以培养创新、创业能力为核心的无机专业实践教学体系的构建

王涛等

摘 要：高效的实践教学体系对培养工科大学生综合素质，提高其创新创业能力具有重要的作用。文章系统总结了近来的实际经验，分别从实验教学体系、实习教学体系、课程设计教学体系及毕业设计教学体系等方面讨论了无机非金属材料专业实践教学培养体系的构建。

关键词：创新创业能力 无机专业 实践教学

中图分类号：F240

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2015）06-240-02

无机非金属材料专业的显著特点是实践性较强，随着材料学科技术的进步和研究方法的创新，实践教学在材料类专业教学体系中的作用越来越重要，表现为实践教学是培养学生实践能力、创新能力、创业意识和创业能力极为重要的环节。为适应国家对东北老工业基地改造，社会对无机非金属材料专业人才的需求，结合佳木斯大学专业建设规划，佳木斯大学无机非金属材料专业于2000年开始建设，2002年省内招生，从2003年起面向全国招生，至今已培养毕业生600余人，学生广泛就业于全国玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料、冶金、电子、新型碳素材料、新能源等行业领域，学生就业率保持在95%以上。

十多年来，我们依托佳木斯大学材料学与工程学科的优势，逐步构建了具有地方工科特色的无机非金属材料专业实践教学培养体系，构架了以培养创新创业能力为核心的系统化、开放式、可持续发展的实践教学环境，确保了学生具有精深专业理论的同时，具备在工程实践中运用各种技术、技能和现代化工程工具的能力。现将我们的做法加以总结，以期在同行中进行交流和完善，为我国高等教育事业的健康发展尽绵薄之力。

一、实验教学体系的构建

培养学生工程能力和创新能力的关键是设计科学开放的实验教学体系。通过充分调研国内外高校的实验教学情况，深入了解工矿企业对无机非金属材料专业人才的具体要求，参照本校及其他兄弟院校的实验教学改革经验，陆续对2005版、2009版、2013版、2014版培养方案基础上不断进行调整与完善，构建了适合我校无机非金属材料专业的实验教学体系框架。

佳木斯大学无机非金属材料专业实验室建于2002年，多年来大学累计投入500余万元购置无机非金属材料专业专用实验仪器、设备，包括无机非金属材料专业使用的材料科学与工程学院公用实验设备共计1736万元，实验室面积达1100平方米，实验设备184台套，配有专职实验员2名，都是副高级职称。无机非金属材料专业实验室实验设施齐全，并实行对外开放，主要分为无机材料制备实验室、无机材料显微结构实验室、无机材料性能检测室和热工实验室，可完成玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料的原料制备、烧结、制品的部分性能检测。课内实验开出率达到100%。开展了大批综合性设计实验，锻炼学生自己进行设计实验的能力。根据课程学习内容设计实验，达到理论联系实际的目的。其程度是根据实验室条件，做到人人动手操作。建立了适合我校无机非金属材料专业的实验教学体系。

无机非金属材料专业教学课程体系方面，开设了《无机材料矿物岩相学》、《无机材料热工基础及设备》、《无机材料工程化学》、《无机材料工艺及设备》、《粉体工程》、《硅酸盐工业仪表及自动化》等与生产实际联系较紧密的专业课程，每门课程都加大了实验教学的比例。并且加设了如《玻璃材料综合性实验》、《水泥综合性实验》、《陶瓷材料综合性实验》等综合性、设计性实验为内容的课程，目的是培养和提高学生综合设计能力和实验动手能力。同时开设了《水泥工厂设计》、《陶瓷工厂设计》、《玻璃工厂设计》三门设计性专业课程。旨在培养知识面广、就业面宽、动手能力强、理论知识与实践应用能力相统一的应用型人才。例如，《陶瓷工厂设计》课程以工艺设计为主，力图从工艺流程选择、物料平衡计算、设备选型和车间工艺布置等方面介绍工艺设计的基本知识。对建厂前期工作、工厂总平面布置进行了阐述。对工艺设计所需的其他公用工程设计、劳动保护等方面的知识也作了简要的介绍，力争理论与实践相结合。

