淺論認知實習基地對材料物理專業本科生教學的重要性

劉金剛 佟望舒 陳淑靜 王珂 王琳

摘要：材料物理是中國地質大學（北京）材料科學與工程學院于2015年新增的專業。原有的認知實習基地主要是面向材料化學與材料工程兩個專業的。實踐發現，原有認知實習基地對于培養材料物理專業本科生的專業認同感以及加深對本專業的深入了解效果不顯著。文章結合學院材料物理專業的培養方案，提出了選擇適宜的認知實習基地的重要性。通過該項措施顯著提升了材料物理專業本科生對專業的了解，并積極選擇未來繼續在本專業深造。該項教學改革取得了良好的效果。

關鍵詞：材料物理；實踐教學；認知實習；實習基地

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0221-03

一、中國地質大學（北京）材料物理專業

中國地質大學（北京）材料科學與工程學院（以下簡稱“材料學院”）成立于1999年，主要是面向資源綜合利用、節能減排、低碳環保、循環經濟等國家戰略需求，以資源綜合利用與新材料（包括礦物材料、無機非金屬材料、高分子復合材料、納米功能材料等）為主要方向。2015年材料和化學2個學科進入了ESI全球排名前1%，為中國地質大學有5個學科進入ESI全球排名前1%以及建設地球科學領域世界一流大學做出了重要貢獻。材料學院設置之初，設置了材料化學與材料工程兩個專業。近年來，隨著材料科學的快速發展，涌出的眾多基礎與應用基礎問題越來越需要材料學和物理學的交叉來進行歸納、總結及創新。因此，材料物理專業應運而生。材料物理是從物理學原理出發提供材料結構、特性與性能的一門新興交叉學科[1]。材料物理是與材料化學、材料工程等專業同等重要的材料學分支之一。相對于材料化學與材料工程專業而言，材料物理專業的發展程度略顯滯后。近年來，國內高校逐漸意識到材料物理專業的重要性，逐步開始設置了材料物理專業[2-4]。中國地質大學（北京）為了進一步完善材料學院的研究方向，拓寬研究領域，2015年經教育部批準設立了材料物理專業。

材料學院材料物理專業的設置是圍繞著中國地質大學（北京）“特色加精品”的辦學理念，著重培養學生具有材料學和物理學的基礎知識，從微觀和納米尺度上研究材料的物理行為與規律，培養高性能功能材料及器件研發的專業人才。因此，材料物理專業將納米功能材料作為專業方向，以納米功能薄膜與光電功能材料及器件的研究與應用為專業特色。希望培養的學生既具備較扎實的基礎理論知識，又具有較寬的專業知識和基本技能，從業適應面廣，能在材料、新能源、光電功能器件等領域從事教學、科研、技術開發、管理及營銷等工作。

二、中國地質大學（北京）材料物理專業本科生認知實習教學實踐中存在的問題

近年來，國內相關理工科高校紛紛加強了有關實踐教學方面的研究與改革工作。實踐教學在整體教學中的權重不斷提高，各種緊跟時代發展步伐的新觀念與新技術不斷應用于材料科學與工程本科生實踐教學中。例如，張曉燕等人提出了“以科研促進教學，更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”的實踐教學模式[5]。陳松等人提出“以課程教學為基礎，引導實踐教學與課程教學有機結合的模式，并充分利用學校固有教學實踐平臺，有類別、有目的和有方向地開展專業知識教學，從而發展高效率、資源優化和科學的材料科學與工程專業實踐教學模式”[6]。任冬燕等針對高端技術技能型本科人才培養的本科教學發展趨勢，以材料科學與工程專業為例，闡述了加強實踐教學的重要性、必要性以及具體的實施方案[7]。尹翠玉等提出了通過建設穩定的校外實習基地，建設實踐教學信息與管理平臺，實踐教學手段與方法改革來提高材料科學與工程專業學生的創新實踐能力[8]。劉志雄等則針對民族地區高校材料科學與工程專業的特點，提出了實踐教學體系的創新與構建[9]。總而言之，實踐教學在材料科學與工程這樣一個多學科交叉，集理論學習、技術開發和實踐應用為一體的綜合性專業中占據著十分重要的地位[10，11]。

