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应用型本科院校材料科学与工程专业实验实习教学质量研究

【教育经济论文】摘要:针对材料科学与工程实验教学的现状和问题,介绍了应用型本科院校在材料科学与工程专业独立于理论教学的实验教学新体系和注重能力的实习教学体系的设想和具体做法。提出了依托实习基地平台,结合本专业特点及培养要求,开展基本技能实验、专业实验、研究性实验的

摘要:针对材料科学与工程实验教学的现状和问题,介绍了应用型本科院校在材料科学与工程专业独立于理论教学的实验教学新体系和注重能力的实习教学体系的设想和具体做法。提出了依托实习基地平台,结合本专业特点及培养要求,开展基本技能实验、专业实验、研究性实验的思路,并对各形式的实验课的特点进行了阐述。

关键词:材料科学与工程;实验实习;教学质量
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)36-0283-02
本科层次的应用型人才培养正是在中国经济建设现代化和高等教育大众化推动下产生的一种新型本科教育。应用型本科教育的培养目标定位于技术工程师,这类人才介于工程研究型和技能应用型之间的工程应用型人才[1]。他们既要具有较强的专业基础理论知识,又能够解决生产实际中的具体技术问题。材料是现代社会发展的基础,起着先导作用[2]。材料科学从过去的金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以复合材料、纳米材料、功能材料等为主导的发展格局。虽然这些新型材料的出现又大大丰富了材料的种类,但各类材料具有相似的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,同时科学技术的发展在客观上需要对各类材料全面了解和研究,因此材料科学与工程学科逐步形成并迅速发展成为一门独立的学科。它主要研究材料的制备与加工、组成与结构、性质、使用性能等要素和它们之间相互关系的规律,并研究材料的生产过程及其技术[3]。可见,材料科学与工程本身就是实践性非常强的一门学科,要求学生有较强的实验动手能力以及解决生产过程的具体问题的能力,而专业的实验实习就是培养学生这样的能力。结合应用型本科院校的特点,专业的实验实习在应用型本科院校材料科学与工程的人才培养中显得尤为重要。
一、实验实习教学的现状和存在的问题
材料科学与工程实验主要目的是在于使学生更好理解相关的原理,锻炼学生运用相关技术方法的能力,而实习的目的在于培养学生解决生产实际中具体问题的能力。在具体实施中,存在实际知识不足,重理论轻实验现象,实验技能较低等问题,实验教学的积极性难以调动,在工作岗位上对实际工作适应性较差,遇到问题不能及时解决。
大多数的专业实验多数为验证性实验,根据课程设置实验内容,内容单调重复,学生按规定的步骤去完成实验内容来验证课堂的原理和方法。这种教学方法虽然进一步加深学生对课堂上学到的原理和方法的理解,但学生处于被动的接受状态,积极性不高,对于学生综合能力的培养是远远不够的。这些弊端严重阻碍了学生作为工程应用型人才的培养[4]。
二、面向应用型本科院校实验实习教学体系的建立
现有的实验教学体系、内容和方法不能适应工程应用型人才的培养,就需要确立面向工程应用型人才教育的实验教学目标和体系以培养和提高学生的实验技能和解决实际问题的能力。根据应用型本科教育的要求[5],并考虑材料科学与工程专业实验教学现状,参考其他高校和企业对这类人才的素质要求的调查研究,笔者对本专业实验实习教学体系的构建提出以下想法:
(一)建立独立于理论教学的实验教学体系
传统的实验教学仅仅是理论教学的一个辅助手段,缺少独立的教学体系。这种体制在强调传授知识的观念下能起到巩固理论知识的作用,但在培养学生解决实际问题的能力方面受到制约。由于原来实验教学的内容常从属于某一门课程,各门课程按照自身的需要开设实验,忽视了相关课程间的联系,且相近课程的实验各自为政、有些重复的内容,造成资源的浪费。针对这种状况,实验课最好独立设课,并有自己的教学大纲、教材,改变传统实验课单一对应理论课的做法,我们设立了材料物理实习、材料化学实习、非金属材料检测等实验课,同时把实验内容重新组合,减少验证性实验的内容,增加设计性、综合性、创造性实验的内容。在实验室建制上,设立由学院统一管理的教学实验中心。这样使专业实验教学做到既注重纵向知识体系的系统性,又要注重横向知识的相互渗透,使专业实验教学最大限度地挖掘学生的知识潜能,锻炼学生的专业实践能力[6]。
(二)建立注重能力的实习教学体系
工程应用型人才是直接在生产一线工作或指导工作的,解决生产过程中的问题。而具体的生产过程和实验也有着很大的不同。为了适应学生以后就业的需要,我们建立了实习的教学体系,让学生能认识、了解、解决具体的生产中的问题。根据我院材料专业的方向特点,从第三学期就安排学生开展认知实习,即通过进入一些相关企业实习,对视光材料的生产加工进行初步了解。接着在第六学期在进一步明确专业方向后,开展以锻炼学生解决实际问题能力的综合实习,然后在分不同的方向进行对应的视光材料应用实习、材料分析检测实习、生物相容性材料应用实习,同时为的开展准备相关前期工作。
三、材料科学与工程实验实习教学的实践
根据学校人才培养的目标和要求,综合学院的实验条件,建立了由学院统一管理的教学实验中心,由基础化学实验室、基础材料制备实验室、材料加工实验室、高分子材料实验室、现代仪器分析实验室、先进复合材料实验室、生物材料实验室、材料分析测试实验室等组成。在实验室管理上,每个实验室都由专人进行管理,保证实验仪器设备的正常运行,并实行教学实验开放制度,让学生随意选择时间来完成实验。在内容的安排上,划分为基本技能实验、专业实验、研究性实验三个层次,并编写了相关的实验指导书,建立修订了综合性实验和研究性实验的教学大纲。在此基础上,建立了实习基地,让学生参与到实际的生产过程中。
(一)基本技能实验
材料学基本技能实验起着由公共基础实验课向专业课程过渡的桥梁作用,学生对基本技能实验的熟练程度将直接影响到整个专业课程实验。笔者根据材料科学与工程专业的特点,制定了包括材料试样制备、红外分析、材料力学性能实验等内容在内的基本技能实验指导书和试验教程,旨在培养学生最基本的动手能力和实验技能。在实验过程中,通过教师演示、学生亲自动手、教师跟踪指导等步骤,使学生熟练地掌握基本技能,如试样制备、分析检测、实验数据处理等。基本技能实验一般安排在第二学年的第二学期进行。
(二)专业实验
专业实验以材料制备,材料的结构与性能,材料的性能与应用,材料的结构表征等材料科学组元为主线,将课程实验有机地结合起来,突出了各课程之间、各实验之间的内在联系,使学生对包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及生物材料在内的各种材料的研究内容与方法有一个整体的认识与把握。专业实验主要包括: 材料物理实习、材料化学实习、非金属材料检测、综合实习、视光材料应用实习、材料分析检测实习、生物相容性材料应用实习、高分子材料检测等实验课。另外,又将专业实验分为必修实验和选修实验(专业实验主要安排在第三学年进行),让学有余力或有特殊兴趣的学生拓宽知识面,激发他们对实验科学的爱好和追求科学真理的动力。
(三)研究性实验
由于研究性实验具有综合、开放、弹性大的特点,针对学院现有的仪器设备状况、研究方向以及老师的科研项目,笔者制定了现阶段材料科学与工程专业研究性实验的研究方向如高分子材料的合成与制备、天然材料的结构分析、视光材料应用、生物材料方向等。在实验方式上,以科研小组的形式来组织和实施研究性实验。在实验过程中,让学生从查找文献资料开始进行积极思考、提出方案、实验计划与步骤、解决问题方法与对策,到最后独立地完成实验。在时间安排上,研究性实验一般集中在第三学年暑假1~2个月的时间,对于有兴趣的同学可以将研究性实验延长至第四学年的第一个学期,让学生利用课余时间参加到老师的科研项目中。研究性实验完全脱离了常规的“预习一操作一报告”的传统教学模式 [7],要求学生通过实验室的学习和实践,完成一个科学研究的小课题。这样的实验教学虽然对教师提出了更高的知识要求并需要花费更多的时间和精力,但它的确能培养学生的创新精神和实践能力,也会激发起学生的学习兴趣 [8]。


