应用型本科院校工程材料论文

2022-04-14

今天小编给大家找来了《应用型本科院校工程材料论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助![摘要]地方应用型高校的工科专业设置需适应地区经济建设的需要,符合学校自身条件和发展规划,有明确的服务面向和人才需求,按照每个工科专业去进行研制。这样,地方应用型本科院校的认证标准才有实际意义。认证体系的构建与实践着力点在于强调地方的“本土性”、应用型的“定位性”、本科院校的“层次性”、认证体系的“规范性”,并结合高分子材料与工程专业进行。

应用型本科院校工程材料论文 篇1:

应用型本科院校材料工程基础教学改革探讨

[摘 要] 材料工程基础是材料类专业重要的一门专业基础课,教学目的要让学生掌握基本的专业知识,并能在此基础上联系生产实际,将所学的知识应用到实践环节。作为一所新建应用型本科高校,考虑到学生的生源和教师教学经验等实际情况,本文在教学内容,教学方法,实验教学,教学考评体系等方面阐述了课程改革的思路,提出适用于我校实际情况的改革方案并进行探讨。

[关键词] 材料工程基础;应用型;教学改革;探讨

[基金项目] 2018年西安航空学院校级质量工程项目“《材料工程基础》核心课程建设项目”(18ZLGC101)

[作者简介] 齐 铭(1983—),男,辽宁沈阳人,博士,西安航空学院材料工程学院讲师,研究方向为超导材料和粉末冶金;王 琛(1984—),女,山东德州人,博士,西安航空學院材料工程学院副教授,研究方向为材料制备与检测。

材料科学基础所要讲授的内容包括晶体学、扩散、凝固、固态相变等,是从事材料工作的基本要求。需要研究材料的结构和性能的关系以及相关的科学问题。材料工程基础所要研究的是工程应用方面的问题,工程是指将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称,是科学和数学的某种应用,通过这一应用,使自然界的物质和能源的特性能够通过各结构、机器、产品、系统和过程,是以最短的时间和最少的人力、物力做出高效、可靠且对人类有用的东西。因此材料制备工艺制度的实现,以及在制备工程中的传热,传质效率,节能减排等都是材料工程基础所要解决的问题。前者偏重于理论,后者更倾向于在有了良好理论的基础上培养如何搞科研的思想和方法,二者密不可分。

一、课程特点及现状

材料工程基础是高等学校材料科学与工程一级学科专业课程体系中一门重要的学科基础课程。基本概念繁杂抽象,有的还涉及复杂的数学推演,在授课之前需要学生掌握并熟练应用高等数学,线性代数,材料科学基础,大学物理,大学化学等基础课的重要知识点。因此,在教学过程中要保证学生的学习积极性,防止学生因没有掌握前序知识,而失去对本课程的学习兴趣。

根据不同高校材料类专业的办学特色,材料工程基础的授课内容也各有不同,如安徽理工大学[1]选用孙晋涛教授编写的《硅酸盐工业热工基础》作为教材侧重无机非金属材料的制备技术。上海理工大学[2]选用了周美玲教授主编的《材料工程基础》,授课学时32学时,仅介绍金属、陶瓷、高分子材料以及其复合材料的制备过程,湖南大学[3]选用谢希文教授的《材料工程基础》和徐德龙院士的《材料工程基础》作为辅导教材,授课课时为64学时,将授课内容分为两部分,既包括各种材料复杂的材料制备原理,也包括传输原理,授课内容多,难度大。

二、西安航空学院教学现状

西安航空学院2012年由西安航空高等专科学校升格为本科,2013年在机械相关专业的基础上获批材料成型与控制工程专业,2014年获批材料科学与工程专业,2016年14级的两个材料类专业开设材料工程基础课程,此后材料科学与工程专业取消该课程,材料成型与控制工程专业15-18级培养大纲中继续开设该课程。根据我校目前办学的实际情况,和将以金属材料为主要特色的办学规划,我校的材料工程基础课程制定了以介绍传输原理为主要授课内容,授课课时为48学时的培养方案,涉及传输原理的教材除了材料工程基础,还包括以介绍流体流动、流体输送机械、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏、干燥为主的化工原理[4] (P1-10),以介绍冶金过程动量、热量和质量传输的基本概念、基本原理和规律为主的冶金传输原理[5]。

