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材料學(xué)科多專(zhuān)業(yè)交叉融合實(shí)驗教學(xué)的實(shí)踐分析論文
中國高校工程教育規模大，可用實(shí)驗設備資源相對較少，積極探索適合自身現狀的工程教育新模式，走中國特色的工程教育之路，是提高工科學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新能力的重要課題。專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗教學(xué)是高校人才培養方案的重要組成部分，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑。本文以金屬材料工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)改革為例，論述運用多專(zhuān)業(yè)的交叉融合方法，構建集資源優(yōu)化、開(kāi)放充分、運作高效的創(chuàng )新實(shí)踐平臺，是培養工程人才創(chuàng )新實(shí)踐能力的新機制。
一、多專(zhuān)業(yè)交叉融合實(shí)驗教學(xué)模式的構建
多專(zhuān)業(yè)交叉融合的實(shí)驗教學(xué)，就是打破現有教學(xué)、科研、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的壁壘，按照卓越工程師培養創(chuàng )新人才的要求，統一構建有利大學(xué)生工程創(chuàng )新能力提升的新實(shí)驗教學(xué)體系。首先是建立新的實(shí)驗教學(xué)平臺，整合優(yōu)化資源配置，將傳統的獨立專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室資源優(yōu)選匯集，建立起實(shí)驗教學(xué)與學(xué)科建設、科研項目的聯(lián)系紐帶，圍繞研究項目開(kāi)展工程實(shí)踐教學(xué)，提高專(zhuān)業(yè)實(shí)驗訓練水平;其次是努力創(chuàng )造條件，加強創(chuàng )新實(shí)踐平臺與企業(yè)的合作，實(shí)現校企合作共贏(yíng)，使工程訓練項目貼近實(shí)際，拓寬訓練范圍;第三是加強服務(wù)保障，由學(xué)院各主管部門(mén)圍繞實(shí)驗教學(xué)課程，協(xié)調組建跨專(zhuān)業(yè)、校企結合的指導教師團隊，用高水平人才保證多專(zhuān)業(yè)交叉融合實(shí)驗教學(xué)的實(shí)踐訓練的效果和質(zhì)量。
二、調整創(chuàng )新實(shí)踐平臺管理機制，優(yōu)化資源配置
將學(xué)院分散建設、分散管理的實(shí)驗室設備和資源，建設成而向材料學(xué)科的多專(zhuān)業(yè)創(chuàng )新實(shí)踐平臺。平臺建立相對獨立，在學(xué)院教學(xué)、科研和實(shí)驗室的指導下，協(xié)調各專(zhuān)業(yè)共同參與實(shí)驗室建設與資源管理，實(shí)現對教學(xué)實(shí)驗室、學(xué)科科研平臺和省部級重點(diǎn)實(shí)驗室乃至教師科研實(shí)驗室的統一規劃、建設和管理。
平臺管理機構在實(shí)驗室建設、硬件管理與維修服務(wù)等方而為教學(xué)與科研提供全方位服務(wù)，保證參與共享的硬件資源能正常向教學(xué)與科研全而開(kāi)放。通過(guò)這些機制，將材料學(xué)院各專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗設備、學(xué)術(shù)人才、前沿科研成果等優(yōu)質(zhì)教育資源整合在一起，構建功能集約、資源優(yōu)化、開(kāi)放充分、運作高效的創(chuàng )新實(shí)踐平臺，建立適合創(chuàng )新人才培養的實(shí)踐體系，為學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng )新活動(dòng)創(chuàng )造條件。同時(shí)，為工程創(chuàng )新合作項目的開(kāi)發(fā)提供資源和人力保障團。
三、爭取校企合作，拓展創(chuàng )新實(shí)踐
工科院校應立足自身特色，積極聯(lián)系合作企業(yè)，在兩方而推進(jìn)校企合作培養工程人才。一是高校配合企業(yè)共同建立各級工程實(shí)踐教育中心，構建以企業(yè)為基地的工程人才現場(chǎng)實(shí)習平臺;二是拓展校內創(chuàng )新實(shí)踐平臺的外延，吸引企業(yè)共建工程人才培養的模擬實(shí)踐環(huán)境，有效解決工程人才培養的規模問(wèn)題。校內創(chuàng )新實(shí)踐平臺向外擴展能建立校企共贏(yíng)機制，在模擬實(shí)踐環(huán)境中，開(kāi)發(fā)合作項目課程。企業(yè)與高校在工程人才培養上的共同利益點(diǎn)并非經(jīng)濟利益，而是更高層次的人才培養和科研創(chuàng )新成果的產(chǎn)出。在校企合作中，企業(yè)可以將預期收益定位在得到未來(lái)需求的人才和得到學(xué)生在合作課題研究中可能產(chǎn)生的創(chuàng )新思維上;高校的預期收益是培養出高水平工程人才。以此為基礎的校企合作模式，能有效提高創(chuàng )新實(shí)踐平臺外部資源的利用。創(chuàng )新實(shí)踐平臺與企業(yè)密切合作，在貼近實(shí)際的模擬、仿真實(shí)踐環(huán)境里，能有效解決大規模的學(xué)生實(shí)踐問(wèn)題。另外，可以通過(guò)校內教師和企業(yè)工程師共同進(jìn)行產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)、工藝流程改進(jìn)，適當調整課題難度和規模，達到適合合作項目課程的要求，讓學(xué)生的學(xué)習環(huán)節“真題真做”，能有效提高學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
