣品是企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品,課程內(nèi)容具有一定的挑戰(zhàn)性,有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的開發(fā)。建立一套評(píng)價(jià)體系,實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定根據(jù)上課情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告,結(jié)果精確度和原因分析情況而定。對(duì)班級(jí)10%左右實(shí)驗(yàn)成績(jī)高的學(xué)生可以參加拓展實(shí)驗(yàn)—企業(yè)產(chǎn)品研制過程。

表2 實(shí)驗(yàn)題目表

2.2 校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)

為了培養(yǎng)本科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提高學(xué)生適應(yīng)今后工作的進(jìn)度,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)工程化特色發(fā)展的建設(shè)思想,以提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和綜合能力為核心,結(jié)合遼寧區(qū)域行業(yè)背景及發(fā)展需要,根據(jù)企業(yè)現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢(shì),實(shí)踐基地初步建設(shè)一條中試級(jí)別的納米級(jí)粉末冶金生產(chǎn)線，生產(chǎn)各類永磁材料,滿足學(xué)生的相關(guān)行業(yè)的基本功訓(xùn)練,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。近幾年,分別得到中央與地方建設(shè)項(xiàng)目、遼寧省教育廳教改項(xiàng)目和沈陽工業(yè)大學(xué)重點(diǎn)教改項(xiàng)目資助,在原先的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上擴(kuò)建成沈陽工業(yè)大學(xué)理學(xué)院磁性材料綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為此,就綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如何運(yùn)行制定了一系列措施,確保校內(nèi)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和企業(yè)的基地有效結(jié)合。制定相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃,并針對(duì)計(jì)劃編制實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)大綱、生產(chǎn)線的操作手冊(cè)和基地的注意事項(xiàng),規(guī)范實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)的教案和考核辦法。

校內(nèi)實(shí)習(xí)考核辦法：通過2～3人一組制備產(chǎn)品,根據(jù)完成產(chǎn)品情況和對(duì)應(yīng)的小論文進(jìn)行考核。班級(jí)進(jìn)行答辯,其中每小組成員10 min講述、8 min回答問題,加上實(shí)習(xí)期間表現(xiàn)確定成績(jī)。

生產(chǎn)線運(yùn)行模式為制備主合金,通過配料、熔煉和甩帶鑄件技術(shù)制得燒結(jié)NdFeB的磁體合金薄片,利用氫破和氣流磨使得合金薄片磨為平均粒徑3～4 μm的粉末。輔合金,采用等離子體電弧法制備過渡金屬或稀土金屬納米粉。將2種金屬或合金粉末通過真空混料機(jī)在氮?dú)鈼l件下混合均勻；在2特斯拉磁場(chǎng)中取向壓制成型和200 MPa冷等靜壓；在真空爐中燒結(jié)和熱處理成初坯,最后經(jīng)機(jī)加工和表面處理,充磁成產(chǎn)品，其工藝流程如圖1所示。

圖1 燒結(jié)NdFeB磁體制備流程

2.3 企業(yè)實(shí)習(xí)基地建設(shè)

高等院校要積極探索校內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的工程化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的校企組合新模式,由學(xué)校提供科研場(chǎng)地及人員,納米粉體制備設(shè)備、微結(jié)構(gòu)、磁性能檢測(cè)儀器和最新信息,企業(yè)提供運(yùn)行資金、工程技術(shù)人員支持和校外生產(chǎn)線實(shí)習(xí)場(chǎng)所。教師與學(xué)生到企業(yè)中了解大規(guī)模生產(chǎn)過程和企業(yè)實(shí)際困難,促進(jìn)校內(nèi)科研技術(shù)及早轉(zhuǎn)變成企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù),提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和解決學(xué)生就業(yè)問題。同時(shí),利用高校先進(jìn)檢測(cè)儀器服務(wù)社會(huì),把企業(yè)的不定量的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)庫(kù)。學(xué)校與北方重工集團(tuán)、遼寧恒德磁業(yè)有限公司、沈陽寰博磁電有限公司和撫順市先鋒永磁材料有限公司合作，建成了4個(gè)實(shí)習(xí)基地。校外基地主要提供學(xué)生參觀和教師與企業(yè)合作,解決學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和興趣。在校企合作系統(tǒng)中,以學(xué)校為主、企業(yè)為輔的合作形式培養(yǎng)學(xué)生,形成產(chǎn)學(xué)研合作新機(jī)制。學(xué)校得到教育發(fā)展和科研提升,企業(yè)得到規(guī)模擴(kuò)展和競(jìng)爭(zhēng)力提高,學(xué)生得到全面的鍛煉和就業(yè)機(jī)會(huì)。積極從合作企業(yè)聘請(qǐng)企業(yè)家、工程技術(shù)人員等作為兼職教師,定期到校介紹生產(chǎn)線情況和指導(dǎo)校內(nèi)師生具體操作設(shè)備技藝。形成校企結(jié)合的全方位創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工程教育教師隊(duì)伍。

3 理科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行的效果

3.1 人才培養(yǎng)模式的改進(jìn)

理科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)規(guī)劃體現(xiàn)現(xiàn)代工程教育的培養(yǎng)模式，其課程體系的改進(jìn),符合學(xué)科特點(diǎn)和服務(wù)社會(huì)的要求,在大學(xué)4年期間,設(shè)立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、中級(jí)物理實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)外實(shí)習(xí)、基地生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教育貫穿大學(xué)課程體系,其中理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容符合應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的實(shí)際需求。形成一個(gè)校內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的理論與實(shí)踐相結(jié)合的理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),其他學(xué)院的學(xué)生也積極參加平臺(tái)開設(shè)的拓展與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)出一批具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、綜合競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的市場(chǎng)所需人才。

