材料科學與工程專業實驗教學內容現狀及分析

王紅偉

摘要：材料是支撐國民經濟發展的三大支柱之一，歷史上重要的工業化進程無不伴隨著材料的變革與創新，當今國內外材料學科、尤其是新材料的發展可謂日新月異。材料學科作為工科專業，相關的理論和實驗結合非常緊密，在教學過程中實驗顯得非常重要，相關的理論需要由實驗來進行驗證，因此在材料專業的教學過程中需要加大實驗（實踐）教學環節的重視，全面提升本科生的實踐動手能力、思考問題的能力和解決問題的能力，注重創新理念的培養。

關鍵詞：材料科學;工程專業;實驗教學;內容現狀

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

引言

工程教育專業認證注重畢業生的工程實踐能力培養，要求高校畢業生必須覆蓋工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習十二項指標。通過工程教育專業認證的專業培養的學生需具備深入理解和解決復雜工程問題的能力。

1材料科學與工程專業實驗內容現狀

1.1實驗教學內容部分陳舊，不利于調動學生積極性

如材料制備技術實驗課程開設的苯乙烯懸浮聚合、乙酸乙烯酯的溶液聚合及紅外表征、乙酸乙烯酯的乳液聚合及表征等實驗項目，雖然十分經典，但是學生在網上或其它資料能查閱其實驗步驟，導致學生沒有好奇感，從而失去實驗主動性，降低專業愛好度。

1.2驗證性實驗比重偏大，難于滿足社會對人才的需求

如材料制備實驗課程開設的苯乙烯懸浮聚合、丙烯酰胺的溶液聚合、界面縮聚制備尼龍-610，分別驗證自由基聚合反應的懸浮聚合、溶液聚合實施方法和縮合聚合反應的界面聚合實施方法。又如材料結構與性能表征實驗課程開設的邵氏硬度測定、熱變形溫度及維卡軟化點測定、塑料簡支梁沖擊試驗，主要學習實驗儀器的操作使用，均為驗證性實驗。再如材料專業實驗課程開設的橡膠模壓實驗、熱塑性塑料模壓實驗、熱固性模壓實驗等，驗證模壓實驗、熟悉模壓實驗裝置和典型熱塑性塑料、熱固性塑料性質。以上驗證性實驗比重大，有利于鞏固理論知識和強化操作技能培訓，但是不利于培養學生的創新意識和實踐能力，難滿足用人單位對人才的需求。

1.3材料工程性實驗少，與工程專業認證要求相差較大

如材料制備技術實驗課程開設的實驗項目基本為高分子化學實驗。又如材料專業實驗課程開設的苯乙烯陽離子聚合實驗、苯乙烯與馬來酸酐交替共聚合及產物FIIR測定、無皂乳液聚合法合成單分散高分子微球為高分子化學實驗，而材料工程實驗偏少。再如材料研究與應用實踐課程開設的八苯基-POSS的合成及表征、導電聚苯胺的合成及表征、吸附食品油煙多孔樹脂的合成及表征、一種生物降解高分子材料制備，仍是高分子合成化學實驗比重大，而材料工程實驗偏少。因此，學生的工程意識和工程能力得不到有效的培養，與工程專業認證要求相差較大。

2優化實驗教學內容的對策

2.1構建材料科學與工程專業實驗教學平臺

構建材料科學與工程專業實驗教學平臺是進行該專業實驗教學體系建設工作的第一步，同時也是最重要的一步。只有當實驗教學平臺構建完畢以后，才能為師生提供學習、實踐平臺。在構建實驗平臺的過程中要始終秉承以“深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創新意識和創新能力培養”為教學目標的教學理念，改革教學過程、教學方法，以提高學生實踐操作能力為教學重點，深化授課教師的教學責任，讓教師能夠承擔起教育學生、監督管理學生的責任，保證學生在實踐教學課堂的學習態度和學習質量。同時也為加強師生之間的互動而做出努力，活躍課堂氣氛，提高學生學習的熱情和興趣。