一般而言，目前國內高校在實踐教學方面設置的環節包括認知實習（又稱“教學實習”）、金工實習、專業實習以及畢業設計（論文）等。其中認知實習是在本科生完成基礎知識，即將開展專業知識學習的時候，通過到與本專業發展方向及專業特色十分對口的基地去參觀、學習、體驗，一方面加深對基礎知識的鞏固，另一方面去了解今后將要從事的相關工作環境，增加對將要從事的職業崗位的初步認識，例如工作崗位的一般要求，工作環境的基本條件等。因此可以說，認知實習是一座連接本科生從非專業走向專業的橋梁。這一步如果走得好，對于本專業的學生建立專業認同感具有十分重要的意義。相反，如果認知實習出現了偏頗，不僅可能使學生對即將從事的專業產生誤解，嚴重地還可能造成學生產生轉專業的想法。因此，專業認知實習是培養學生專業知識水平和綜合素質的重要環節，是促進理論與實踐相結合的重要途徑。因此，國內設置材料科學與工程專業的高校很多都將認知實習提升到了很重要的地位[12]。認知實習基地的選擇是實習取得成功的關鍵步驟，也是關系到后續學生專業認同感建立的關鍵步驟。實習基地的選擇應忠于專業培養方案，并結合本專業的發展方向。

材料學院多年來秉承學校的辦學方針，一直注重認知實習在材料科學與工程本科生培養方面的重要性。本科生培養過程中，認知實習教學環節一直被高度重視。例如，學院材料化學專業經過多年積累固定了一批從事污染物催化降解、高分子工程塑料生產與加工的企業實習基地；而材料工程專業則根據本專業研究方向選擇了從事超硬粉體、建材（水泥、玻璃、陶瓷）等企業作為認知實習基地。材料物理專業在設置之初，嘗試組織部分學生隨著其他兩個專業進行了認知實習。但實踐效果證明，這種方式無法有效地建立材料物理專業學生的專業認同感以及對未來所從事工作的感性認識，有的學生甚至萌生了轉專業的想法。

三、中國地質大學（北京）材料物理專業本科生認知實習教學改革與實踐

針對目前學院在本科生認知實習基地方面存在的關聯性不足等問題，材料物理教研室開展了積極的改革。在認知實習基地的選擇上充分考慮了如下幾個因素：（1）認知實習基地應是與材料物理專業培養方向高度一致的機構，即從事納米功能薄膜與光電功能材料及器件設計、生產、制造的企業或研究機構等。（2）在條件允許的情況下，應選擇本行業在國內處于領先或者標桿地位的企業。（3）認知實習基地應該具備專業的講解員，為實習學生講述相關材料或光電功能器件的國內外發展狀況與研究熱點、未來發展趨勢等知識，避免走馬觀花、流于形式的結果。（4）充分利用學生認知實習的機會，與實習基地建立良好的合作關系，在后續專業課設置以及將來畢業生就業方面實現一站式合作。

基于上述考慮，材料物理專業在學院的關心與幫助下，成功在北京地區聯系了北京京東方顯示技術有限公司（BOE）、北京北方微電子基地設備工藝研究中心等在納米功能薄膜與光電功能材料及器件制造與生產方面處于國內領先的實習基地。在2015級（學院第一屆）材料物理專業本科生剛剛結束了基礎課程學習，即將進入專業課程學習的時機，我們組織學生到位于北京亦莊經濟開發區的BOE進行了認知實習。下圖給出了學生們參加認知實習的情況。

BOE創立于1993年4月，是一家為信息交互和人類健康提供智慧端口產品與專業服務的物聯網公司。核心事業包括顯示與傳感器件、智慧系統、健康服務。本次同學們參觀的是與專業方向密切相關的光電顯示器件事業部。BOE在光電顯示器件制造領域處于世界領先地位，2017年，其創造了智能手機液晶顯示屏、平板電腦顯示屏、筆記本電腦顯示屏出貨量全球第一的業績。2018年第一季度又創造了液晶電視面板出貨量全球第一的業績。本次參加實習的學生們首先聆聽了BOE技術人員為同學們講述的TFT-LCD與AMOLED相關基礎知識，然后饒有興致地參觀了8.5代TFT-LCD制造線以及未來顯示技術印象館，親身體驗了顯示器件技術的發展對人類生活產生的積極影響。在隨后的實習報告中，同學們紛紛表達了對本次實習的體會以及通過本次實習對未來專業美好發展前景的展望。

