强化材料科学实践教学，培养学生创新能力

柏朝晖，张希艳，刘全生，孙海鹰

(长春理工大学 材料科学与工程学院，长春 130022)

强化材料科学实践教学，培养学生创新能力

柏朝晖，张希艳，刘全生，孙海鹰

(长春理工大学 材料科学与工程学院，长春 130022)

创新精神和工程应用能力的提高是培养工科创新应用型本科学生的关键。长春理工大学通过人才培养模式、实践教学体系、师资队伍建设等方面的改革与创新，建立了分层次教学人才培养模式和三段式实践教学体系，形成了实践教学质量的保证体系，提出了适合材料类本科学生培养的新途径。

实践教学；培养模式；实践课程体系；教学改革

材料科学是一门实验科学，材料类本科专业主要是为国家培养高级工程技术人才。21世纪，尤其是国际金融危机发生之后，材料工程师也处于换代和升级的转折时期。如何使我们培养的学生适应社会的需求，提高市场竞争力，关键在于专业设置应具有鲜明的特色以及学生应具有较强的工程实践能力和创新能力[1-2]。为此，长春理工大学材料科学与工程学院通过创新人才培养模式、改革实践教学体系、加强师资队伍建设等方面的改革，在培养学生创新精神和工程应用能力方面进行了有益的探索，积累了一定的经验。

1 人才培养模式的改革与创新

我们探索了高等教育进入大众化教育阶段的质量标准，研究了国民经济和社会发展对材料科学人才需求的趋势，以培养学生创新精神和实践能力为出发点，以学生的可持续发展为基本要求，结合我校材料类各专业特色和发展现状，创新人才培养模式。以无机非金属材料工程专业为例，确定了不同的人才培养定位，改革传统人才培养模式，建立了与拔尖创新型和创新应用型不同人才培养定位相对应的人才培养方案，建立了分层次人才培养模式。

创新班以外的另一部分学生则以创新应用型人才为培养目标，在强调基础理论的同时，重视对工程应用能力的培养。在理论课程体系中补充了光电子技术、工业仪表与自动化等工程技术类课程；在实践课程体系中，增加了实践教学环节的比重，采取了灵活多样的实习模式，通过组织学生有计划地进入企业参加生产经营活动，大大提高学生的生产实践能力和对社会环境的适应能力。

2 实践教学体系的形成与设置

在材料类专业人才培养方案中了增加了实践教学的比重，建立了课内实验—综合训练—课外实践相结合的“三段式实践教学模式”。

2.1 课内实验

课内实验主要包括公共基础实验、专业基础实验、专业实验三大部分。学院重点建设和改革了专业基础实验和专业实验，专业基础实验分别与材料科学基础、材料工程基础、材料现代分析与测试技术、材料物理性能、电化学基础和半导体物理与器件等主干课程配套。在课时安排、内容选择等方面均比以前有较大幅度的调整，尤其是增加了综合性、设计性实验项目的比重。专业实验与各专业对应，一般开设48学时。专业实验体现专业特色，以综合、设计性实验为主，注重了实验项目的更新，引入了结合科研和工程实践的创新性实验项目作为选做实验[3]。

2.2 综合训练

综合训练，含生产实习、认识实习、科研训练、创新实验、计算机实习、课程设计等各类综合实践教学环节。配套了各类实习教学大纲、实习指导书、多媒体课件或教学软件等教学文件。通过综合训练的各类教学环节，培养学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力。例如：创新实验教学环节，共四周，开设在第七学期。实习题目结合教师科研和工程实践开设，学生在导师指导下完成相应的实验过程，得出实验结果。综合训练注重培养学生利用已学的专业知识分析实验结果的能力，使学生学会分析处理、总结归纳原始数据，为后续的学习奠定基础，提高了学生对材料专业的学习兴趣。