注重引導學(xué)生從實(shí)踐過(guò)程的每個(gè)細節培養自身的基本技能，從眾多知識與技術(shù)節點(diǎn)中培養自己的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新精神。通過(guò)實(shí)踐項目，使學(xué)生了解材料學(xué)科的研究方向和科研方法，感受科研氛圍、科研精神。開(kāi)展對指導教師親身經(jīng)歷的實(shí)踐項目做創(chuàng )新實(shí)驗，提高學(xué)生的研究興趣和創(chuàng )新實(shí)踐能力。創(chuàng )新實(shí)踐平臺還應該依托“學(xué)校和國家的大學(xué)生創(chuàng )新型實(shí)驗計劃項目”等載體，充分利用現有科研設備，為學(xué)生開(kāi)展創(chuàng )新實(shí)踐活動(dòng)提供服務(wù)。
四、教學(xué)計劃單列，獨立組織教學(xué)
實(shí)驗教學(xué)計劃的單列，是實(shí)驗教學(xué)改革的關(guān)鍵。實(shí)驗教學(xué)與理論教學(xué)既互相聯(lián)系，又自成體系。單列的實(shí)驗教學(xué)計劃能提高學(xué)生對實(shí)驗課的重視。專(zhuān)業(yè)課的實(shí)驗教學(xué)應該將材料類(lèi)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗盡量多開(kāi)設，不局限于本專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗，這樣學(xué)生在掌握基本實(shí)驗操作技能的基礎上，能更多地多接觸先進(jìn)的相關(guān)科研儀器設備，拓寬知識面。
合肥工業(yè)大學(xué)在專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗改革方而采取了以下舉措:一是將所有專(zhuān)業(yè)實(shí)驗從專(zhuān)業(yè)課程中劃分出來(lái)，開(kāi)設“基礎實(shí)驗一”、“基礎實(shí)驗二”課程。其中，“基礎實(shí)驗一”主要包含“材料科學(xué)基礎”和“材料分析測試方法”兩門(mén)課程的實(shí)驗內容�！盎A實(shí)驗二”包含其余的各專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗，內容涉及材料學(xué)院材料物理專(zhuān)業(yè)、無(wú)機非金屬材料專(zhuān)業(yè)、金屬材料工程專(zhuān)業(yè)。二是將實(shí)驗課列為專(zhuān)業(yè)必修課，由教授和高級工程師主講并且指導實(shí)驗全過(guò)程，因為該課程的重要性己經(jīng)超過(guò)了很多專(zhuān)業(yè)理論課。三是實(shí)驗課進(jìn)行小班教學(xué)，再分小組實(shí)驗，最終成績(jì)考核包括實(shí)驗操作和實(shí)驗報告兩部分。此種教學(xué)模式使得學(xué)生開(kāi)始重視實(shí)驗，實(shí)際動(dòng)手能力得到了提高。
下表為合肥工業(yè)大學(xué)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)“基礎實(shí)驗二”課程所開(kāi)設的實(shí)驗內容。課程性質(zhì)為必修，24學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗1-6為金屬材料工程專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗內容，實(shí)驗7-8為材料物理專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗內容，實(shí)驗9-11是無(wú)機非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗內容�！盎A實(shí)驗二”的內容涵蓋了材料學(xué)院3個(gè)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗的主要內容，這正是該實(shí)驗課程教學(xué)改革的最大特點(diǎn)。
五、結語(yǔ)
通過(guò)匯集材料學(xué)院各專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的設備資源，將金屬材料工程的相關(guān)專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗和材料物理、無(wú)機非金屬材料專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗內容匯集為一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程，由教授擔任主講教師和實(shí)驗教師，拓寬了專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)的范圍。通過(guò)多媒體視頻錄像教學(xué)，使得學(xué)生對實(shí)驗的設備、儀器及其操作方法有了初步的認識，解決了實(shí)驗課程學(xué)時(shí)少、學(xué)生人數多、設備臺套數不足的問(wèn)題，讓學(xué)生能有的放矢地進(jìn)行實(shí)驗操作，保證每個(gè)學(xué)生切實(shí)得到動(dòng)手訓練的機會(huì )，充分發(fā)揮了學(xué)生的聰明才智。
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