淺析《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐課程建設(shè)

張有鳳 何亮 林文松

摘要：《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐課程是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的一門專業(yè)必修課程，在整個(gè)課程體系中起著很重要的作用。這一實(shí)踐環(huán)節(jié)安排在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《材料檢驗(yàn)》理論課程教學(xué)之后，自2014年培養(yǎng)計(jì)劃調(diào)整后，材料科學(xué)與工程專業(yè)理論課課時(shí)減少，因此對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)提出了更高的要求，必須在實(shí)踐環(huán)節(jié)使基礎(chǔ)知識(shí)得到鞏固和擴(kuò)展強(qiáng)化，以保證和進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。本文基于以上原因分析了該門課程建設(shè)的背景、目標(biāo)、實(shí)施方案及預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn);實(shí)踐課程建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)建設(shè)是工程類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)人才知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑和手段。進(jìn)入新技術(shù)革命時(shí)代以來，面對(duì)真實(shí)世界、面向工程實(shí)踐已經(jīng)成為當(dāng)今世界高等工程教育的普遍發(fā)展趨勢(shì)。如何緊緊把握這一發(fā)展趨勢(shì)，重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，探索推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)與改革，進(jìn)一步明確實(shí)踐教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，完善其教學(xué)體系，大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)，建立各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是本專業(yè)面臨的實(shí)際問題。此次實(shí)踐課程建設(shè)是在滿足相關(guān)課程的基礎(chǔ)上，不斷完善和深化，最終構(gòu)建起由“實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)—大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練—畢業(yè)論文”幾個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合或互補(bǔ)，最終培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐綜合能力和獨(dú)立思考能力。以下分別探討此次課程建設(shè)的背景、目標(biāo)、實(shí)施方案及預(yù)期效果。

1.課程建設(shè)背景

以往高校人才的培養(yǎng)模式主要是重理論輕實(shí)踐，高校教育與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生產(chǎn)實(shí)際相脫離，特別是隨著社會(huì)的發(fā)展及高校擴(kuò)招，學(xué)生面臨的競(jìng)爭越來越激烈，找工作的壓力也越來越大，這就要求當(dāng)代大學(xué)生要與時(shí)俱進(jìn)，不僅要求專業(yè)理論知識(shí)雄厚，更要具有很強(qiáng)的實(shí)踐綜合能力，敢于創(chuàng)新，勇于實(shí)踐。實(shí)踐綜合能力是培養(yǎng)具有高質(zhì)量、高水平工程實(shí)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(bǔ)充，通過實(shí)踐綜合能力的鍛煉，不但增加了學(xué)生的實(shí)踐閱歷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且提高了學(xué)生的創(chuàng)新精神和就業(yè)競(jìng)爭力。

實(shí)踐教學(xué)是我校的特色和傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，但近幾年在學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)上，由于課程設(shè)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(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力仍有待于進(jìn)一步提高。本課程是材料科學(xué)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課程，是單獨(dú)設(shè)置的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課，要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，因此獨(dú)立思考是進(jìn)入本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)生必備的能力之一。

本校目前的《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐環(huán)節(jié)安排在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《材料檢驗(yàn)》理論課程教學(xué)之后，集中三周時(shí)間進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)。綜合試驗(yàn)主要包括以下環(huán)節(jié)：安排題目;實(shí)驗(yàn)方案檢查與修改;實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn);實(shí)驗(yàn)操作;實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理分析、補(bǔ)充優(yōu)化，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告;實(shí)驗(yàn)報(bào)告檢查、補(bǔ)充;學(xué)生答辯等幾個(gè)階段。自2014年培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)行全學(xué)分制調(diào)整后，材料科學(xué)與工程專業(yè)理論課課時(shí)大大縮減，總學(xué)分由190學(xué)分縮減為165學(xué)分。理論課時(shí)的減少對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)提出了更高的要求，必須在實(shí)踐環(huán)節(jié)得以加強(qiáng)，使基礎(chǔ)知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中得到鞏固和擴(kuò)展強(qiáng)化，以保證和進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

2.課程建設(shè)目標(biāo)

本校材料科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》近五年以來，從未進(jìn)行過專項(xiàng)建設(shè)。本項(xiàng)目將在實(shí)踐課程歷年積累基礎(chǔ)上，以本次教學(xué)建設(shè)為依托，達(dá)到以下目標(biāo)：（1）通過建設(shè)進(jìn)一步完善和規(guī)范教學(xué)文件;（2）通過教學(xué)建設(shè)方案的制定和實(shí)施提高教學(xué)隊(duì)伍指導(dǎo)材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的能力，完善教學(xué)隊(duì)伍建設(shè);（3）豐富實(shí)驗(yàn)題目，改進(jìn)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法和手段，總結(jié)教學(xué)方法。（4）使學(xué)生能夠通過綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)提升專業(yè)實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐綜合能力和獨(dú)立思考能力，能綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段解決分析問題。

