曲立杰 （廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院）

金屬材料工程專(zhuān)業(yè)是一個(gè)集理論與實(shí)踐，理工一體的工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)，它涉及的知識(shí)面較廣，將工程的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用緊密地聯(lián)系在一起。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐能力。然而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還依附于理論教學(xué)中，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是穿插到理論教學(xué)中來(lái)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容上以簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，割裂了各個(gè)模塊之間的聯(lián)系性和整體性，致使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣不高，掌握的知識(shí)面狹窄，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。專(zhuān)業(yè)的綜合實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)理論性知識(shí)進(jìn)行綜合性鞏固，以此來(lái)為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。在以往的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境常常臟而亂，極大地降低了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣以及實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，因此本文就專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)改革的內(nèi)容及措施進(jìn)行了闡述，希望能對(duì)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有所幫助。

一 對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)

過(guò)去的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也能夠在一定程度上反映學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力，但僅僅是通過(guò)學(xué)生對(duì)金屬材料的熱處理，金相試樣的制備，顯微組織的觀察以及力學(xué)性能測(cè)試等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)這些內(nèi)容的興趣不高，導(dǎo)致在學(xué)生的參與度低，且實(shí)驗(yàn)積極性不高，敷衍了事。根據(jù)這種情況，應(yīng)該對(duì)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)的重點(diǎn)是要提高學(xué)生的興趣，不斷地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新力。

1 為學(xué)生創(chuàng)建能夠充分展示自己的平臺(tái)

重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體性作用，金屬材料工程圍繞金屬材料展開(kāi)進(jìn)行，在進(jìn)行試驗(yàn)教學(xué)時(shí)可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系試驗(yàn)教學(xué)，比如增設(shè)一些金屬塑性成形工藝，金屬熱處理控制等實(shí)踐環(huán)節(jié)。例如在對(duì)典型零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，先讓學(xué)生課前制定研究計(jì)劃，即明確研究目標(biāo)（具體零件）、合理選材、制定加工工藝路線和熱處理方案、提出檢測(cè)手段及方法。在熱處理工藝制定環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照理論制定金屬的加熱溫度，保溫時(shí)間以及冷卻方式。在具體操作環(huán)節(jié)，例如退火、正火、淬火以及回火等環(huán)節(jié)按照規(guī)范操作。對(duì)獲得的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，第一要體現(xiàn)實(shí)際結(jié)果與理論結(jié)果之間的差異，第二要總結(jié)產(chǎn)生差異的因素，第三明確理論與實(shí)踐的關(guān)聯(lián)，最后寫(xiě)出綜合試驗(yàn)報(bào)告及感受。通過(guò)這樣的綜合性訓(xùn)練，不僅提高了學(xué)生的理論認(rèn)識(shí)和學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的認(rèn)識(shí)，而且充分的提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，加深了學(xué)生對(duì)金屬熱處理方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，使摸不著看不到的理論知識(shí)同實(shí)踐相結(jié)合，最大限度地發(fā)揮了綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。

2 讓學(xué)生充分理解實(shí)驗(yàn)的價(jià)值

只有學(xué)生充分了解到實(shí)驗(yàn)的重要性以及價(jià)值后，才會(huì)積極主動(dòng)地參加實(shí)驗(yàn)，并珍惜實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，認(rèn)真地制定實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，例如在快速成型及相關(guān)的三維造型的模具設(shè)計(jì)課程中，可以通過(guò)具體的實(shí)踐課堂中，盡可能為學(xué)生多提供一些貼近生活的實(shí)體模型進(jìn)行教學(xué)，例如選擇用來(lái)收藏或者裝飾用的青銅器“鼎”，首先構(gòu)建鼎的三維模型，再通過(guò)計(jì)算機(jī)掃描三維模型將其中的數(shù)據(jù)傳送到選區(qū)激光燒結(jié)設(shè)備，制作模型，再利用硅酸乙酯-硅溶膠在模型的表面進(jìn)行制殼，然后將金屬液倒置入殼體內(nèi)，在冷卻后進(jìn)行清理，最后就得到一個(gè)高成品的“鼎”的仿制品，學(xué)生們也可以將現(xiàn)有的收藏品帶來(lái)進(jìn)行仿制，這樣能極大地增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，也更好的達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。