我们选用了徐德龙院士的《材料工程基础》作为辅导教材,吴树森教授的《材料加工冶金传输原理》为参考教材。作为一所以航空为特色的新建应用型本科高校,学校虽开有流体力学、传热学等介绍传输原理的相关课程,但是与材料专业所要求掌握的侧重点不同,也就没有适合材料专业的课程经验的积累,如何找到适合本校生源情况和教学情况的教学方法,使学生理解并掌握材料的工程问题,一切都要从头摸索。

三、西安航空学院改进措施

根据我校的生源和教师教学经验等实际情况,在授课过程中不断积累和总结经验,弥补教学经验的欠缺,提高学生的学习兴趣和对知识点的接受能力,在教学内容,教学方法,实验教学,教学考评体系等方面提出了适合我校材料专业材料工程基础教学的改革措施。

(一)教学内容的改革

教学内容的改革以工程研究方法为核心内容。一是明确课程在专业中的地位,高屋建瓴地把握课程的知识脉络;注重与前继课程等相关课程的衔接,帮助学生理清学习思路,使学生达到较好的学习效果。二是在提高学生抽象、严密的逻辑推理的同时,注意与材料生产过程中实际案例的结合,将生产实际和生活中的实例引入到教学中,培养学生解决问题的能力。如飞机的气动模型设计思路,热处理中淬火剂的选取,散热装置的设计等。三是对知识单元做较科学的遴选,选取适合我校生源实际情况的知识点进行讲授,对于数学推导难度大,影响因素多、不易理解的知识点进行简化或不讲授,如多元、非稳态的传输过程。利用生活中常见的相关案例解释理论知识,结合生产,生活现象,力求使各知识点通俗易懂。

在流体力学的学习中,包含大量的公式和定理。计算分析流体运动的过程所包括的知识面广,知识点间有紧密的联系,内容枯燥难懂。授课内容以欧拉法为研究方法,流体质点为研究对象,通过对微元体的分析,建立描述流体运动的方程(连续方程和运动方程),从静止流体到运动流体,从理想流体的运动到实际流体运动进行对比讨论。教学过程中不仅需要注重基本概念的讲解,而且特别关注方程的物理意义及其应用。对于复杂的公式推导要求学生理解思路,能自行建模并带入相应物理定律,能用数学表达式列出方程。为了解材料工程中动量、能量和质量传递规律奠定基础。

通过传热学基础的教学使学生掌握传热现象的基本概念、基本规律,了解实际工程中影响传热效果的主要因素以及有关物理量之间的内在联系。通过建立热阻的概念,采用传热网络分析方法进行传热问题的分析讨论。教学过程中,结合实际生活和典型的工程应用中换热问题,加深对传热基本规律的理解和应用。类比传热过程与动量传递的关系,学生能分析传热过程中涉及的各项传递机理,能用数学表达式列出方程。为解决实际工程中传热问题提供良好的理论基础。

质量传递的教学使学生了解传导传质、对流传质中分子扩散规律。在教学过程把这部分内容与动量传递、热量传递的内容进行关联,利用学过的知识自行推导相应的传递方程,使学生了解三种传递过程的相似性及其应用方法。

(二)教学方法的改革

采用多层次的立体教学模式,紧密与现代化的教学手段相结合,在课堂教学过程中,将板书、多媒体、雨课堂相结合。成立了五人的教学团队,根据每名教师的学术背景和授课经验进行分工,分别承担流体力学,传热学和传质学三个方向的授课任务,开展材料工程基础课堂教学改革实践与探索。通过通识教育和信息技术的结合帮助学生理解和掌握该课程所要求的知识点。

