劃轉地方院校材料類實驗中心的建設與實踐

摘要：針對大部分劃轉地方院校材料類實驗中心師資力量薄弱、平臺建設投入不足的問題，從師資隊伍的建設、共建教學與科研的實踐平臺等方面進行了探討與分析，結合西安石油大學材料科學與工程學院的發展歷程，提出了劃轉地方院校材料類實驗中心建設思路與措施，為高校實驗室改革和發展提供借鑒與參考。

關鍵詞：實驗中心；材料學科；平臺建設；實驗教學

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0276-03

對開設材料學科的高等院校來說，培養大批適應材料產業和技術飛速發展的寬口徑材料科學與工程專業人才已成為人們的共識[1]。但對于材料科學與工程這種實踐性強、投入大的學科，大部分地方高等院校的材料學科都面臨著投入不足、實驗平臺建設相對滯后、實驗教學隊伍編制少等問題，嚴重制約了材料學科人才的培養質量。特別是材料學科研究所需的一些大型儀器和設備在培養學生科學素養和創新能力、提高其綜合素質方面扮演著十分重要的角色[2]。我院根據實際情況和專業特點，通過整合院內資源，成立了材料科學與工程實驗教學中心，同時，與企業共建省級工程中心，實現資源共享，并進行了實踐，為劃轉地方院校材料類實驗中心的建設積累了一些經驗供借鑒。

一、設立材料科學與工程實驗中心背景

我校的材料科學與工程是從1986年設立的焊接專業逐漸發展起來的一個學科。2003年成立材料科學與工程系，2006年成立材料科學與工程學院，目前有焊接技術與工程、材料成型及控制工程、材料物理和金屬材料工程四個本科專業。在實驗室建設初期，借鑒同類型高校實驗室建設的成果和經驗，分別設立了材料基礎實驗室和材料加工工程、材料物理和金屬材料工程三個專業實驗室。它們共同承擔材料類的實驗教學、學生畢業設計、學生課外科技活動、教師科研工作等任務。但由于各專業成立的時間、實驗室規模及招生的數量不同，不同專業實驗室之間在設備數量、總值、人均工作量等方面的矛盾突出，嚴重影響到實驗教師工作的積極性。同時，隨著各專業的快速發展，各類實驗設備和儀器隨之增加，使設備使用、管理與實驗人員數量不足的矛盾也開始變得突出[3]。資金上，一方面由于實驗室建設經費不足，材料研究的高端的儀器設備缺乏，影響到人才的培養質量和學科的發展。另一方面，不同專業實驗室建設往往力求“小而全”，常有儀器設備、工具等重復購置，造成有限資金的浪費。為了解決上述問題，2007年我院成立了材料科學與工程實驗教學中心，并提出了院級統一管理、教師參與、校企共建、資源共享的實驗室建設與管理模式。

二、實驗中心的建設思路和措施

材料科學與工程實驗中心所需實驗設備不但涉及面廣，而且大多設備價格昂貴，可以說是一個“貴族”學科。對于大部分實驗經費不足的劃轉地方院校，找準辦學定位，設立合理的實驗教學體系，優化實驗室結構，多方籌措經費，完善、提高實驗平臺建設和管理水平應是現階段實驗中心建設的重點之一。

1.設立“大材料”的實驗教學體系。我校材料科學與工程實驗教學中心依托現有的材料科學與工程一級學科碩士點、材料加工工程省級重點學科和陜西省焊接鋼管工程技術研究中心（與寶雞石油鋼管有限責任公司共建），由學院統一管理組建材料科學與工程實驗教學中心。實驗教學體系的建立基于“材料制備及熱處理”、“材料成型加工”、“材料性能測試”、“材料組織結構表征”四個實驗平臺，分成五個層次進行建設。實驗教學體系框架見圖1。