3.課程建設(shè)方案

本實(shí)驗(yàn)課程由老師設(shè)定好一系列題目，實(shí)驗(yàn)題目圍繞大學(xué)前三年所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)設(shè)定，并考慮與后續(xù)的學(xué)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，查找文獻(xiàn)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。作為開放式綜合設(shè)計(jì)性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，本項(xiàng)目由授課教師和實(shí)驗(yàn)室人員負(fù)責(zé)材料制樣室、金相攝影室、硬度試驗(yàn)室和熱處理試驗(yàn)室的使用和維護(hù)。經(jīng)過集中布置任務(wù)、安排題目、文獻(xiàn)檢索、查資料、初步確定實(shí)驗(yàn)方案;領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)樣品過后，進(jìn)入試驗(yàn)技能培訓(xùn)階段，學(xué)生分兩組在不同的試驗(yàn)室進(jìn)行培訓(xùn)，每組培訓(xùn)有兩名教師負(fù)責(zé);培訓(xùn)結(jié)束，兩組學(xué)生對(duì)調(diào)，再進(jìn)行另一組培訓(xùn)。之后學(xué)生進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)操作階段，此階段學(xué)生無需集中在某一實(shí)驗(yàn)室，可根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)方案選擇先進(jìn)行某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并在教師規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)自行選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，經(jīng)指導(dǎo)教師確認(rèn)實(shí)驗(yàn)方案無誤后可自主進(jìn)行訓(xùn)練，在實(shí)驗(yàn)過程中可與指導(dǎo)教師協(xié)商隨時(shí)輔導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交指導(dǎo)教師，并在最后進(jìn)行答辯教學(xué)環(huán)節(jié)，綜合考察學(xué)生對(duì)該項(xiàng)目的獨(dú)立完成能力和獨(dú)立思考能力。學(xué)生也可在訓(xùn)練時(shí)間段內(nèi)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的樣品重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析其原因，更好的鞏固所學(xué)理論和實(shí)踐知識(shí)。

4.預(yù)期效果

通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解一般材料的成分、組織及性能的關(guān)系，熟悉材料的熱處理工藝、質(zhì)量控制和材料的金相檢驗(yàn)方法，掌握熱處理和金相檢驗(yàn)常用設(shè)備的操作。該課程的最終目的是使學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治鰡栴}等綜合能力得到鍛煉與提高，促進(jìn)創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。按照實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容由主講教師對(duì)學(xué)生先進(jìn)行熱處理技能培訓(xùn)、金相試樣制備培訓(xùn)、金相攝影技能培訓(xùn)和硬度測(cè)試培訓(xùn)，培訓(xùn)結(jié)束后整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生處于自主地位，從最初的文獻(xiàn)資料查閱，到具體的實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)束后的試驗(yàn)報(bào)告的撰寫，教師給予學(xué)生指導(dǎo)和輔助建議，從而鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐綜合能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可具備：從全局的角度，思考問題、解決問題的意識(shí);了解一般材料的成分、組織及性能的關(guān)系;掌握熱處理和金相檢驗(yàn)常用設(shè)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(yàn)方法;加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和綜合應(yīng)用，掌握科學(xué)研究的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段，為畢業(yè)論文作好準(zhǔn)備。本實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目建成后，將建立《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目一系列教學(xué)文件，并建立金相制備、金相攝影、硬度測(cè)試和熱處理實(shí)驗(yàn)室等試驗(yàn)平臺(tái)，在該實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)施期間專用。相關(guān)試驗(yàn)平臺(tái)的建立除了在本專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)使用，在非本專業(yè)實(shí)踐期間還可供材料工程學(xué)院其它專業(yè)的本科生實(shí)踐環(huán)節(jié)、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)、研究生的日常科研使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王衛(wèi)偉，李蛟，張華，孫武珠，叢日敏.材料測(cè)試類課程綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)探索[J].教育教學(xué)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(rèn)證的“金屬材料工程與技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”課程建設(shè)與實(shí)踐.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2018.21（5）：130-133

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

基金項(xiàng)目：上海工程技術(shù)大學(xué)教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目“基于實(shí)踐綜合能力和獨(dú)立思考能力培養(yǎng)的綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練”（編號(hào)：p202005001）。

（上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院 上海 201620）