陳 松 朱德貴 楚龍晟

西南交通大學材料科學與工程學院 四川成都 610031

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材料科學與工程專業(yè)學生實踐教學質(zhì)量改善途徑探討

陳 松 朱德貴 楚龍晟

西南交通大學材料科學與工程學院 四川成都 610031

摘 要：通過對比國內(nèi)外實踐教學模式，探討了材料科學與工程專業(yè)在實踐教學環(huán)節(jié)和學科建設過程中存在的新舊問題。通過對當前我國高校實踐教學現(xiàn)狀的分析，論述了材料科學與工程專業(yè)實踐教育改革的幾點心得體會，并為今后材料科學與工程專業(yè)學科建設提出一些粗淺的建議。

關鍵詞：材料科學與工程；實踐教學；教學問題；改革模式

當前，高等教育的發(fā)展伴隨著我國改革的步伐正不斷深入和優(yōu)化［1］。尤其，隨著市場經(jīng)濟發(fā)展，社會對高素質(zhì)人才需求不斷提高。加之，國內(nèi)、外企業(yè)市場競爭日趨激烈，因而企業(yè)對應屆大學生的綜合素質(zhì)要求已越來越高。目前，高校本科教育改革的重點，已由人才的個人自身素質(zhì)或技能培養(yǎng)逐漸拓寬到人才綜合能力及素養(yǎng)提高上，其中包括引入國際教育標準模式、開展國際交換培養(yǎng)方式、科研帶動本科教學、文化素質(zhì)教育改革、學科改革等多種方式進行改革和試點改革本科教育［2，3］。本科教育改革的最終目的是為將我國本科教育與國際發(fā)達國家本科教育接軌，使得我國大學畢業(yè)生在未來的職業(yè)發(fā)展中具有國際競爭力，也匹配于我國目前朝著中等發(fā)達國家教育水平邁進的步伐，最終使得我國高等教育水平達到一般發(fā)達國家的水平。然而，在此過程中，本科教育仍存在許多的問題與不足。這些問題包括改革過程中出現(xiàn)的新問題，也有改革之前尚未解決的舊問題［4］。因此，本科教育改革的發(fā)展是一個極其復雜而長遠的過程。其中，專業(yè)學科的擴展與專業(yè)自身建設發(fā)展的內(nèi)在關系調(diào)和是一個容易忽略的重要問題，尤其是專業(yè)自身建設發(fā)展過程中的實踐教育與基礎教育的基本關系調(diào)整是一個重要的改革問題。通過多年材料科學與工程專業(yè)的學習和教學經(jīng)歷，本文就材料科學與工程專業(yè)在學科建設過程中，尤其是實踐教學環(huán)境中的突出新、舊問題進行探討，以嘗試尋求改善這些問題的方法和途徑。

1 實踐教學的目的、重要性、地位

實踐教學是教學過程中的重要環(huán)節(jié)之一，通過實踐教學可幫助學生學習工程知識和提高分析解決工程問題的能力。因而實踐教學質(zhì)量的好壞是培養(yǎng)優(yōu)秀應用型人才的重要保證。歐美發(fā)達國家的高校歷來重視實踐教育。如美國高校融合大學、企業(yè)、政府和中介機構的作用，建立起大學協(xié)同創(chuàng)新體系［5］。通過該體系作為平臺，讓學生加入到產(chǎn)、學、研相結合的應用科學體系，從而培養(yǎng)學生實際創(chuàng)新能力，并強化學生基礎知識和開拓社會視野［6］。加拿大高校圍繞學生在實際工作中所需的專業(yè)知識和技能，設置和制定特別課程以強化學生實踐能力。英國采用以職業(yè)資格證書鑒定模式推動學生能動地接受實踐教育。 此外，歐洲其他國家還以增加實踐教學環(huán)節(jié)在課時分配中的比重等方式，強化學生的實踐教學培養(yǎng)［7］。

我國高校近年來紛紛開展各種類型的實踐教學活動和項目。其中，最典型的項目是教育部牽頭下，于2010年啟動的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。該計劃在國家中、長期教育改革發(fā)展思路和人才發(fā)展規(guī)劃框架的指導思想下，以企業(yè)參與，采用通用標準培養(yǎng)應用型人才的模式，改善學生的創(chuàng)新能力［8］。筆者所在西南交通大學已經(jīng)建立了SRTP（Student Research Training Program）項目和個性化創(chuàng)新項目兩種實踐教學平臺，這些項目的實施為學生參與各類科研實踐活動提供了平臺。在我校的SRTP項目和個性化創(chuàng)新項目中，學校除了提供一定的科研經(jīng)費，學生還可借助實踐平臺與教師的科研項目進行交流和互動。此外，學生也可根據(jù)專業(yè)興趣選擇理論研究、實踐創(chuàng)新和工程應用等多種課題進行知識的實踐應用和學習。通過這些項目平臺，學生會對自己未來的專業(yè)及職業(yè)發(fā)展加深認識。因而，在臨近畢業(yè)的學期，借助于實踐教學的認知所得選擇自己的人生方向，如就業(yè)方向和考研方向的制定。同時，實踐教學也能為學生在求職過程中增加信心。但更關鍵的一點還在于，實踐教學將理論學習與實際工程緊密結合在了一起，使學生真正做到學以致用。