3 學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)需走在科學(xué)的前沿

學(xué)生普遍對(duì)新鮮的事物表現(xiàn)出很強(qiáng)的興趣，對(duì)于科學(xué)的新技術(shù)和新知識(shí)方面也表現(xiàn)出來(lái)較強(qiáng)的學(xué)習(xí)欲望，他們渴望掌握最先進(jìn)，最科學(xué)的新技術(shù)。根據(jù)這一情況，在實(shí)驗(yàn)中，教師要更新拓寬自己的知識(shí)面，為學(xué)生提供更多的新技術(shù)和方法，再結(jié)合本院校或者專(zhuān)業(yè)的研究成果進(jìn)行講述，效果會(huì)更好，學(xué)生更易于理解和接受。例如對(duì)選區(qū)激光燒結(jié)這一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)的講解上教師聯(lián)系著本院研究的3D 打印技術(shù)的相關(guān)研究成果進(jìn)行講解，學(xué)生們的興趣表現(xiàn)得會(huì)更高，對(duì)技術(shù)的理解與把握也更強(qiáng)。

二 靈活多變的實(shí)驗(yàn)方法

在影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的因素分析中了解到，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段是影響教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要因素，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段進(jìn)行有效的改進(jìn)，也可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有很大程度的提高，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的改進(jìn)內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)[1]。

1 采用先進(jìn)的多媒體手段

在每一節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)始之前，都應(yīng)該先為學(xué)生上一節(jié)專(zhuān)業(yè)的理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，方便學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)中的技術(shù)與知識(shí)，在對(duì)理論知識(shí)的講解上，要多運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)圖片和視頻的展示，能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，從而有效地保證了實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。

2 堅(jiān)持學(xué)生的主體性地位

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)常是由老師準(zhǔn)備一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)課題，然后教學(xué)生重復(fù)實(shí)驗(yàn)一次。這種情況下，束縛了學(xué)生思維的擴(kuò)展，每一步都是按照老師的要求進(jìn)行，學(xué)生的主觀能動(dòng)性不高，所以部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)完成結(jié)束后還不知道實(shí)驗(yàn)的目的以及方法等，嚴(yán)重地影響了實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，無(wú)法體現(xiàn)出學(xué)生的創(chuàng)新性。因此在綜合實(shí)驗(yàn)中，可以讓每組學(xué)生自帶課題，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要先對(duì)實(shí)驗(yàn)課題的可行性進(jìn)行分析，通過(guò)分析制定具體的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過(guò)老師分析同意后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這樣不僅擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面，而且增強(qiáng)了學(xué)生的主體性意識(shí)，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的科研動(dòng)手能力。

3 在實(shí)驗(yàn)中實(shí)行小組制

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，往往是老師在上面指導(dǎo)具體操作步驟，學(xué)生在下面重復(fù)性的操作，沒(méi)有小組分工合作的意識(shí)。在綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以將學(xué)生分成幾個(gè)小組，然后通過(guò)選舉或推薦選擇一位小組長(zhǎng)[2]，由小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)帶領(lǐng)成員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課題的選擇以及具體的實(shí)驗(yàn)操作等相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)小組合作能夠增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及集體觀念，為他們以后更好地適應(yīng)社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 對(duì)實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行總結(jié)

