馬 靜 胡建文 刁美艷 王建剛 張 欣

河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 河北石家莊 050018

1 研究背景

我國(guó)各高校的專業(yè)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課中的實(shí)驗(yàn)部分通常是與理論教學(xué)捆綁在一起進(jìn)行的，使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，一些實(shí)驗(yàn)受課程的約束難以拓展創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)缺乏連貫性和系統(tǒng)性，不利于設(shè)計(jì)性、綜合性以及研究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)展[1]，難以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手能力以及分析研究等綜合能力，不能滿足特色專業(yè)的建設(shè)要求。目前，已有部分高校開(kāi)始試行專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)分離[2]，獨(dú)立開(kāi)設(shè)，并取得了一定的效果。

我校金屬材料工程專業(yè)作為具有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)的區(qū)域性需求的專業(yè)，為首批被教育部批準(zhǔn)的國(guó)家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，也是河北省品牌特色專業(yè)[3-5]。隨著生源的改變和高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的提出，該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求也提升到了更高的層次。根據(jù)教育部《關(guān)于加強(qiáng)“質(zhì)量工程”本科特色專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)性意見(jiàn)》，作為特色專業(yè)建設(shè)核心的新的人才培養(yǎng)方案對(duì)實(shí)踐教育環(huán)節(jié)進(jìn)行了較大的改革，實(shí)行將原來(lái)嵌入在各專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課中的實(shí)驗(yàn)與理論課程分離，重新優(yōu)化整合，與專業(yè)技能培訓(xùn)相結(jié)合，創(chuàng)建新的教學(xué)模式。

2 構(gòu)造專業(yè)實(shí)驗(yàn)與技能一體化的教學(xué)模式，建立“四級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”

為滿足金屬材料工程特色專業(yè)的建設(shè)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的需求，突出并強(qiáng)化實(shí)踐教育環(huán)節(jié)和學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，迫切需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新。我校將專業(yè)實(shí)驗(yàn)與專業(yè)技能培訓(xùn)融為一體，針對(duì)金屬材料工程專業(yè)多門專業(yè)課程，實(shí)行“四級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”教學(xué)改革。

2.1 優(yōu)化整合，編寫四級(jí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

將以往所屬材料科學(xué)基礎(chǔ)、鋼的熱處理、材料性能學(xué)、工程材料學(xué)、表面工程、腐蝕與防護(hù)等專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課程中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)一整合，按“專業(yè)基礎(chǔ)性”“拓展技能訓(xùn)練”“材料工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”和“材料性能測(cè)試與分析”四級(jí)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與技能培訓(xùn)。其中專業(yè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)包括金相顯微試樣的取材與制備，金相顯微鏡的構(gòu)造、使用與圖像的采集和處理，鐵碳合金平衡狀態(tài)下的顯微組織觀察，金屬的塑性變形與再結(jié)晶，熱電偶與爐溫儀表的成套性檢定，目的是讓學(xué)生掌握材料學(xué)科最基本的金相試樣制備、顯微鏡使用及鐵碳合金基本組織等。拓展技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)包括化學(xué)器皿的使用及鍍液的配置，電鍍、化學(xué)鍍?cè)O(shè)備及鍍層常用檢測(cè)設(shè)備的使用，電化學(xué)試樣的制備，恒電位儀的使用與極化曲線的測(cè)試，綜合實(shí)驗(yàn)—合金鍍層的制備及鍍層性能的檢測(cè)和耐蝕/耐磨性的評(píng)價(jià)，目的在于訓(xùn)練學(xué)生熟悉金屬材料表面處理的常用方法、操作以及表面處理設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備的使用方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鍍層工藝設(shè)計(jì)和性能評(píng)價(jià)。材料工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括奧氏體晶粒顯示及晶粒度測(cè)定，鋼的淬透性的測(cè)定，常用工業(yè)用鋼典型熱處理組織的觀察，鑄鐵及有色金屬顯微組織觀察，綜合實(shí)驗(yàn)—熱處理工藝設(shè)計(jì)及操作，目的在于讓學(xué)生熟悉常用鋼典型熱處理后的組織形貌特征及熱處理基本操作和實(shí)際密切相關(guān)的晶粒度、淬透性測(cè)試方法，同時(shí)針對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行熱處理工藝設(shè)計(jì)、操作及組織分析等一系列綜合訓(xùn)練。材料性能測(cè)試與分析實(shí)驗(yàn)包括電子拉伸試驗(yàn)機(jī)的使用及拉伸實(shí)驗(yàn)，材料的硬度實(shí)驗(yàn)，單擺沖擊試驗(yàn)機(jī)的使用及系列沖擊實(shí)驗(yàn)，斷口形貌分析，綜合實(shí)驗(yàn)—金屬材料熱處理工藝及力學(xué)性能測(cè)試分析，目的在于讓學(xué)生了解并熟悉工程材料常用力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)方法及所用設(shè)備、失效的斷口形貌特征，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生合理選材、工藝設(shè)計(jì)、性能測(cè)試與評(píng)價(jià)等綜合技能。