2.2教學內容分清主次

為了讓學生在有限的時間內獲得最具實用性的內容，就要求相關課程體系建設負責人在安排教學內容過程中要分清主次，最好能分成像了解、掌握、理解等這種層次分明、要求明確的課程體系。明確而清晰的材料科學與工程專業課程體系不僅能夠為授課教師提供更便捷的教學任務和教學目標，而且還能減輕學生的學業負擔。當然，要保證該專業課程體系建設能夠符合社會發展實際的需要。材料科學與工程專業屬于工科類專業，而工科類專業對學生實踐操作能力有著較高的要求，因此在該課程體系建設過程中應該重點突出對實踐教學的重要性，完善理論教學與實踐教學有機結合的過程，避免學生眼高手低、只會紙上談兵。

2.3實驗教學措施的改革

（1）定期更新實驗教學項目和內容。除了沿用教材中長期設置的實驗項目以外，還應當鼓勵教師和學生積極查閱文獻，將國內外最新的材料制備技術和方法引入到實驗教學中，進行探索和研究。如充分利用納米壓痕/劃痕測試儀開設了材料表面硬度測試，使學生對顯微硬度測試的了解從傳統的微米級擴展到了納米級。在摩擦磨損過程中，將材料常規的摩擦磨損擴展到微動磨損和納動磨損，開拓學生的眼界。讓學生多接觸前言性的研究和創新性的實驗方法，對自己的實驗起到一個反思的作用，達到在今后的學習和生活中不斷追求卓越、推陳出新的目的。

（2）不斷變換教學方法，嘗試組合教學方法。在實驗課程教學中，打破原有的教師講解、學生簡單操作、僵化的提交實驗報告的模式，充分利用研討式的教學模式，結合視頻、多媒體、分組討論等方式，解放老師的教學，讓老師參與學生的討論，參與學生的實驗，在實驗課上也同理論課程一樣采用多樣化研討式教學、案例式教學、啟發式教學等教學法，有效激發學生的實驗熱情，提高實驗效果。

（3）打破以往的實驗教學考核方式，提倡多元化的考核。材料科學實驗的考核方式要進行革新，敢于打破以往的實驗教學考核方式，不是簡單的根據實驗報告來判定學生的成績，而要充分考慮學生在實驗操作中的表現，在團隊配合中發揮的作用，在實驗設計方案中提出的修改建議等具體細節決定學生的成績。成績分數也不僅僅依賴老師進行評定，可以充分的采用團隊模式，讓團隊之間互評分數，讓團隊內部成員之間也相互評定成績。通過不同的視角

2.4加強實驗項目間聯系，培養學生大工程理念

為了使實驗項目之間是聯系的，建議實驗項目設計為“流程”式項目，或設計由多個“流程式”小實驗組成的大實驗。如耐油橡膠制品研制包含階段性的工作有：根據用戶需求查閱文獻資料、配方及工藝設計、性能測試與分析等。對應的實驗有配方設計、生膠塑煉、橡膠混煉、硫化條件測試、性能測試樣品制備、性能測試、制品樣件試制等實驗。通過該實驗，學生不僅了解每個小實驗的目的，而且知曉實驗間的關系，學生還熟悉材料及制品開發全過程，在無形中培養了學生的大工程理念，為學生解決復雜實際工程問題奠定了基礎。

結束語

以應用型人才目標導向，通過材料科學與工程專業實驗課程教學體系的改革，提高實驗教學團隊的教研水平，在實驗教學過程中充分發揮學生的主體作用，不斷優化、完善材料科學與工程專業實驗課程，開展具有農業院校特色的綜合性、設計性實驗教學，結合農業院校的學科特色和重點發展方向，更新知識體系和教學要求，補充學科發展的新內容。將為本專業的創新教育和發展起到重要的作用，培養出能獨立思考、勇于創新的高素質的高校學生。

參考文獻：

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（作者身份證號碼：130629198604100629）