通过这些课程的学习和锻炼，适应了无机非金属材料专业实践性较强的特点，拓宽了学生专业视野，强化了学生的独立操作能力与水平，使学生工作后快速适应工作环境，成为工作单位的中坚力量。从学生就业企业的反馈意见上看，我们的实验教学体系是成功的。

二、实习教学体系的构建

实习教学是为加强学生实践经验，满足学生就业需求奠定良好基础，使我们的毕业生具有更好的工程技术素质，适应市场对无机材料工程技术人才的需求。我们的教学实习实行校外实习，包含专业认识实习和专业生产实习。

专业认识实习是在学习完公共基础课后和必备专业基础课后，开始其它专业基础和专业课学习之前进行的实践教学，是专业课教育的重要环节。目的是使学生全面了解无机非金属材料专业所涉及行业的基本生产工艺过程和主要的生产设备，为进入专业课的学习打下基础。我校无机非金属材料专业认识实习选定了黑龙江佳星玻璃股份有限公司、水泥制品厂和佳木斯市三砖厂等企业。教学过程中，要求学生记下生产流程图，并清楚各工序的作用，完成实习报告；教学过程中，利用教师中多人在工厂工作或实践过的优势，结合生产讲授课程，强化了学生知识的掌握。实习期满按要求上交实习日记和实习报告。实习教师采取多种方式进行考核，给出成绩。

专业生产实习选在国内外知名的唐山陶瓷股份有限公司、秦皇岛玻璃研究设计院、冀东水泥有限责任集团公司进行，目的是使学生高标准高起点学到专业知识。生产实习是在学习完公共基础课及专业基础课，开始专业课学习期间进行的实践教学，是专业课教育的重要环节。目的是使学生全面了解无机非金属材料专业所涉及行业的基本生产工艺过程和主要的生产设备，为进入专业课的学习及毕业后工作打下基础。实习在指导教师带领下进行，由学生分组完成，坚持跟班劳动，虚心向工人师傅和工程技术人员学习；实习期间按计划规定的内容进行，按时完成实习报告。报告内容要求详细，每个工厂，至少要熟悉并写清一条生产线的工艺流程及所用的主要设备（附工艺流程图、主要设备规格型号、主要工艺参数）。实习期满按要求上交实习日记和实习报告。实习教师采取多种方式进行考核，给出成绩。

三、全程监控的多环节课程设计体系建立

课程设计是所有工程类专业学生必须经历的实践教学过程。我校无机非金属材料专业开设了工艺课程设计和窑炉课程设计，两个设计是在学生完成基本的专业学习和毕业设计环节中间进行的一个教学过程，是对学生专业综合素质的一次全面考察，请学生依据自己的水平和就业需求，选定一个专业方向，依次进行工艺设计和相关的设备设计（主要为热工方面），实现两个设计的有机衔接。

工艺课程设计目的是使学生熟练掌握玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等无机非金属材料工艺计算及工艺设备选型，工艺设计及车间工艺布置，工艺设计所需的专业知识，提高学生对主要操作单元的原理及设备，无机非金属材料主要品种的基本概念、生产工艺、产品性能以及无机非金属材料工业的环境保护等的认识，加深并为毕业设计环节的工厂初步设计的学习，为将来走上工作岗位提供必要的设计知识。窑炉课程设计目的是使学生熟练掌握无机非金属材料工厂主要热工设备的结构、性能、工作原理和发展现状，培养学生运用热工理论分析窑炉热工过程及其性能的规律性，寻求窑炉热工过程具体情况下的最佳工作条件，为设计窑炉、改进现有设备和实现科学操作打下坚实基础。通过窑炉课程设计，要求学生掌握窑炉设计的步骤、方法、耐火材料的选择、燃烧计算和热平衡计算方法，影响因素及不同设计的优缺点，并能够利用所学专业知识进行窑炉方面的初步设计。