2 材料科學與工程專業(yè)實踐教學的問題探討

材料科學與工程專業(yè)屬于基礎性應用學科，具有典型的學科交叉性特點。該專業(yè)旨在揭示材料微觀結構、組成、性能和工藝之間的復雜關系，通過這些關系的發(fā)現(xiàn)和認識，解決實際工程問題并滿足工程需要。相比于物理、化學和數(shù)學學科，材料科學與工程專業(yè)又具有明顯的學科交叉性，因而又帶有顯著的工科特色。如何調(diào)和材料科學與工程專業(yè)中，基礎課程與實踐教學的關系是值得關注的一個問題。

眾所周知，材料科學與工程專業(yè)的發(fā)展是一紛繁的過程。廣義而言，材料科學與工程專業(yè)包含了無機非金屬材料、金屬材料和高分子材料。但就材料的物理或化學基本性質(zhì)進行分類而言，這些已分類的材料專業(yè)間又存在復雜的學科背景（如圖1所示）。

因此，既復雜且相關的材料物理、化學知識對材料專業(yè)學科方向不同的學生的實踐教學會造成一定的困惑。然而，在一些西方的材料專業(yè)基礎教材中，編寫者首先會在相應的基礎教材中進行通識教育，即結合基礎理論知識，列舉所有相關材料的基本特性和性質(zhì)。例如，美國密執(zhí)安大學的Lawrenece H. Van Vlack所著的《材料科學與材料工程基礎》教材中，通過列舉所有材料的應用特點和特性，不僅將不同材料學科專業(yè)知識所涉及的物理、化學基礎知識簡明扼要地闡述清楚，而且生動地將其與工程實際相聯(lián)系，從而加深了學生對基礎知識的認識。如此，學生在學習過程中對知識脈絡的把握將顯得非常有頭緒。不難看出，基礎課程教育中植入豐富的實踐和應用知識，對培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣和熱情極為重要。

圖1 材料科學與工程專業(yè)方向與學科關系

材料科學與工程專業(yè)的工程性和學科的基礎性界定往往也讓學生對未來的學習方向深感困惑。例如，一些綜合性大學開設的材料科學與工程專業(yè)側重于基礎知識的教育，而工科院校則偏向于工程學教育。對于一部分學生，尤其是準備攻讀碩士或博士的學生而言，往往會對今后研究方向中的應用性和基礎性課題感到迷惘。但事實上，就材料科學與工程學科而言，無法從根本上割裂其工程性和基礎性的辯證統(tǒng)一關系，因為二者在學科體系上必然緊密聯(lián)結為一個整體。但從學生的學習角度而言，這是一種教育過程中對專業(yè)的認知誤解。而造成這種錯誤認識的根本原因在于當前教育體系中，實踐教學與基礎理論教學過程中的部分環(huán)節(jié)脫節(jié)或缺失。同時，如前所述，材料科學與工程專業(yè)是基于物理、化學、生物和數(shù)學等學科的交叉學科。其目的在于揭示材料微觀結構、性質(zhì)和工藝之間的內(nèi)在關系。這些復雜關系的揭示必然基于相應的基礎知識和問題而存在。因此，沒有良好的基礎知識則無法解決紛繁蕪雜的工程問題。因此，如何將實踐與基礎理論教學進行科學的調(diào)和，并改變部分學生對學科的片面認識是重要的教改方向之一。

3 如何改善材料科學工程專業(yè)實踐教學與基礎理論課程關系

材料科學與工程專業(yè)實踐教學并不只是簡單的工程實訓的模式，它包含了基礎理論知識的強化和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

重視和提高實踐教學質(zhì)量，要讓學生正確認識實踐教學與基礎理論課程關系，認識到理論基礎的重要性，而不是忽略它。同時，教師也應深刻意識到，實踐教學的質(zhì)量好壞取決于扎實的理論基礎。在此基礎上，開展的實踐教學活動才能使學生對理論知識的應用有更深入的體會。因此，如何在實踐教學中精煉問題，并讓學生能動地通過理論知識的補充和完善去尋求答案，才能朝著實現(xiàn)基礎知識學習和實踐認知之間的良性循環(huán)上來。要做到這一點必須要通過實踐開拓學生的視野，刺激并鼓勵學生的求知欲望。進一步，這樣的學習效果必須要有良好的實踐教學平臺支持。在我國，大多數(shù)高校已根據(jù)自己的專業(yè)特色建立了本科教學實踐平臺。然而，這些實踐平臺多數(shù)是課程實驗室為基礎而設立，因此基本拘泥于課程為主的一般性課程實驗，無法真正體現(xiàn)實踐教學的綜合性和創(chuàng)新性特色［9］。實踐教學平臺應該是多層次和多元化的平臺。所謂多層次，即高校可依托所建立的國家級、部級或校級實驗室作為平臺，為學生的科研實踐學習提供機會。