在學(xué)生大二期間,引進(jìn)專業(yè)方向課程,如“永磁材料原理、制備與應(yīng)用”和“光學(xué)測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用”,并系統(tǒng)介紹專業(yè)方向?qū)嵺`課,根據(jù)企業(yè)工程設(shè)計(jì)需求及團(tuán)隊(duì)研究方向制定教學(xué)計(jì)劃。實(shí)施“校企結(jié)合化”的教學(xué)管理,保障工程與科學(xué)相結(jié)合的學(xué)習(xí)模式。為保證實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維,教學(xué)內(nèi)容緊跟教師的實(shí)際項(xiàng)目，并做相應(yīng)的變化,既訓(xùn)練了學(xué)生,同時(shí)也完成項(xiàng)目的部分工作,還能解決實(shí)踐費(fèi)用不足的矛盾。

3.2 師資隊(duì)伍科研能力的提升

從教育發(fā)展的全局看,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)仍然是發(fā)展高校教育中的薄弱環(huán)節(jié)。急需一支具有熱愛教育事業(yè)、較強(qiáng)責(zé)任心和工程實(shí)踐能力的指導(dǎo)教師隊(duì)伍。在理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)過程中,教師都充分認(rèn)識(shí)到教師職責(zé)--傳授知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí),都應(yīng)具有主動(dòng)地適應(yīng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的理念。近2年，引進(jìn)2名實(shí)踐能力較強(qiáng)的清華大學(xué)、大連理工博士生，并培養(yǎng)5名青年教師,這些教師都可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí),同時(shí)開創(chuàng)一些新的科研方向。近幾年，采取全脫產(chǎn)進(jìn)企業(yè)鍛煉的方式,先后有7名教師到對(duì)口企業(yè),參于企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)過程、生產(chǎn)流程與企業(yè)管理,受到企業(yè)高度評(píng)價(jià)。既培養(yǎng)自己科研能力,也增加了服務(wù)社會(huì)的實(shí)踐活動(dòng)。也進(jìn)一步增強(qiáng)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生的目的和能力,豐富了平臺(tái)建設(shè)內(nèi)涵和服務(wù)社會(huì)領(lǐng)域,提升了教師合作精神。

3.3 學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的提高

結(jié)合沈陽工業(yè)大學(xué)理科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的機(jī)制,借助企業(yè)行業(yè)優(yōu)勢(shì),確立應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)人才現(xiàn)代工程教育的培養(yǎng)模式。在實(shí)施過程中,實(shí)現(xiàn)校企合作共建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。校內(nèi)建成理科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工程化,校外成立企業(yè)實(shí)習(xí)基地,同時(shí)還有研究生實(shí)踐基地。學(xué)生參觀企業(yè)的生產(chǎn)流程和經(jīng)營(yíng)管理,完成校內(nèi)的理科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)習(xí),總結(jié)2周的實(shí)習(xí)活動(dòng)。學(xué)生高興地發(fā)現(xiàn)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)在產(chǎn)品制備過程中的作用,在學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)感興趣同時(shí),認(rèn)識(shí)到書到用時(shí)方恨少。在運(yùn)用專業(yè)理論觀察問題、分析問題時(shí),提升了自己實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。今年許多學(xué)生因綜合能力加強(qiáng)而被用人單位接收,一些學(xué)生就業(yè)到對(duì)應(yīng)的磁性行業(yè)。2017年比上屆高出14個(gè)百分點(diǎn),提升了本科畢業(yè)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

同時(shí),以實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為依托組織省級(jí)以上大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目12項(xiàng)；組織學(xué)生參加大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大賽等16項(xiàng)。在大學(xué)低年級(jí)學(xué)生中挑選有興趣的同學(xué)參與教師的課題組,從而達(dá)到“差異教學(xué)、特色培養(yǎng)和興趣教育”的目的。學(xué)生在校內(nèi)生產(chǎn)線上能夠制備出企業(yè)需要的多種不同產(chǎn)品,為企業(yè)解決了不適合大量生產(chǎn)的產(chǎn)品問題,從資金上保證了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的正常運(yùn)行。教師和研究生就企業(yè)產(chǎn)品改進(jìn)進(jìn)行科學(xué)研究,建立研發(fā)團(tuán)隊(duì),派遣教師和碩、博研究生到企業(yè)指導(dǎo)工作,提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,解決了企業(yè)的實(shí)際問題。

4 結(jié)語

本文對(duì)理科實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整,按照實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)不間斷和工程化的思想,完成了專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)、校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)和課程體系調(diào)整及評(píng)價(jià)體系建設(shè)等幾個(gè)方面。從大學(xué)入學(xué)的實(shí)驗(yàn)室介紹開始到大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)8個(gè)學(xué)期都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)習(xí)和參與教師的課題活動(dòng),這些具體的措施對(duì)理科專業(yè)的人才培養(yǎng)提供一個(gè)更好的平臺(tái),解決了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)忽視,對(duì)校外實(shí)習(xí)走馬觀花的現(xiàn)象。提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣、動(dòng)手能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力,達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和綜合能力強(qiáng)的復(fù)合型人才的目標(biāo)。凝聚了教師的業(yè)余時(shí)間,建立了研發(fā)團(tuán)隊(duì),為教師提供了實(shí)用的研究方向,提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,解決了企業(yè)的實(shí)際問題。