材料基礎實驗主要包括材料科學與工程學院公共基礎課的知識以及各專業方向課中的共性知識，目的是加強共性和基礎性知識的教育。專業方向特色實驗的設置是針對每個專業學生所需的專門知識，如管線全位置焊接實驗、管線鋼組織性能測定實驗等。在此基礎上將逐漸開設《石油工程材料熱處理工藝-組織-性能分析》、《石油工程材料焊接工藝-組織-性能評定》等專業方向綜合實驗。綜合型實驗是知識體系的綜合、實驗技能的綜合和實驗設計的綜合。增加綜合性實驗所占的比例，進一步減小驗證性實驗，可以使學生充分發揮主觀能動性，避免以往為實驗而實驗、為檢測而檢測的呆板性和單一性，使材料各個學科專業之間能夠相互交叉與融合。本科畢業設計是一個實踐性非常強的教學環節，它不同于課堂講授，又有別于科研工作。在組織學生畢業設計時指導教師在重視每名學生共性發展時，還特別注重每個學生的個性發展與提高，通過開放實驗室，鼓勵學生參與教師的科研項目或自己設計、自己動手做實驗，使特別優秀的學生脫穎而出[4，5]。同時，也充分調動基礎較差學生的積極性，使其獲得自信心。科研與研究生創新實驗是提高學生創新意識和分析問題、解決問題的能力，為培養具有寬材料基礎的復合型人才奠定基礎。

2.整合資源，優化實驗室結構。劃轉地方院校的材料科學與工程大體是通過冶金與機械或金屬、非金屬、高分子三大類材料所依存的專業而建立的學科，側重于從具體應用的角度來探求新材料的性能評價與使用。這種類型的學科大都有原先專業發展殘留的痕跡，學科方向發展不均衡，如果一味追蹤材料科技前沿的基礎，往往會失去原有的特色。我院材料科學與工程實驗教學中心充分利用原先專業發展的基礎，通過資源整合，優化實驗室結構，建立“材料制備及熱處理”、“材料成型加工”、“材料性能測試”、“材料組織結構表征”四個實驗平臺。在整合實驗室的基礎上，對實驗教學的內容也進行了調整。從各專業能力培養的目標出發，調整相關學科的知識配套，使實驗教學內容能隨學科發展、國家和地方經濟建設的需要不斷更新，使一些先進的科技成果及時轉化到實驗教學中。通過對全院的實驗資源進行整合，建立開放、共享的實驗平臺，并能通過網絡進行儀器設備使用的預約，從而實現學院內實驗資源的優化配置，避免實驗室不必要的重復建設，減少資金及人力資源的浪費。

3.充分利用中省共建資金，完善實驗教學平臺。中省共建資金是財政部于2000年針對劃轉地方院校設立的“中央和地方共建高等學校專項資金”。我院根據學科及實驗教學平臺建設需要，通過認真組織、積極申報，截至2010年共獲得800萬元中省共建資金的資助。這些資金在相當程度上緩解了學生規模不斷擴大與基礎設施嚴重不足的矛盾。2008年，利用中省共建資金，通過購買萬能試驗機、示波沖擊試驗機、疲勞試驗機完善材料性能測試實驗平臺；通過購買掃描電鏡、XRD衍射分析儀等提高材料組織性能表征實驗平臺，使我院材料科學與工程實驗中心的平臺建設上升到一個新的臺階。2010年通過中央與地方共建實驗室資金建成的“國際焊接工程師實訓基地”，將理論教育與實踐相結合、專業教育與工程教育相結合，將國際焊接工程師培訓課程納入專業課程教學模塊，對在校生開展“學歷學位教育+職業資格認證”教學模式的探索與實踐，使在校生可以提前獲得從業資質，不僅提高自身專業能力和素質，而且拓寬就業渠道，增加就業機會，培養國際化焊接技術專門人才，滿足石油石化行業和陜西地方經濟建設對國際資質焊接技術人才的需求。2010年和2011年共有80余名本科生參加了國際焊接工程師培訓班，64名學生一次通過考核，并獲得由IIW頒發的國際焊接工程師資格證書，受到了哈爾濱培訓中心的好評。我院材料科學與工程實驗中心通過近幾年中省共建資金的扶持，較好地完善了實驗教學平臺。目前，實驗中心可為企業、其他高校或研究機構提供力學性能測試、金相組織分析、X射線衍射分析等技術服務。