2.3 课外实践

课外实践包括各类大赛、寒暑期企业实习、大学生科技创新计划项目等课外实践教学活动。为学生提供不同的机会参与科学研究和工程实践活动。

3 实践教学质量保证体系的建设与实施

为保障实践教学质量，从师资队伍、实验室、实习基地等方面加强建设，取得了明显的效果[4]。

3.1 建设一支教学水平高、工程实践能力强的教师队伍

材料类专业教师既应具备较高的理论教学素质又要具备较强的工程实践教学能力。通过与企业建立持久而有效的合作机制，创造条件鼓励专业教师积极与企业加强合作和交流，根据需要将青年教师安排在企业进行实践技能和职业素养培养。加强科研与对外服务工作，培养教师创新意识，提高教师特别是青年教师的实践能力和科研能力。采取各种灵活多样的办法，聘用有丰富工程实践经验的企业高级技术人员工程师为兼职教师。通过一系列措施，逐步形成了一支专兼职结合，理论素质高且工程能力强的教师队伍。

3.2 建成一个仪器设备齐全、设备先进的实验教学中心

近年来，针对原有实验室建设情况，利用学校对材料类专业的各项专项资金投入，购置了先进的材料制备设备、结构分析和性能测试设备等，组建了包括材料合成与制备实验模块、材料光学分析实验模块、材料性能实验模块、材料工程测试技术实验模块、材料结构分析实验模块和计算材料学实验模块等在内的实验教学平台，并由此组建了材料科学与工程实验教学中心，中心主要承担我院材料类各专业的专业基础和专业实验教学以及毕业论文、毕业设计的教学任务。由于打破了原有专业实验室的壁垒，实现了仪器设备的利用率的最大化，保证了实验教学效果。同时专业实验室也依托材料科学与工程一级学科建设和光电功能材料教育部工程研究中心和吉林省重点实验室建设，拥有一批先进的仪器设备，有了更为广阔的发展空间。材料科学与工程实验教学中心和院内的科研平台为学生参加各类创新实践活动提供了保障，学院的实验室每年均接待包括大珩班学生在内的近百名学生的创新实践活动，学生在实验室参与导师的科研项目，完成相关课题的实验研究，部分学生还在学术期刊上发表了论文，创新思维得到很好的训练，对学生培养方面发挥的作用在中科研研究所和“985高校”推荐免试攻读硕士研究生的录取以及考研研究生面试中都发挥了重要作用。

3.3 建立一批稳定的校外实践教学基地

经过50余年的办学累积，本专业已建立了成都光明光电股份有限公司、湖北新华光信息材料有限公司、吉林市激光材料厂、山西长城微光器材股份有限公司等13家大中型企业为稳定的实践教学基地，其中成都光明光电股份有限公司、湖北新华光信息材料有限公司是国内最大的光学材料生产基地。另外，还有如无锡尚德太阳能电力有限公司等的多家大型企业接待我院的学生进行寒暑期实习。

针对以往的生产、认识实习存在体验多动手少的现状，学院开展了寒暑期实习活动，使之成为课内实践的一项有益补充。寒暑期实习主要在大三、大四的学生中实施，实习地点可以是学生结合就业自主选择或学生申请学院推荐的企业。主要形式是接待学生的企业为学生制定实习计划，学生按计划利用1～2个月的时间参与企业的生产经营活动，学生通过完成与实习计划对应的合格的实习报告和加盖企业公章的企业实习评价等获得创新学分。参加过实习的学生普遍反映，首先，通过企业为其安排的实习项目使他们在实践中了解到解决问题的方式方法，这种收获是在校内或者说是书本上无法得到的。其次，与人沟通交流能力得到了提高。学生在企业所参与的项目大多是采用团队合作的方式，这对尚未走向社会的学生来说，是一次极好的与人交流合作的机会。最重要的是，正规大型企业招聘实习生都是为了提前储备优秀人才，经过近两个月全面的实习考察，企业对人才有充分的了解和更准确的判断，优秀的实习生很容易在接下来的校园招聘中被优先录用，甚至在实习期间就被提前录用。

3.4 完善实践教学管理制度

实践教学的过程管理是实践教学质量的保障。制定和实施“实践教学管理细则”“毕业设计(论文)工作规范”“实习管理条例”等管理规范，修订各类实习大纲、实验指导书等教学文件，使实践教学各环节管理制度化、规范化。明确企业和学校、指导教师和学生各自的岗位职责，抓好过程管理，保证实践教学质量。

