132新工科背景下材料物理專業開放式實踐教學研究與實踐

李星星 張傳坤 肖紹軍

基礎實踐技能層? 針對“材料制備實驗”和“材料性能測試”實驗等基礎實驗課程，教師通過講解水熱法、液相還原法、電沉積法等各種材料的制備方法和金相顯微鏡、紫外分光光度計、四探針等材料形貌、結構和性能測試等表征方法，并通過基本的實驗操作加深對這些方法的理解，而且可以讓學生了解實驗室的環境情況，在以后可以根據自己的興趣選擇課外研究的方向。在基礎實驗數據報告中，有些數據要進行一些簡單的處理，需要用到Word、Excel、Origin等常用軟件和一些電化學性能測試方法。這些基本技能在課堂中是沒有時間練習和實踐的，學生需要課下與同學交流或自學。

本校材料物理專業實驗室對學生基本實現全天開放，實驗室的電腦上也都安裝了數據處理和專業畫圖基本所需要的專業軟件，供學生進行課外練習，如有疑問可以隨時找相關專業教師咨詢。特別是在大學一年級的時候，專業教師鼓勵一部分學有余力的學生利用課余時間走進實驗室，給學長和教師當助手，在這期間熟練掌握實驗室的儀器使用方法和一些其他科研項目所必需的3D MAX、Photoshop和Origin等數據處理和畫圖軟件。開放性實驗室基礎實踐技能層的主要目的在于通過基礎實踐教學加強學生對專業理論知識的理解、運用和深化，并且初步掌握材料的基本制備方法、性能測試方法和操作數據處理等常用軟件工具的基本技能，為后期實踐綜合設計奠定堅實基礎。

實踐綜合設計技能層? 以“電子材料與器件課程設計”和“材料物理專業綜合實踐”等綜合實踐課程為主，采取教師擬定設計方向、學生自主設計實驗方案并實施的開放式實驗項目。在開放式實踐教學中，教師擬定與綜合實踐課程相關的題目供學生自由選擇，學生自行分組（1～5個人為一組）并根據興趣選擇題目，最后把分組名單和所選課題題目報給教師。這種綜合性實踐課程一般至少需要一周甚至是幾周的時間來完成。學生首先需要從網上或書本上查閱相關文獻，并根據前期積累的專業理論基礎知識和基礎實踐技能擬定初步的實驗方案，再與指導教師討論最終的設計方案并具體實施。這種通過自主設計、相互討論、齊心協力完成實踐課程的開放式實踐模式，可以培養學生的團隊意識，充分發揮學生的個人能力、特長及主觀能動性和創造性。

科技創新實踐層? 通過基礎實踐技能層和實踐綜合設計技能層的培養過程，教師可以從中選拔出對課外實踐有興趣、動手能力強且專業基礎好的學生，讓他們在大學二年級的時候就參與教師的科研項目和企業的技術攻關項目，由此積累實踐經驗，參加大學生科技競賽和創新創業項目。在這個過程中，學生每周通過組會的形式向指導教師匯報這一個星期的工作（包括實驗進展和調研的文獻），指導教師會根據學生匯報的情況進行相應指導，在實踐過程中提高學生分析和解決問題的能力，從而促進學生創新能力的提高。經過科技創新能力鍛煉的學生，為將來的畢業設計奠定良好的基礎，畢業設計指導教師對這些學生的指導也會相對輕松一些。

3 構建開放式的實踐考核方式

實踐教學考核應該包含學生查閱資料的能力、創新設計能力、分析解決問題的能力及團隊協作能力等方面，從而全面考核評價學生的綜合實踐創新能力。改革后的專業實踐課程考核以百分制計算，其中實驗方案設計占20%，課堂實驗提問占10%，課堂出勤及表現占10%，團隊協作占10%，安全規范操作占10%，實驗分析占20%，數據處理占10%，實驗報告占10%。這種考核方式包含對學生自主創新能力、團隊合作精神、溝通能力及創新設計能力的考查，能更全面公正地對學生進行考核評價。此外，對學生課外創新設計（包含參與教師的科研項目、大學生科技競賽和創新創業項目），根據參與的情況可以給予相應的課外學分。

4 結論

材料物理專業實踐課程是培養材料物理專業人才的重要手段，通過不斷深化材料物理專業實踐課程改革，采用分層開放式實踐教學方式和開放式實驗考核方式，構建以學生自主學習為主、教師指導為輔的開放式實踐教學，可以更好地培養新工科背景下的創新型材料物理專業人才。

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