以實踐教學改革促進高素質創新人才培養

摘要實踐環節是高等教育體系中不可缺少的組成部分，本文主要探討了材料科學工程專業的實踐教學改革，提出了材料類專業的專業課程群的實踐教學模式，通過專業課程群實驗課程獨立設課的方式，設計多個與專業知識緊密相關的實驗模塊，使學生得到專業化的綜合實踐訓練，提高了動手能力和創新能力。

中圖分類號:G420文獻標識碼:A

教育部“高等學校教學質量和教學改革工程”中要求各高校應在高等教育人才培養模式、教學內容、課程體系等方面進行綜合改革研究與實踐 ，培養具有創新精神、實踐能力和創業精神的高素質人才。近年來我院在該材料科學與工程專業的人才培養模式、教學內容、課程體系、教學方法方面也開展了深入的教學改革，其中專業課程群實踐環節改革在培養學生動手能力、創新精神和創新能力發揮了重要作用。

1 國內院校專業課程群實踐環節現狀

我國現有高等學校中約有170所大學設有材料科學與工程類本科專業330個，各學校由于發展的歷史不同，形成了各自的特色。課題組采用網絡調研、實地考察和與相關人員座談交流的方式進行了廣泛調研。國內各高校對材料科學工程專業實踐環節迫切需要教改已達成一定的共識，認為該專業的課程實踐環節存在以下問題:(1)傳統方式中，各院校在專業課程的教學上大多采用理論教學和少學時的實驗相結合的方式進行，這種方式的優點是實驗與理論課程同期開設，有助于學生對課堂內容的理解;但弊病也非常明顯，其實驗項目設計往往局限于一門課程，不利于培養學生綜合性和創新性思維。(2)知識結構的拓寬，理論課程學時減少，實驗學時也大大縮水，學生沒有足夠的時間參與實踐環節的鍛煉，使得課程實驗環節流于“蜻蜓點水”。(3)專業課程學習階段，學生應該更多自主設計實驗，動手開展實驗獲得實驗結果，按照單門課程的實驗指導規范，學生設計的具有綜合性和創新性的實驗方案將根本無法通過審核。(4)傳統的課程實驗多為驗證性、演示性或操作技能性實驗，無法滿足培養高素質創新人才的要求。

2 我院材料科學工程專業課程群實踐教學現狀

材料科學工程是一門與工程實際具有緊密聯系的學科，在我院該專業的前身為金屬材料工程。以前專業課程的教學一直沿用理論教學+實驗教學的方式進行，在每門專業課中設置一定學時的實驗，由于實驗學時少，多為演示型和驗證型的實驗，且僅限于材料性能檢測以及簡單的熱處理改性方面，很難讓學生得到真正的實踐鍛煉，學生在畢業設計和工作中的實踐動手能力依舊非常欠缺，這種情況不僅不適應我院材料學科發展，也很難實現金屬與非金屬，材料與機械等其它專業的學科交叉、滲透，大大束縛了學生的自主創新性。

3 專業課程群實踐環節教學改革的思路與實現

3.1 打破傳統，構建專業課實踐教學平臺

2004年我院開始積極探討材料科學工程專業課程實踐教學改革的途徑，經多次調研和研討初步確定結合我院三級實踐教學平臺，對第三級“專業實踐平臺”進行改革，采用“專業基礎課實踐平臺”+“專業課程群實踐平臺”的方式。為保證學科基礎課和專業基礎課的學習效果，針對性隨課程開設相應的實驗項目;專業方向課程在我院往往集中在第六、七學期，考慮專業方向課程中盡量少設甚至不設實驗學時，以獨立設課的方式將專業方向課程的相關實驗整合到課程群實驗課程中，增開一門《材料科學工程專業課程群綜合實驗》課程。

3.2 優化實驗設備，實現資源共享

以往實驗資源的配置大多按課程設置，由于條塊分割，難以融通，容易導致資源的重復配置和閑置，造成資源極大浪費。學院近年來在實訓中心的建設作了較大的投入，實驗設施相對完善，實驗室管理在逐漸規范，且學院也大力在推進實驗室開放工程。“專業課程群綜合實驗”可充分利用系部甚至是學院各實訓中心的各種資源，對原有的按課程設置的實驗項目進行大幅度調整和建設，從而優化實驗設備資源，提高設備利用率;同時逐步推薦開放式實驗室建設來滿足更多的學生進行實驗研究。實驗獨立設課的模式還可改變以實驗員為主的實驗指導模式，采用教師和實驗員、不同實驗室聯合共同指導綜合實驗，實現設備資源和教師資源的相互融合，發揮優勢，共同提高。