4.開展校企合作，提高實驗平臺建設水平。校企合作的目的是要實現高校資源、企業在市場經濟條件下的合理配置和有效運行[6]。共建實踐教學平臺是校企合作辦學的重要方面。我院與寶雞石油鋼管有限責任公司焊接鋼管研究院簽訂了校企合作協議。雙方本著資產明晰、資源共享、聯合研究、成果共有的原則，共同建設“焊接鋼管工程技術研究中心”，建立校企合作技術創新體系，構建技術研究、開發平臺，為學校教育質量的提高和企業技術發展提供服務。焊接鋼管工程技術研究中心組建后，學院既可以利用寶雞石油鋼管有限責任公司鋼管研究院的產品中試生產線，又可以利用其在材料組織性能檢測分析方面的高端實驗設備和儀器，為教師和學生提供科技創新的實踐平臺；寶雞石油鋼管有限責任公司鋼管研究院可以借鑒西安石油大學在焊接鋼管領域的理論研究成果，充分發揮高校教師科研攻關的優勢，合作承擔國家和中國石油天然氣集團公司在焊接鋼管研究方面的科研項目和企業的產品開發任務，為企業的生產及產品研發提供服務。通過建立研究中心這一科技平臺，校企雙方通過優勢互補和資源共享，不但增強企業的競爭力，創造經濟效益；同時又提高了實驗平臺建設水平，增強了高校的科研實力，擴展了雙方在彼此領域的影響。2007年“焊接鋼管工程技術研究中心”被評為陜西省鋼管工程技術研究中心，校企合作實現了“雙贏”。

5.加強隊伍建設，完善實驗室管理體系。針對實驗教學中心專職實驗隊伍編制少的問題，為了保證實驗教學質量和科研服務水平，中心采取以專職實驗隊伍為主體，與兼職實驗教師相結合的互補互助建設方針。專職實驗教師隊伍將建設成為一支具有現代教育理念，掌握先進實驗教學方法和管理方法，動手能力強，結構合理的隊伍。兼職實驗隊伍采取聘用高水平的學術帶頭人、青年博士為兼職實驗教師，充實實驗教師隊伍。同時，派遣實驗技術人員到同行科研院所和高等院校學習、交流，鼓勵實驗教師到知名大學進修等一系列行之有效的措施，來加強實驗教師隊伍建設。與此同時，進一步完善實驗中心管理體系，規范儀器設備操作規程，尤其是大型設備的管理和使用，并重點加強了危害性大、涉及面廣的危險化學品類管理制度建設，保證了實驗室高效、安全地運行。

通過對實驗室進行整合、重組、優化，成立了材料科學與工程實驗教學中心，采用院一級管理體制，搭建了滿足實驗教學和科研工作的共享平臺，并與企業共建，資源共享，實現了人力、物力、社會資源的優化利用。隨著實驗中心的進一步建設和在實踐中的不斷完善，實驗中心在學生培養和服務社會方面必將發揮更大作用。

參考文獻：

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[2]劉紅星，陳福北，黃初升.高校大型儀器培養學生科研創新能力探討[J].廣西師范學院學報（自然科學版），2008，25（1）：105-108.

[3]梅建平，王仕勤，龐超明，等.材料實驗中心開放管理模式研究與實踐[J].2011，28（6）：288-291.

[4]雅菁，劉志鋒，辛穎，等.材料類專業實驗中心建設與實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗室科學，2009，（1）：27-30.

[5]汪應玲，齊西偉，羅紹華，等.材料學科實驗室建設與管理的探索[J].實驗技術與管理，2011，28（6）：300-302.

[6]傅利斌，陳愛華，鄭旭.校企合作共建科技創新平臺[J].航海教育研究，2006，（2）：24-25.

基金項目：西安石油大學“材料類實驗中心的建設與實踐”本科教學改革研究項目資助

作者簡介：周勇（1963-），男，上海市浦東新區人，博士，教授，西安石油大學材料科學與工程學院副院長，主要研究方向為材料焊接及表面工程技術。