圍繞以本科實踐教學中心的建設為主要平臺，為學生的工程實訓提供必要的服務。所謂多元化，即是建立多樣的實踐模式，可以通過學校與社會、學校與企業(yè)以及學校與學校之間的合作模式，創(chuàng)建更真實的實踐環(huán)境以豐富學生的知識學習。進而，建立社會、企業(yè)和學校相互認可模式對學生學習質(zhì)量進行評價和鑒定。其中，政府和企業(yè)將在這種過程中真正發(fā)揮作用。當前，由于多種原因，一些實踐教育會受到自身條件或局部因素的限制而無法充分提高學生的實踐能力，換言之實踐教學極易演變成實驗教學的一部分。美國高校最早認識到這個問題，因此美國一些高校，例如麻省理工學院早在20世紀70年代就建立了“學校-企業(yè)-社會”合作模式，通過在企業(yè)或社會場所設立一定的實習崗位，為學生的實踐活動提供機會［10］，這種實踐教育融入社會的模式值得借鑒，由此也可看出實踐教育需要社會和政府的融入和服務。當然，如何在教學大綱中有層次地制定實踐教學方案是世界各國高校一直探討的問題。如何通過實踐教育提高學生對專業(yè)的學習興趣，并積極地規(guī)劃自己的職業(yè)生涯，是高等教育過程中一個值得重視的問題。然而，理論與實踐作為一個整體，需要對基礎課程和實踐環(huán)節(jié)進行合理的分配和調(diào)和才能起到良好的效果。一般而言，多數(shù)學者認為優(yōu)化和精簡教學課程釋放學習壓力，強化實踐教學并提高教學質(zhì)量是改善這一問題的有效途徑［11］。通過對基礎理論知識的精益求精的學習，使學生領會基礎理論的真正要領，而非讓學生花費大量的時間在課堂上學習。過量的學習課程會造成繁重的學習任務，使學生陷入學習疲勞狀態(tài)，如此對進一步開展的實踐教學會帶來不利影響。若精簡課程優(yōu)化冗長的知識點，強化學生課外涉獵的能力和興趣，將是更有效提高基礎理論學習的方法。

當然，教師的教學態(tài)度和熱情也是必不可少的一環(huán)。發(fā)達國家高校已經(jīng)建立了行之有效的對教師的培訓和教學評估體系。教師入職前要按照教學標準進行必要入職培訓。除此之外，教師的日常教學活動需融入教學評估體系［12］。這種教學評估并不僅限于高校自身，而且是融入包括高校自身的整個社會體系中。一般而言，學生在社會工作中的表現(xiàn)也是教學質(zhì)量的重要衡量依據(jù)之一。因此，重視教師與學生之間的人性化關系是提高教學質(zhì)量必不可少的因素。因而，強化教師自身實踐教學能力也能有效推動實踐教學質(zhì)量的改善。最后，在多元化、多層次實踐教學平臺的基礎上，培養(yǎng)學生多元化發(fā)展思路，尊重學生個性化發(fā)展方向，鼓勵學生自主選擇職業(yè)人生也是實踐教學中需要關注的要素。

圖2 材料科學與工程專業(yè)學生進行個性化實踐

4 結束語

為改善和提高材料科學與工程專業(yè)的實踐教學質(zhì)量，首先要讓學生正確認識實踐學習與理論知識之間的辯證統(tǒng)一關系。其次，應提高教師對實踐教育的認識和實踐教學能力。再次，實踐教育的質(zhì)量提高仍然需要通過實踐教育平臺的建設，包括多層次和多元化的實踐教學模建設，從而使學生通過實踐教育真正對專業(yè)知識有更深刻和真實的認識。最后，通過綜合性的教學改革，優(yōu)化基礎教育和實踐教育模式，使學生在扎實的基礎知識上，能動地進行知識的學習才是實踐教學的改善的主要途徑。

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Discussion on Improvement in the Quality of Practice Teaching for Undergraduate Students with a Material Science and Engineering Major

Chen Song， Zhu Degui， Chu Longsheng
School of Materials Science and Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu， 610031， China

Abstract:Comparing the domestic and foreign practice teaching model， this paper briefy discuss old and new problems that existed in the construction and the practice teaching for materials science and engineering major. Through the analysis and discussion on the situation of practical teaching in our country university education， we discuss several experiences in education reform for materials science and engineering major， and also propose some opinions for the construction of materials science education in future.

Key words:materials science and engineering； practice teaching；teaching problems； reform mode

收稿日期：2015-11-06

作者簡介：陳松，博士，講師。朱德貴，博士，副教授，副院長。楚龍晟，副教授，系主任。