“应用型”人才培养模式下材料制备与加工实践的实验课程改革初探

储耀卿 刘志福 李莹 王晓瑞

摘 要：结合材料制备与加工实践的实验教学，从紧扣理论教学内容撰写实验教学文件、培育学生的团队合作精神、产业化和工程化角度设计实验等环节初步探讨了“应用型”人才培养模式的实验教学方法。通过这些方面的调整和优化，切实有效地提高实验教学质量，为“应用型”学生未来进入企业，用科学的技术手段解决实际问题打下基础。

关键词：材料制备与加工实践 课程改革 “应用型”人才

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-0-02

实验与实践教学既能帮助学生巩固专业理论知识，又能锻炼实际操作技能，培养理论与实践相结合的学习能力；同时培养学生思考问题、解决问题的能力起着不可替代的作用，是高等学校教学不可或缺的重要环节，更是我校“厚德精技、砥砺知行”工程师文化的基石[1-2]。新的教育形势越来越注重“应用型”人才、卓越工程师的培养，重视学生兴趣的激发和创新意识的培养，因此实验教学的内容和教学方法也应与时俱进，为适应新的教学要求而不断调整和优化[3]。材料制备与加工实践是研究材料的合成与制备、结构与应用，极具实践性的一门学科，通过这门专业实验课程可以提高学生学习理论课程的兴趣，掌握制备材料过程中各个工艺所起的作用以及对产品性能的影响，锻炼动手能力，培养学生科学研究的思维、创新意识和团队协作意识，是学生步入企业前解决实际问题的训练课程。传统的实验教学方法由于实验时间和实验场地以及实验规模的局限，没有将材料科学和材料加工学科充分糅合，使得该专业的学生在组织问题、分析问题和解决问题等方面能力有所欠缺，影响了“应用型”人才的培养效果。为了有效提高实验教学质量，笔者认为需要从以下几个方面作为抓手提高实验课的教学效果。

1 紧密契合理论教学内容，完善实验与实践教学的文件

理论教学和实验教学相辅相成，理论教学为实验教学提供了一定的依据和方向，实验教学能促进理论教学知识的吸收。系统的、科学的、与理论教学紧密契合的实验与实践教学文件和实验内容是保证实验与实践教学的基石。根据理论教学的内容，实验指导教师应该从实验教学大纲的撰写、实验教学内容的更新、课时设置及实验教材的编写、实验设备的调整、实验项目的开设等方面对材料制备与加工实践的实验教学内容进行改革。尤其是在实验项目开设上反映现代新材料、新技术的创新性，注重学科建设及教学改革成果对实验教学的推动作用，将教学改革的最新成果和科技发展趋势引入实验教学中。譬如若干年前，光伏产业繁荣之时，材料制备与加工实践的理论教学内容会涉及太阳能的电池板制备技术，会从单晶硅和多晶硅的生长技术、太阳能电池板绒面制备技术、扩散技术、刻蚀技术等方面进行讲解，随着产能过剩的内部环境和发达国家“双反”的外部环境，材料制备与加工实践从太阳能的电池板制备技术转到环保的LED衬底制备技术，实验教学内容必须做出相应的调整，必须紧密契合理论教学内容，必须转到如何制备LED衬底技术，即LED衬底的切割技术、研磨技术、抛光技术和开盒即用的清洗技术等方面，虽然和太阳能的电池板制备技术的内容有一定相似度但又有很大不同，这样的调整既充分利用了实验室设备，紧跟了时代发展的趋势，又反映了理论教学改革的最新成果。改革和调整以后，由于实验项目是材料领域的研究热点和发展方向，学生们的实验兴趣和积极性得到了极大的提高。如果实验教学抱残守缺，不及时调整实验内容必然不会引起学生的实验兴趣，实验效果也必然欠佳。