1.课堂教学

课堂教学实施教书与育人相结合的方式,课堂形式灵活,讲授中主要以启发引导为主,辅助课堂讨论和专题报告,帮助学生更好地理解。通过板书的展示,强调重要的知识点,理清知识脉络,帮助学生理解物理模型的建立和方程的推导过程。

2.多媒体教学手段

多媒体课件中展示教学内容和与知识点相关的生产生活实例。教师可以用多媒体进行讲解并演示动态传输过程。

3.网络教学手段

本课程的教学大纲、课件等在雨课堂的App上发布,学生可在课堂上下载,课后也可以了解各章节主要知识,复习巩固所学知识,学生随堂作业也通过App当堂提交给老师。

4.课后练习手段

每章学完了基本理论后,所有需要掌握的知识点都给出一定量的课后习题作为练习,加深同学对课程内容的理解和掌握。

5.完善课程设计,毕业设计的实施过程

鼓励学生在课程结束后利用学校已有的设备条件和项目资金,设计、改进传输实验装置。

(三)实验教学

目前我们开设的材料工程基础课中包括三种传输过程,但缺少相应的实验教具。围绕工科院校学生工程实践能力培养的目标、指导学生通过设计相关的实验装置,为材料工程基础的教学提供简单可行的实验教学装置,将理论知识运用到实践中,相关的实验演示可以激发学习兴趣,促进对传递相关原理和公式的理解和记忆,将课堂中的理论知识应用到解决实际生产或生活中可能遇到的问题。学生在学习理论知识的基础上,结合学校,学院可以提供的场地,设施等条件,亲自设计,制造,应用,改进教学装置。鼓励学生积极参加大学生创新创业、互联网+、挑战杯等一系列创新训练实验项目。推进基于成果导向教育(outcome-based education)的工科学生工程实践能力培养,指导教学改革实践。

(四)建立新的教学考评体系

我们在考核过程中,以OBE为导向,以工程认证为标准,转变教学评价观,将评价考核由知识点考察转变为素质和能力考察。改革考试形式,引导学生理论联系实际,激发学生的创新能力和系统设计能力。课程的成绩由课堂讨论成绩(10分)+作业成绩(10分)+论文成绩(20分)+课程理论考试成绩(60分)构成(理论考试成绩由开卷考试20分和闭卷40分组成,其中对于需要选用复杂计算公式的应用题目进行开卷考试,由学生自行分析选取适用的公式,基本概念类的知识点进行闭卷考试,采用流水阅卷形式核算得分)。

四、改革成效

动量、能量和质量的传输现象是我们日常生活和工业生产中普遍存在的现象。我们在授课过程中密切结合学生所熟悉的生活和生产的实际,认识和研究传输现象的主要特征和基本规律,从而使认识得到升华,使理解更加透彻。鼓励学生将所学的传输理论转化为实际应用。学生申报大学生创新创业训练项目,设计并组装流体流动阻力系数测试装置,通过调试改进,已经应用到流体力学的实验教学中。根据学过的传热学知识,学生申报毕业设计题目《实验室用小型真空退火炉设计》,其中真空退火炉中保温系统的设计应用到传热学中的辐射,对流,传导传热知识点,如图1,2所示。

四、结束语

我校是省属应用型院校,培养学生具有良好的科学素养和文化修养,接受从事研究与应用的基本训练,受到良好的科学思维和科学实验的基本训练,系统地、较好地掌握材料科学与工程专业的基本理论、基本知识和基本技能与方法。初步了解学科当前的发展现状和未来的发展趋势,为未来在材料科学领域,从事一般研究、应用与开发或深造提供一个开展工作的坚实的专业知识基础是我们的人才培养目标。

通过对我校三届学生的授课改革实践,该课程在讲授过程中尽量减少理论推导过程和数学、物理等基础学科的应用。在教学中要高度重视学生观察事物现象、分析现象本质及其各影响因素之间的相互关系,抓住主要矛盾并简化定解问题,灵活运用解析解、相似法、类比法等分析和处理问题的思路和能力的培养。计划在2年内做好材料工程基础教学讲义的编制,以及课程设计书、配套的习题解,做好教材的立体化开发。在讲义的基础上编撰适合本校学生的教材。

参考文献

[1]胡标,徐子芳.材料工程基础课程理论与实践教学探讨[J].教育教学论坛,2015(52):171-172.