4 几点思考

4.1 不少教师缺乏工程实践背景

4.2 实践教学质量的保障体系有待加强

实践教学体系的实现质量与相应的保障体系直接相关。与理论课程相比，实践教学需要更多的配套措施辅助，如实验室仪器设备的数量、维修与保养、指导教师的配备与职责、耗材的消耗、实习基地建设等。而这诸多环节的某一链接出现问题都将直接影响教学质量。从本院情况看，目前创新性实验的开设、各类课外创新活动的开展、大珩班学生导师制等均给实验室带来很大的压力，主要体现在实验设备的维修工作量大大增加，各类耗材的使用量明显上升。

在实习方面，由于实习企业接待学生数量的限制，导致学生实习分布分散，给实习管理带来了较大的难度。鉴于上述情况，拟从以下几方面解决。(1)完善实验室管理制度，加强实验室监督检查机制，强化学生实验的规范化管理，避免化学试剂等耗材的浪费，保障仪器设备有效利用。通过增加设备台套率等给学生的实践活动创造更好的条件。(2)有效调动教师的积极性，鼓励教师参与实验室管理、指导各类实习，创新计划项目等。(3)完善实习基地建设，与企业签订更完善的实习协议，尽可能地为学生争取更多的权益，实质性地确定企业指导教师，也一定程度地缓解校内实习指导教师短缺的矛盾。我校以无机非金属材料工程专业为试点，把大三的生产实习安排在期末考试后，时间延长为1个月，有意愿的同学可与企业协商利用暑假继续实习。我们将针对企业的不同情况以10～20名学生为一组，分别派到成都光明光电股份有限公司、吉林市激光材料厂、山西长城微光器材股份有限公司、湖北戈碧迦光电科技股份有限公司等企业实习，在实践中不断完善各项管理制度。

4.3 更新教学理念，将实践教学真正做到与理论教学并重

学校需对实践教学给予更大的支持，无论是建设经费上还是政策制定上，使得能有更多的教师愿意投身到实验室建设和实验教学中，比如自主设计、制造实验装置和设备，更新实验项目，结合科研设计创新性实验项目等。鼓励教师参与各类实习、实践教学环节的指导。

5 结束语

从我校一系列的教学改革可见，学生的创新精神和工程应用能力得到明显提高。针对具有不同发展定位学生建立的分层次人才培养模式以及三段式实践教学体系的实施，突出了学生的个性化培养，通过不同实践环节、教学内容的设计以及规范化的教学管理，使学生实现了理论与实践结合，在实践中加深对基础理论理解的目的，增强了学习效果。今后，通过实习基地的不断丰富和完善，教师工程实践能力的进一步提高，学生的综合实践能力必将得到更大的提升。

[1]李春艳，普通工科院校复合型应用人才培养模式的研究与实践[J].教育与职业，2012(18):37-38.

[2]王永利，史国栋，龚方红.浅谈工科大学生实践创新能力培养体系的构建[J].中国高等教育，2010(19):57-58.

[3]杨瑞霞.高等教育工科人才培养课程体系改革的几点思考[J].河北工业大学学报，2010,2(1):14-17.

[4]蒋毅坚.地方工科院校应用型创新人才培养的研究与实践[J].中国高等教育，2010(13):30-32.

Enhance the Practice Teaching of Materials Science and Cultivate Students’ Innovation Ability

BAI Zhaohui, ZHANG Xiyan, LIU Quansheng, SUN Haiying

(School of Material Science and Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China)

The improvement of the innovative spirit and the capabilities of engineering application is the key of training engineering innovation applied undergraduate students. Changchun University of Science and Technology developed the model of the hierarchical teaching personnel training and the system of the three struts practical teaching, formed the system of the practical teaching quality assurance, advanced the new route of the suitable material undergraduate students through the reform and innovation about the talented person training mode, the system of practical teaching, and the construction of teaching staff.

practical teaching；training mode；system of practical curriculum；education reform

2013-10-24；修改日期: 2013-11-18

吉林省“十二五”教育规划课题资助项目。

柏朝晖(1967-)，女，研究生，教授，博士生导师。长春理工大学材料科学与工程学院副院长，主要从事光电功能材料的科研、教学和教学管理工作。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.049