通過(guò)建立專業(yè)基礎(chǔ)性、拓展技能訓(xùn)練、材料工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和材料性能測(cè)試與分析四級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，使獨(dú)立開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)操作技能與能力訓(xùn)練一體化，突出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)技能與獨(dú)立分析和設(shè)計(jì)能力以及科研意識(shí)等綜合能力，使學(xué)生具備材料科學(xué)研究的基本操作技能和研究方法，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.2 集中訓(xùn)練，加強(qiáng)課程有機(jī)聯(lián)系

我們將原來(lái)分屬于多門課程的分散孤立的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化組合，建立四級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中每級(jí)平臺(tái)分別有5個(gè)實(shí)驗(yàn)，20學(xué)時(shí)，進(jìn)行集中訓(xùn)練，安排在大三全年和大四上半年完成。集中培訓(xùn)，可以幫助學(xué)生將不同課程中學(xué)到的理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，建立起專業(yè)課程之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)。學(xué)生在訓(xùn)練過(guò)程中親自動(dòng)手，尤其是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，自行設(shè)計(jì)工藝路線和制備方法，不但強(qiáng)化與鞏固了課堂理論知識(shí)，而且促進(jìn)了多門課程間知識(shí)的交叉與融合，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)了學(xué)生的科研興趣，受到學(xué)生的廣泛好評(píng)，為他們以后走上工作崗位以及繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。

2.3 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，聯(lián)合進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)

在專業(yè)實(shí)驗(yàn)與技能一體化教學(xué)模式實(shí)施之前，分別由教研組教師與實(shí)驗(yàn)教師承擔(dān)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)任務(wù)，使教學(xué)和實(shí)驗(yàn)完全脫節(jié)[6]。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)是怎么操作的，理論課教師一無(wú)所知；學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)，實(shí)驗(yàn)教師也不太清楚。而且，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)的更新，一些陳舊的方法和技術(shù)已經(jīng)被淘汰，而實(shí)驗(yàn)教師仍在使用，造成教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的脫節(jié)，對(duì)學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)和就業(yè)極為不利。

通過(guò)整合實(shí)驗(yàn)，使授課教師和實(shí)驗(yàn)教師共同參與到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)中來(lái)。專業(yè)授課教師大多數(shù)是從國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)高校畢業(yè)的博士生，具有扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的研究能力，對(duì)目前本領(lǐng)域研究方向的發(fā)展較為熟悉，能夠把本專業(yè)的新思想、新動(dòng)向傳遞給學(xué)生。實(shí)驗(yàn)教師學(xué)歷雖然不高，但具有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，熟悉各種儀器設(shè)備的使用方法及實(shí)驗(yàn)的操作步驟。授課教師和實(shí)驗(yàn)教師聯(lián)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，相得益彰，有助于教學(xué)工作的完成和學(xué)生技能水平的提高。

2.4 科學(xué)評(píng)價(jià)，建立統(tǒng)一的考核機(jī)制

原來(lái)分屬于不同課程的實(shí)驗(yàn)都是單獨(dú)操作的，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交后由實(shí)驗(yàn)教師評(píng)定，但實(shí)驗(yàn)成績(jī)不作為評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)入學(xué)生的總成績(jī)。因此，學(xué)生做不做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量?jī)?yōu)劣都不會(huì)影響其最終成績(jī)，這對(duì)于學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的鍛煉是非常不利的。

將分屬于不同課程的實(shí)驗(yàn)打亂，重新組合，建立四級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生自己動(dòng)手完成，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新能力等表現(xiàn)以及最后提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告分別給出評(píng)定，學(xué)生獲得各個(gè)平臺(tái)的實(shí)踐成績(jī)。這樣的評(píng)價(jià)方式，能科學(xué)地反映出學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握水平，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中鍛煉了他們獨(dú)立思考、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)金屬材料工程專業(yè)各課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，獨(dú)立開(kāi)設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，打破了課程之間的界限，建立了專業(yè)基礎(chǔ)性、拓展技能訓(xùn)練、材料工藝設(shè)計(jì)和材料性能測(cè)試與分析四級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)編寫四級(jí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，集中訓(xùn)練；授課教師與實(shí)驗(yàn)教師聯(lián)合授課、科學(xué)評(píng)價(jià)等措施，突出了實(shí)踐技能和綜合能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、分析解決問(wèn)題的能力；綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)突出了學(xué)生的主體地位，體現(xiàn)了個(gè)性化教育的培養(yǎng)理念，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

[1] 葉寧廖,林楠,彭波.理論實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué)模式在藥理學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與探討[J].職業(yè)技術(shù),2011(11):22-23.

[2] 馬松濤,臧志和,劉冬戀.教師理論實(shí)驗(yàn)分離教學(xué)利弊分析[J].四川生理科學(xué)雜志,2012,34(3):130-132.

[3] 胡建文,馬靜,李強(qiáng).高校金屬材料工程特色專業(yè)建設(shè)的探索[J].中國(guó)電力教育,2010(16):42-44.

[4] 馬靜,胡建文,刁美艷.“腐蝕與防護(hù)”雙語(yǔ)教學(xué)探究[J].中國(guó)電力教育,2011(7):119-120.

[5] 馬靜,胡建文,張欣.“外語(yǔ)文獻(xiàn)閱讀及學(xué)年論文”課程改革探究[J].中國(guó)電力教育,2012(2):31,47.

[6] 黃曉劍.分析化學(xué)理論實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué)的實(shí)施[J].考試周刊,2011(54):187.