3.3 多方溝通，確定課程教學模式

通過專業課老師之間的溝通，同時參考各實訓中心教師的意見，考慮到既要使課程群實踐環節符合我院特色，還要兼顧項目實施的可行性。我院材料科學工程學科組最終確立采用“寬、專適度”的課程群獨立實驗的實踐教學培養模式。課程群實驗項目按專業方向組織，堅持“理論與實踐結合，課程群實踐教學與畢業設計、科研項目結合”的原則，充分利用校內實踐基地，構建了“認識—訓練—創新”逐步推進的專業實踐教學模式。

3.4 集思廣益，設計課程實驗模塊

《材料科學工程課程群綜合實驗》課程的基本思路是:實驗內容應體現材料學科特色，結合我院重點建設學科方向，以“材料強韌化和表面處理技術”為核心，并融進材料工程的新方法、新技術，使實驗有新意并真正體現“綜合”的特點;研究對象應盡量做到知識性、實用性和趣味性的統一，提高和培養學生的實驗興趣。

根據前敘建設思路，課程確定實驗內容主要包括四大模塊 :(1)材料焊接實踐模塊;(2)金屬材料改性(下轉第95頁)(上接第51頁)后組織與性能分析模塊;(3)高分子材料制備和性能分析模塊;(4)材料表面處理模塊;(5)金屬腐蝕防護模塊;(6)零件失效分析模塊。其中(1)、(2)(3)為技能訓練模塊;(4)、(5)、(6)為體現專業特色和學科建設特色的自選模塊，材料表面處理模塊中模塊又包括模具表面TD處理、電火花表面沉積、電刷鍍、自熔性合金涂層制備等。為了適應綜合實驗的教學內容和方式，滿足更多的學生進行深入地實驗研究，鼓勵學生參與教師的科研項目。對自選實驗模塊的考核包括兩個方面:一是從文獻綜述、實驗方案設計、實驗報告等書面材料去考核;另一個是結合學生做實驗時的現場操作和數據記錄進行考核。

4 實踐教學改革的實施效果與改善

材料科學工程專業實踐教學改革的想法在我院2004級學生人才培養計劃中已經提出，但由于當時實施過程中暴露出一些突出的問題。鑒于此在2005級人才培養計劃進行部分調整，將一些專業課程中少實驗學時合并到課程群實驗課程中，在課程時間安排和實驗項目的選擇上也作了進一步完善，增加了備選實驗項目。目前該實踐方式已經在2005、2006級學生中實施，整體來看整個環節非常有序，學生積極性很高，實施效果非常好。改革效果從畢業設計中也很快反映出來。以前學生進行畢業論文時，由于缺乏綜合實驗能力，常常不知從何做起，不能很快地投入到課題研究中去，而且比較依賴指導教師。開設綜合實驗后，由于學生接受正規、全面的實驗訓練，學生對各類設備有了較充分的了解，科研能力有了很大的提高。學生在拿到指導教師的論文課題后，能順利地進入論文階段，馬上可以著手查閱論文所需要的文獻資料，從中選擇出完成該課題的最佳方案，實驗操作也得心應手;指導教師也覺得輕松，論文的質量顯著提高。

《材料科學工程專業課程群綜合實驗》課程使專業課實驗學時相對集中，有利于三性實驗的開出，能鼓勵學生把所學到的專業知識系統地在實驗中運用，所學過的理論知識在實驗實施中更加理解、更加清楚，并有所提高、有所發現、有所創造。該實踐模式的改革實現了 “分配學生做”到“引導學生自己做”，學生由“聽話”到“詢疑”，由“觀察員”成為“創作員”，實驗人員從“庫管員”到“服務員”的變化。學生反映:“綜合實驗與實際結合，內容豐富，很有意思。”經過不斷探索，實驗成功后學生興奮不已，反映“以往覺得實驗枯燥，現在感覺樂趣無窮。”盡管專業課程群實驗獨立設課目前尚處于嘗試階段，但經過不斷總結和及時完善，課程群綜合實驗會在創新人才的培養過程中發揮更大的作用。

基金項目:湖北省教育廳高等學校教學研究課題(20070343)

參考文獻

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