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(yè)實踐教學環(huán)節(jié)中的一門專業(yè)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(huán)節(jié)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(yǎng)計劃調(diào)整后，材料科學與工程專業(yè)理論課課時減少，因此對實踐環(huán)節(jié)提出了更高的要求，必須在實踐環(huán)節(jié)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(zhì)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(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)工程技術(shù)人才知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑和手段。進入新技術(shù)革命時代以來，面對真實世界、面向工程實踐已經(jīng)成為當今世界高等工程教育的普遍發(fā)展趨勢。如何緊緊把握這一發(fā)展趨勢，重視實踐教學環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)的質(zhì)量標準是本專業(yè)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(gòu)建起由“實踐教學環(huán)節(jié)—大學生創(chuàng)新訓練—畢業(yè)論文”幾個實踐教學環(huán)節(jié)的有機結(jié)合或互補，最終培養(yǎng)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(yǎng)模式主要是重理論輕實踐，高校教育與社會經(jīng)濟發(fā)展、生產(chǎn)實際相脫離，特別是隨著社會的發(fā)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(yè)理論知識雄厚，更要具有很強的實踐綜合能力，敢于創(chuàng)新，勇于實踐。實踐綜合能力是培養(yǎng)具有高質(zhì)量、高水平工程實踐能力和創(chuàng)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(jīng)驗，而且提高了學生的創(chuàng)新精神和就業(yè)競爭力。

實踐教學是我校的特色和傳統(tǒng)優(yōu)勢，但近幾年在學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)上，由于課程設置固有的剛性要求，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)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(chuàng)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(yè)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(yè)實踐教學環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)：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(jié)果整理分析、補充優(yōu)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(yǎng)計劃實行全學分制調(diào)整后，材料科學與工程專業(yè)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(huán)節(jié)提出了更高的要求，必須在實踐環(huán)節(jié)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(zhì)量。

2.課程建設目標

本校材料科學與工程專業(yè)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(guī)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(jié)教學方法。（4）使學生能夠通過綜合實驗的實踐環(huán)節(jié)提升專業(yè)實踐能力、創(chuàng)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(xiàn)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(yè)知識設定，并考慮與后續(xù)的學生畢業(yè)論文環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)，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(jīng)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(jié)束，兩組學生對調(diào)，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(jù)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(guī)定的時間段內(nèi)自行選擇相應的實驗時間，經(jīng)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(xié)商隨時輔導，實驗結(jié)束后自主進行實驗結(jié)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(huán)節(jié)，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(nèi)，對實驗結(jié)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(zhì)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(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。按照實驗的具體內(nèi)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(jié)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(jié)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(zhì)量控制和材料的金相檢驗方法;加深對專業(yè)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(yè)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(huán)節(jié)實施期間專用。相關試驗平臺的建立除了在本專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)使用，在非本專業(yè)實踐期間還可供材料工程學院其它專業(yè)的本科生實踐環(huán)節(jié)、本科生畢業(yè)設計、研究生的日?？蒲惺褂谩?/p>

參考文獻：

[1]王衛(wèi)偉，李蛟，張華，孫武珠，叢日敏.材料測試類課程綜合設計型實驗項目建設探索[J].教育教學論壇，2019（7）：271-272

[2]戚琳，程從前，史淑艷，趙杰，鄒龍江.基于專業(yè)認證的“金屬材料工程與技術(shù)綜合實驗”課程建設與實踐.實驗室科學，2018.21（5）：130-133

[3]孫琪.材料成型及控制工程專業(yè)綜合實驗課程建設的探討與研究.課程教育研究，2016，8：240

基金項目：上海工程技術(shù)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(yǎng)的綜合實驗訓練”（編號：p202005001）。

（上海工程技術(shù)大學材料工程學院 上海 201620）