2 团队合作精神的培育

如果仅仅把实验课定位为培养同学们的动手操作能力，那是不够全面的，实验与实践的教学更是一种合作能力的培育。学生自己动手操作是实验与实践课程的主要特点，学生是整个实验的主体，在实验实施过程中，团队合作必不可少。“众人拾柴火焰高”，实践和实验教学必须有意识地培养学生们的团队合作精神，能够营造一种实验氛围，让每个同学都觉得是团队中不可或缺的一份子，提高每个同学的用心率和效率。材料制备与加工实践有一门磁性材料的制备实验，笔者有意识地设计了不同稀土离子掺杂、掺杂浓度对材料磁性能影响的实验，这个实验是单个学生无法在短时间内系统地完成的。将实验拆分多个小实验，由单个实验小组完成某一种体系或者某一浓度的实验，组内再有分工，最后将不同小组的实验结果进行总结和分析，得出规律。这种实验模式是既考虑实验时间的约束，又能兼顾到实验设备的局限，有利于每个学生独立分析问题和解决问题能力的培养，更有利于培育学生的团队精神和协作意识。从开始实验到最后实验数据的分析和实验报告的撰写涉及到材料专业的多门课程知识，需要学生们分工合作，用到已经学习或正在学习的理论知识，如在实验结果分析时，与他们正在学习的材料近代分析测试方法等理论课程相互对照，结合别组同学的实验结果进行分析，使得学生们学有所用，边学边用，既从感性知识的角度促进了理论知识吸收，着力培育团队合作精神。实践表明，这种实验教学模式充分发挥了学生的动手能力和自我管理的能力，激发了学生们的学习兴趣和实验热情，组内之间分工协作，组与组之间互学互助，团队意识和沟通能力均得到一定程度的提升。

3 从产业化、工程化角度设计实验课程

实验教学是不同于理论教学满堂灌输的教学方法，是培养“应用型”人才的重要手段，可以让学生了解前沿的科学技术，用科学的技术手段服务企业，是学生进入企业解决实际问题的基础。材料制备与加工实践往往是依附于各门课程的理论教学，不能真正地形成培养学生的工程实践能力为主线的实验教学体系，也不能很好地吻合高等工程教育從知识传授向能力培养的转变，所以指导老师在设计实验时需要从规模化、产业化角度加以考虑，实验过程中必须强调实验数据翔实，实验工艺可靠且稳定。产业化、工程化和科学研究还是有很大不同的，譬如在材料制备与加工实践中的晶体材料制备与加工的实验环节，我们要求学生务必注意晶体生长工艺的稳定性和重复性，科学研究在10根晶体生长出1根完美晶体是可以接受的，但是在产业化、工程化的企业中，这是完全不可接受的，产业化生产是要求生长10根晶体，不力求完美但必须是可以被客户完全接受的。在设计实验步骤时，从原料合成到设备调试以及生长工艺的优化，实验体现了高度综合性，并且能和理论所学材料制备方法紧密结合，同时我们力求从产业化、工程化角度设计实验，切实做到培养“应用型”人才的目的。

4 结语

材料制备和加工实践是培养“应用型”人才的重点课程之一，教学内容需要根据时代要求不停更新，这需要实验教学指导老师不停更新自己的知识体系。培养“应用型”学生不是一蹴而就的，但通过实验课程的改革可以促进专业的发展，培养学生勤于动手，善于动手，愿意团结协作，为未来进入企业或者进一步深造打下坚实的基础，达到“传授知识、启迪心智、训练技能、团结合作”的实验目的。

参考文献

[1] 肖雪春，王毓德.材料类无机及分析化学实验教学改革实践[J].实验科学与技术，2016（14）：153-157.

[2] 刘志福，储耀卿，李杨.应用技术背景下的光电材料实验改革思路探讨[J].科技资讯，2016（25）：81-82.

[3] 王庆娟，杜忠泽，贾青，等.材料加工实验课程体系改革与优化[J].中国冶金教育，2012（1）：60-63.