[2]何代华,刘新宽,李伟.“材料工程基础”课程教学改革探讨[J].上海理工大学学报(社会科学版),2017(4):388-391.

[3]杨建校,肖汉宁,陈石林,等.《材料工程基础》课程教学的思考[J].教育教学论坛,2019(21):209-211.

[4]王志魁.化工原理[M].北京:化學工业出版社,2018.

[5]张先棹.冶金传输原理[M].北京:冶金工业出版社,1991.

作者:齐铭 王琛 王栓强 宋梦华 马莹

应用型本科院校工程材料论文 篇2:

地方应用型本科院校高分子材料与工程专业认证体系的构建与实践

[摘 要]地方应用型高校的工科专业设置需适应地区经济建设的需要,符合学校自身条件和发展规划,有明确的服务面向和人才需求,按照每个工科专业去进行研制。这样,地方应用型本科院校的认证标准才有实际意义。认证体系的构建与实践着力点在于强调地方的“本土性”、应用型的“定位性”、本科院校的“层次性”、认证体系的“规范性”,并结合高分子材料与工程专业进行。地方应用型本科院校的工科专业如需要可靠的教学质量,就应有较强的、合理的、全面的教育教学质量保障体系,开展工科专业的质量认证势在必行。

[关键词]应用型 地方性 高分子材料与工程 专业认证

在教育部与财政部颁布的《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》中,把“专业结构调整与专业认证”摆在了六项建设内容之首,专业认证已被提到我国高教建设事业的议事日程。当前,在我国整个高教评估体系中,专业认证仍是一个相当薄弱的环节,虽有起步,但仍处于初级探索和借鉴经验的阶段。因此,高校提高教育质量,保证专业教育的高水准,接受来自社会、政府、学生家长和企业的质量监督,已经成为必然趋势,专业认证的促进功能日渐凸显。

一、地方应用型本科院校的专业认证是内涵发展的需要

近年来,地方应用型本科院校开始关注和研究应用型人才的培养,尝试借鉴国内外应用型大学的成功培养模式,但总体感觉无论是在理论认识上还是在实践教学方面都比较模糊。21世纪以来,全国有相当数量的由专科升格到本科的普通高校先后组建,且多数分布在省会以外的城市和地区,以省级政府管理为主的高校(如安徽省在二本和三本院校中,有超过一半的学校都是新建本科,且发展模式多为应用型),这些新建高校就具有明显的地方性,其办学的主要使命就是为地方和行业发展服务。然而,受长期专科教育延续下来的人才教育观等影响,其办学层次虽上了一个新台阶,但在人才培养定位上,如何根据自身实际情况做好科学定位,培养符合经济社会发展需要的人才,实现办学质量快速发展,就成为地方应用型本科院校必须研究探索的新课题和我国现阶段应用型高等教育需要研究的方向。在现阶段,把好高等学校专业教育的质量关已成为社会、教育行政部门和各高等学校共同关注的焦点。由于专业认证能够把准高等教育发展的脉搏,保证专业教育的质量,进而促进整体教育水平的提高,因此,搞好专业认证工作对于高校专业建设和高校整体办学水平的提高有着十分重大的意义。高等教育专业认证是高校专业教育的质量保障。

作为地方应用型本科院校,在其高分子材料与工程专业的认证标准制订上,主要是从学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件七个方面摸清和总结高分子材料与工程专业的具体实际和自身特色,并制订认证标准。