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每組學(xué)生要對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)總結(jié)能夠培養(yǎng)學(xué)生分析總結(jié)的能力以及查閱文獻(xiàn)的能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些現(xiàn)象進(jìn)行分析，然后提出自己的理解和觀點(diǎn)，運(yùn)用科學(xué)的理論對(duì)觀點(diǎn)進(jìn)行佐證，同時(shí)利用查閱出的強(qiáng)有力的論據(jù)來(lái)證實(shí)自己的觀點(diǎn)。指導(dǎo)老師要對(duì)學(xué)生的總結(jié)進(jìn)行評(píng)定，并根據(jù)學(xué)生總結(jié)的內(nèi)容組織一次實(shí)驗(yàn)的交流會(huì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，能夠擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)范圍，對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行深層加工，有助于學(xué)生對(duì)課題的更好把握，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力有很大的幫助[3]。

三 綜合性實(shí)驗(yàn)的改革成效及特點(diǎn)

金屬材料工程專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在2015 級(jí)的90 名學(xué)生中實(shí)踐，并繼續(xù)在本專(zhuān)業(yè)實(shí)行。綜合實(shí)驗(yàn)的改革已經(jīng)取得了一定的成效，具體內(nèi)容有以下幾點(diǎn)。

1 增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性與主動(dòng)性

綜合新實(shí)驗(yàn)不再是簡(jiǎn)單地進(jìn)行一些驗(yàn)證或者演示類(lèi)實(shí)驗(yàn)，不再是由老師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)操作，而是由學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)課題，將自己學(xué)到的理論知識(shí)都運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，需要學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可行性分析并制定出具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟。雖然一定程度上增加了學(xué)生的任務(wù)，但卻高質(zhì)量地完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。學(xué)生在接收到實(shí)驗(yàn)任務(wù)通知后，會(huì)進(jìn)行課題的選擇思考，會(huì)主動(dòng)地去網(wǎng)上或者圖書(shū)館查找資料，來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的可行性分析以及具體的實(shí)驗(yàn)步驟，在不同的階段會(huì)主動(dòng)向老師匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展情況，遇到不懂的問(wèn)題也會(huì)主動(dòng)和老師一起積極商討，完成了被動(dòng)實(shí)驗(yàn)到主動(dòng)實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變[4]。

2 有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新性

在綜合實(shí)驗(yàn)中，不對(duì)學(xué)生的具體方案以及方法進(jìn)行規(guī)定，只為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容范圍，讓學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)課題以及小組內(nèi)每個(gè)成員的分工，學(xué)生的自主能力得到鍛煉，充分地發(fā)揮了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體性作用，鍛煉了學(xué)生的思維能力以及實(shí)踐能力，激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。

3 提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)

在專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中，不僅提高了學(xué)生的分析能力，實(shí)踐能力以及綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，而且通過(guò)小組分工鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及集體意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生處理人際關(guān)系的能力。

4 提高了學(xué)生的畢業(yè)論文質(zhì)量

未進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)改革前，學(xué)生在寫(xiě)畢業(yè)論文時(shí)，由于沒(méi)有有效的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)匱乏，導(dǎo)致學(xué)生的畢業(yè)論文內(nèi)容經(jīng)常是在網(wǎng)上東拼西湊的拼接，論文的質(zhì)量嚴(yán)重下降，并且許多學(xué)生對(duì)論文課題無(wú)從下手[5]，依賴于網(wǎng)絡(luò)或者指導(dǎo)教師。在開(kāi)始了綜合實(shí)驗(yàn)改革后，學(xué)生的實(shí)踐能力有了大幅度的提高，在拿到指導(dǎo)老師給的畢業(yè)論文課題時(shí)，能夠快速有效的開(kāi)始協(xié)作，寫(xiě)出的論文質(zhì)量也有顯著的提高。

四 小結(jié)

專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種有效的改革，經(jīng)過(guò)廣大師生的不懈努力，實(shí)驗(yàn)改革也取得了顯著的成效，雖然在綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在一些不足，但相信在未來(lái)不斷的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后，一定能夠有效地解決這些問(wèn)題，隨著綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作的不斷推進(jìn)，一定會(huì)成為未來(lái)的一項(xiàng)有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，值得進(jìn)行大力推廣。