筆者在后續的教學與實踐環節中一直持續關注著這屆參加了認知實習的本科生的發展動向。目前這屆學生已經完成了推薦保研階段工作。據統計，本屆材料物理專業5名推免生中，1名選擇了中國科學院物理研究所、1名選擇了中國科學院化學研究所、2名選擇了北京理工大學、1名選擇了北京大學工學院，基本都繼續在“納米功能薄膜與光電功能材料及器件”相關領域內進行深造。雖然過去了2年多的時間，但這些學生對認知實習的細節還記憶猶新。這充分證明了適宜認知實習基地的選擇對于加強本專業學生的專業認同感以及促進其未來繼續在本專業深造起到了良好的促進作用。

2018年暑期認知實習中，2016級材料物理專業本科生繼續在BOE進行了實習。與上屆學生實習不同的是本次實習中，BOE集團校園招聘部華北區的領導全程參與了實習過程，并希望借此與中國地質大學（北京）建立緊密的聯系，未來希望在畢業生的就業方面開展進一步的合作。

四、結論

隨著我國國民經濟建設步伐的不斷加快，對于兼具扎實理論基礎以及實踐創新能力的工程專業人才的需求與日俱增。多年的研究經驗表明，加強實踐教學是培養綜合性人才的必經之路。實踐教學作為工程專業教學活動的重要組成部分，勢必會受到越來越廣泛的重視。在此大環境下，如何解決好相關專業與實踐教學的匹配問題就顯得尤為重要。具體到認知實習基地的選擇這一課題上，我們通過適宜實習基地的選擇，較好地實現了材料物理專業本科生專業認同感的建立，并且對引導其未來繼續在本專業進行深造起到了良好的促進作用。實踐充分證明了該項實踐教學改革的有效性。今后我們將進一步開拓更多的高度適宜的認知實習基地，為社會培養更多的材料物理工程專業人才。

參考文獻：

[1]朱科，張文玉，肖奎，等.地方本科院校材料物理專業CDIO校企合作模式探索[J].科教導刊，2018，（5）：76-78.

[2]楊周.如何提高材料物理專業固體物理課程的教學質量[J].西部素質教育，2017，（6）：93.

[3]劉曰利，周靜.材料物理專業創新人才培養的生產實踐教學體系探索研究[J].教育教學論壇，2017，（6）：121-122.

[4]郝春成，郭小松，馬莉莉，等.基于研究性學習模式的材料物理專業主干課程群教學的改革與設計[J].青島科技大學學報（自然科學版），2017，38（增1）：213-215.

[5]張曉燕，梁益龍，李遠會，等.材料科學與工程專業的實踐教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2008，27（11）：98-100.

[6]陳松，朱德貴，楚瓏晟.材料科學與工程專業課程中的實踐教學融入和協調[J].實驗科學與技術，2017，15（5）：106-109.

[7]任冬燕，楊峰，董麗卿.高端技術技能型本科實踐教學體系初探——以材料科學與工程專業為例[J].廣州化工，2014，42（24）：157-158，191.

[8]尹翠玉，肖長發，張宇峰，等.材料科學與工程專業綜合實踐教學平臺的建設與創新[J].科教導刊，2014，（2）：96，104.

[9]劉志雄，田桂英，湯志豪，等.民族地區高校材料科學與工程專業綜合實踐教學體系的創新與構建[J].科技視界，2017，（4）：100-101.

[10]舒友，林紅衛，唐莉莉，等.以“互聯網+”雙創大賽促材料科學與工程專業實踐教學改革的探索[J].廣東化工，2018，45（6）：264，267.

[11]容建華，張秀菊，李紅，等.關于材料科學與工程專業實踐教學的思考[J].廣東化工，2010，37（4）：226-227.

[12]徐小燕，李巖，王德平.材料科學與工程專業認識實習教學改革的探索[J].廣州化工，2012，40（23）：162-164.