二、认证体系的构建

(一)学生与培养目标

在认证体系中的学生方面,分为吸引优秀生源措施和学校对吸引优秀生源的支持两方面,学生指导依据学生综合素质指导和专业教育指导两个层次,学生与培养目标评价从学习表现评估、考试成绩与毕业要求的一致性、学生达到培养目标要求的评价方式三个方面着手。在该专业认证标准中培养目标认证内涵上,确定专业社会需求与学科支撑从专业社会需求状况和专业学科支撑两方面进行认证,专业性质与所在学校办学定位的关系需先着力于学校办学定位,然后分析专业与学校办学定位关系。专业培养目标描述从培养目标与要求总体描述、主要就业领域与竞争优势、毕业生事业发展预期三个方面进行分析认证。培养目标衡量与评估从培养目标实现的衡量与培养目标实现的评估两个角度来分析认证。保证学生的专业理论与专业(应用)技能的实际水平达到培养目标的要求,并具备从事本专业相关工作的较强能力。

(二)毕业要求与持续改进

该专业毕业生要求和认证标准覆盖关系依托课程体系的设置来进行分析认证。

诚然,教学制度主要考量教学管理中的培养计划制订方式,过程控制与反馈机制从教学过程质量控制、培养目标实现评估机制,毕业生出口评估机制,课程目标达成状况评价机制,学生对课程和学习状况的反馈四个方面分析认证,根据反馈来实现持续改进,不断完善的目的。

(三)课程体系与师资队伍

落实高分子材料与工程专业的专业培养目标,主要是通过课程设置与结构合理的师资来实现。具体将学分定义、学分的获得、学分分布融入课程设置,通过课程设置学分比例与该专业人才培养方案的对比来进行分析认证,培养计划主要考量培养计划修改规范过程、必修课程的先修关系、本专业分学期培养计划、课程计划与毕业要求对应关系几个方面的情况,实践环节侧重于实验课程、现场实习、课程设计,毕业设计(论文)从毕业设计(论文)工作流程、毕业设计(论文)具体任务与时间节点、毕业设计(论文)分类和评分标准、每类设计的数量和比例、分段成绩比例、毕业设计(论文)清单、结合工程实际情况的毕业设计(论文)、在企业完成的毕业设计(论文)等方面进行分析统计。目前,该专业建设有《高分子材料与工程专业质量标准》,能够正确反映培养目标定位和本科专业教学工作规律;广大教师按既定标准自觉规范教学工作行为,效果较好。当然,这个执行过程中是离不开教师的,因此就会有工作量等产生,教师工作量计算需要对教师工作量和教学鼓励两个方面协同性进行统计与分析,教师教学质量评价方法需要涵盖高分子材料与工程专业的教学质量评价体系。

(四)支持条件

教学设施需要从学校现有工科专业的基础教学实验中心(室)、工程训练中心、专业实验室、教室、教学设施的信息化等方面进行统计分析,图书资源状况考量高分子材料与工程专业的专业图书馆网络资源利用情况以及网络资源和课程教学,教师发展主要从教师队伍发展规划、学校对该专业引进优秀教师的支持措施、新进教师培训与考察过程三个方面来分析,既需要学校大环境的依托,同时也要适应该专业发展的特点,尤其对于地方应用型本科院校的高分子材料与工程专业而言,双师型师资队伍建设更为重要。

三、认证标准的实践

(一)学生与培养目标

池州学院高分子材料与工程专业2011年招收112人,2012年招生107人,2013年招生113人,三年来报到率均在90%以上,结合池州学院所在的区位以及人才培养面向,高分子材料与工程确立了专业素质、道德修养、专业能力的培养目标,要求该专业毕业生具备在高分子材料合成、改性和加工成型等领域从事技术研发、工艺设计、设备选型、生产经营的能力或继续深造的潜力,学生对专业的认同度比例较高,同时,培养目标吻合综合素质与专业教育两个方面。