(四)建立实习基地
专业生产实习是实践教学的重要组成部分,是学生巩固所学专业基本理论,培养学生工程意识,让学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的重要环节,是顺利走向社会的桥梁和纽带。充分利用校外实习基地的资源,将工厂企业作为课堂。材料学院相继建立了“镇江万新光学眼镜有限公司”、“无锡朴业橡塑有限公司”、“国家眼镜产品质量监测中心”等生产实习基地,将教学中“聚合物成型加工”、“材料合成与制备”、“质量管理”及“角膜接触镜技术”等课程的内容与生产实习紧密结合,大大拓展了本科实验教学领域。实习方式上可采用集中与分散相结合的实习模式,即有条件的学生自行联系实习单位,无条件的学生由学校安排实习单位。为了成功实施这种实习方式,必须让实习单位和学生双方都事先明确实习要求,并建立相应的监督和考核机制,让企业真正成为学校人才培养的第二教室。此外,一些实践期间表现优秀的学生直接被企业留用,一方面解决了学生的就业问题同时也给企业提供了高层次技术人才。
参考文献:
[1]尹飞鸿.工程类应用型本科教学质量保障体系的研究[J].上海工程技术大学教育研究,2007,(3).
[2]邹建新,伍维根,周建国.高校材料专业职业应用型人才培养知识体系的构建[J].中国冶金教育,2006,(2).
[3]王章忠,皮锦红,巴志新.材料科学与工程专业应用型人才培养的思考[J].南京工程学院学报:社会科学版,2007,(1).
[4]丁浩,杜高翔,邓雁希,李金红.材料科学与工程专业增强工程化教学的研究探索[J].中国地质教育,2008,(4).
[5]范舟,王斌,郭小阳.材料科学与工程引导性专业实践教学体系探索[J].西南石油大学学报:社会科学版,2009,(2).
[6]韩雅静,原续波,李宝银,张爽男,胡绳荪,盛京.材料科学与工程专业教学平台实验室综合实验课程改革初探[J].高等工程教育研究,2005,(2).
[7]杨明波,唐丽文,赵玮霖,陈健,材料科学与工程专业实验课程体系的改革[J].实验技术与管理,2007,(1).
[8]李青山,杨庆祥,张士良,于金库,王明智.高分子专业实验教学改革与思维创新能力培养研究[J].高分子通报,2008,(12).
[9]林金辉,邱克辉,陈善华,叶巧明,沈忠民.材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设[J].高等教育研究,2007,(2).
[责任编辑 郭伟]




 
 
 
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