课程设计训练质量的好坏，关键在于对设计过程中的严格要求。在课程设计期间实行全程监控的多环节课程设计管理体系，将课程设计过程根据设计内容可将设计训练分为四个环节：设计准备与授课阶段；学生进行设计说明书的草稿计算和草图绘制阶段；正式图纸绘制与正式说明书编制阶段；完成答辩阶段。在具体的设计过程中要求学生在较短的时间内了解设计内容和要求，掌握设计方法、设计步骤。在题目的布置上采取每人一题。在设计手段上将突出传统方法（手工制图） 与现代方法（计算机制图） 的结合。过程分为不同环节，只有完成上一个环节并达到合格以后，才能进行下一个环节的内容。设计完成后，组织专业教师集体对学生进行答辩考核。

四、“三位一体”的毕业设计教学模式建立

针对传统的毕业设计教学环节中暴露出来的毕业设计环节与学生工作实际联系不紧密的问题，确立了与无机材料研究设计院或企业联合培养本科生的“三位一体”的毕业设计教学模式。除毕业设计题目与教师科研课题相关外，鼓励教师根据设计院所或企业需求布置设计命题，学生在毕业设计期间可以到工厂或设计研究院进行毕业设计，学生在校外设计人员或工程师的指导下，结合实际工程项目，通过对已学理论知识的应用和对现场新技术、新手段的再学习，完成毕业设计任务。相当于毕业生提前进入工作试用期，参与实际生产和设计活动，教师则在设计的内容、设计说明书规范和设计图纸质量，按学校的有关要求进行把关，以保证毕业设计的客观性和规范性。学生通过在设计研究院及生产企业的锻炼可在参加工作后直接进入角色。该教学模式提高了学生毕业设计的积极性和主动性，也得到了用人单位的认可。

五、创建多维平台，提高创新创业能力

按照“厚基础，宽口径，强能力，高素质”的要求，培养和提高学生的创新创业能力是我们的方向与目标。我们有针对性地采取了以下措施：

首先专业教师达成共识，利用一切机会学习借鉴校内外的成功经验，结合我们专业的特点和实际情况，努力进行实践教学改革与教学研究，提高教师专业素养与水平，保证教师有能力对学生进行创新精神和创新创业能力的指导。近五年来进行校内实践教学改革与教学研究8项，省级实践教学改革与教学研究2项，为无机非金属材料专业实践教学体系的构架与实施提供了有力保障。

第二，利用黑龙江省和我校开展的大学生创新创业课题，鼓励和支持大批无机非金属材料专业学生参加，并有全体专业教师给予支持和指导。已取得黑龙江省大学生创新创业课题4项，佳木斯大学大学生创新创业课题8项，取得了学生创新创业能力培养的阶段性成果。

第三，实现项目储备，做好日常“练兵”工作，有准备地参加国内各项大学生竞赛，获得“西钢杯”2013黑龙江大学生材料科学与工程创新设计大赛二等奖一项、三等奖一项。在第十三届“挑战杯”黑龙江省大学生课外学术科技作品竞赛中获得二等奖一项。并在第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获得三等奖一项。

六、结语

培养工科类专业毕业生创新创业能力，提高他们的从业适应能力是我们始终如一的追求，千方百计创造条件开展这项工程，并以与时俱进的精神不断完善，使学生的知识应用能力、动手能力和处理各类实际问题的能力得到提高的同时，使其尽快适应现代化企业对人才的需求。

[基金项目：佳木斯大学教研课题（项目编号JYLA2012-25）；黑龙江省高等教育学会规划课题（课题编号14G133）]

参考文献：

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[7] 佳木斯大学2005、2009、2013、2014年版无机非金属材料专业培养方案

（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）

（作者简介：王涛，副教授，博士，主要研究方向为耐磨材料和轻金属材料。）

（责编：贾伟）