(二)从业实践与课程体系设置

2014届毕业生就业率为99%,走访部分毕业生用人单位,反映良好,2014届毕业生共有30多人考取了南京大学、合肥工业大学等学校的化学或材料类的研究生,考研录取率23.66%。学生的创新精神与实践能力强,已立项8个国家级大学生科学创新项目,发表省级及以上论文2篇。其成果的取得,得益于《高分子材料与工程专业质量标准》的制订和按照标准来搭建课程体系。课程体系设置主要有:(1)课程建设标准与理念定位正确,课程设置着力于厚基础理论,重实际应用,博前沿知识,着重突出专业实践类课程和工程实践类课程;(2)建设模块化课程群,进一步优化课程设置,完善“公共基础课程、专业基础课程、专业课程、专长课程、文化素质课程、集中实践教育课程”六大模块构成的课程体系。进一步加强实践教学,重视实践教学模块,构建企业课程。在改革探索的基础上,已编写特色教材1部,建设1门省级精品课程,1门校级精品课程。(3)更新教学观念,实践教学方式立体化,更新教学观念,改进教学方式,发挥学生学习积极性,通过建设开放实验室,建立指导教师负责制的小组合作式的专业实验与设计教学体系,在培养学生实践能力的同时,提高学生团队意识与合作精神。

(三)师资队伍与支撑条件

1.建设结构合理的师资队伍

该专业现有的教师中具有高级职称的比例达到30%,硕、博士学位比例达到100%;专业带头人由高级职称教师担任,主讲教师均符合岗位资格,教授、副教授每年均为本科生授课,专业主干课程基本上由副教授(含)以上职称的教师担任主讲教师,教师队伍的整体素质基本满足专业人才培养需要,同时,要求教师取得专业职业资格和接受任职经历培养。

主讲教师的主讲课程与科研方向稳定,目前,承担在研的有4个省部级、国家级项目以及2个省级教研项目发表。

2.实验室与实践教学基地

高分子材料与工程专业拥有9个基础实验室,拥有价值250多万元的中大型仪器设备,完全满足了基础实验的教学;5个专业实验室保证了学生的专业实验教学;8个开放实验室保证了学生科技创新工作的顺利进行,丰富了学生的课外的科技活动,提高了学生的科技兴趣。拥有10家校外实践教学基地,能满足该专业学生的实践教学要求。

尽管国际高等教育质量认证是以机构评估为主,但是机构认证只有辅之以专业质量认证,才能够全面确保高等学校的质量改善。一些工程教育认证标准在一些综合实力雄厚的高校,其可行性和适用性强,有较强的学科优势支撑,得以较好地执行,如要在地方性和应用型上有所创新和体现,地方应用型本科院校的工科专业就需要有可靠的教学质量,就应有较强的、合理的、全面的教育教学质量保障体系,因此其开展工科专业的质量认证是势在必行。目前,从高分子材料与工程专业的认证实践来看,专业认证对地方应用型本科院校保证专业质量提升效果较为明显。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈益林,马修水,何小其.应用型大学工程教育专业认证体系的构建[J].扬州大学学报(高教研究版),2011(2).

[2] 罗尧.对美国高等工程教育专业认证制度的分析和思考[J].长春工业大学学报(高教研究版),2010(1).

[3] 李涛,刘灵芝.我国高等工程教育专业认证的现状分析及对策研究[J].大学教育,2012(6).

[4] 杨林,杨其华.基于工程教育专业认证和卓越工程师培养计划的地方高校应用型人才培养模式的构建与实践[J].Proceedings of Conference on Creative Education,2012.

[5] 张晓卫,张华,仲荣慧.地方普通高校转型期学科发展策略探析[J].大学教育,2014(8).

[6] 范爱华.我国高校专业认证实施策略研究[D].武汉:武汉理工大学,2007.

[责任编辑:钟 岚]

[收稿时间]2014-12-11

[基金项目]安徽省质量工程项目资助(2013jyxm256,2013jyxm252,2012jyxm562)。

[作者简介]陈建兵(1980-),男,池州学院材料与化学工程系教师,主要从事高分子材料加工和高等教学改革研究。

作者:陈建兵 杨小红 钱立武

应用型本科院校工程材料论文 篇3:

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

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

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,同时为毕业论文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]

作者:王淮庆,胡小红,叶原丰

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