材料科学与工程专业实验教学内容现状及分析

王红伟

摘要：材料是支撑国民经济发展的三大支柱之一，历史上重要的工业化进程无不伴随着材料的变革与创新，当今国内外材料学科、尤其是新材料的发展可谓日新月异。材料学科作为工科专业，相关的理论和实验结合非常紧密，在教学过程中实验显得非常重要，相关的理论需要由实验来进行验证，因此在材料专业的教学过程中需要加大实验（实践）教学环节的重视，全面提升本科生的实践动手能力、思考问题的能力和解决问题的能力，注重创新理念的培养。

关键词：材料科学;工程专业;实验教学;内容现状

中图分类号：G642文献标识码：A

引言

工程教育专业认证注重毕业生的工程实践能力培养，要求高校毕业生必须覆盖工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习十二项指标。通过工程教育专业认证的专业培养的学生需具备深入理解和解决复杂工程问题的能力。

1材料科学与工程专业实验内容现状

1.1实验教学内容部分陈旧，不利于调动学生积极性

如材料制备技术实验课程开设的苯乙烯悬浮聚合、乙酸乙烯酯的溶液聚合及红外表征、乙酸乙烯酯的乳液聚合及表征等实验项目，虽然十分经典，但是学生在网上或其它资料能查阅其实验步骤，导致学生没有好奇感，从而失去实验主动性，降低专业爱好度。

1.2验证性实验比重偏大，难于满足社会对人才的需求

如材料制备实验课程开设的苯乙烯悬浮聚合、丙烯酰胺的溶液聚合、界面缩聚制备尼龙-610，分别验证自由基聚合反应的悬浮聚合、溶液聚合实施方法和缩合聚合反应的界面聚合实施方法。又如材料结构与性能表征实验课程开设的邵氏硬度测定、热变形温度及维卡软化点测定、塑料简支梁冲击试验，主要学习实验仪器的操作使用，均为验证性实验。再如材料专业实验课程开设的橡胶模压实验、热塑性塑料模压实验、热固性模压实验等，验证模压实验、熟悉模压实验装置和典型热塑性塑料、热固性塑料性质。以上验证性实验比重大，有利于巩固理论知识和强化操作技能培训，但是不利于培养学生的创新意识和实践能力，难满足用人单位对人才的需求。

1.3材料工程性实验少，与工程专业认证要求相差较大

如材料制备技术实验课程开设的实验项目基本为高分子化学实验。又如材料专业实验课程开设的苯乙烯阳离子聚合实验、苯乙烯与马来酸酐交替共聚合及产物FIIR测定、无皂乳液聚合法合成单分散高分子微球为高分子化学实验，而材料工程实验偏少。再如材料研究与应用实践课程开设的八苯基-POSS的合成及表征、导电聚苯胺的合成及表征、吸附食品油烟多孔树脂的合成及表征、一种生物降解高分子材料制备，仍是高分子合成化学实验比重大，而材料工程实验偏少。因此，学生的工程意识和工程能力得不到有效的培养，与工程专业认证要求相差较大。

2优化实验教学内容的对策

2.1构建材料科学与工程专业实验教学平台

构建材料科学与工程专业实验教学平台是进行该专业实验教学体系建设工作的第一步，同时也是最重要的一步。只有当实验教学平台构建完毕以后，才能为师生提供学习、实践平台。在构建实验平台的过程中要始终秉承以“深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养”为教学目标的教学理念，改革教学过程、教学方法，以提高学生实践操作能力为教学重点，深化授课教师的教学责任，让教师能够承担起教育学生、监督管理学生的责任，保证学生在实践教学课堂的学习态度和学习质量。同时也为加强师生之间的互动而做出努力，活跃课堂气氛，提高学生学习的热情和兴趣。

2.2教学内容分清主次

为了让学生在有限的时间内获得最具实用性的内容，就要求相关课程体系建设负责人在安排教学内容过程中要分清主次，最好能分成像了解、掌握、理解等这种层次分明、要求明确的课程体系。明确而清晰的材料科学与工程专业课程体系不仅能够为授课教师提供更便捷的教学任务和教学目标，而且还能减轻学生的学业负担。当然，要保证该专业课程体系建设能够符合社会发展实际的需要。材料科学与工程专业属于工科类专业，而工科类专业对学生实践操作能力有着较高的要求，因此在该课程体系建设过程中应该重点突出对实践教学的重要性，完善理论教学与实践教学有机结合的过程，避免学生眼高手低、只会纸上谈兵。

2.3实验教学措施的改革

（1）定期更新实验教学项目和内容。除了沿用教材中长期设置的实验项目以外，还应当鼓励教师和学生积极查阅文献，将国内外最新的材料制备技术和方法引入到实验教学中，进行探索和研究。如充分利用纳米压痕/划痕测试仪开设了材料表面硬度测试，使学生对显微硬度测试的了解从传统的微米级扩展到了纳米级。在摩擦磨损过程中，将材料常规的摩擦磨损扩展到微动磨损和纳动磨损，开拓学生的眼界。让学生多接触前言性的研究和创新性的实验方法，对自己的实验起到一个反思的作用，达到在今后的学习和生活中不断追求卓越、推陈出新的目的。

（2）不断变换教学方法，尝试组合教学方法。在实验课程教学中，打破原有的教师讲解、学生简单操作、僵化的提交实验报告的模式，充分利用研讨式的教学模式，结合视频、多媒体、分组讨论等方式，解放老师的教学，让老师参与学生的讨论，参与学生的实验，在实验课上也同理论课程一样采用多样化研讨式教学、案例式教学、启发式教学等教学法，有效激发学生的实验热情，提高实验效果。

（3）打破以往的实验教学考核方式，提倡多元化的考核。材料科学实验的考核方式要进行革新，敢于打破以往的实验教学考核方式，不是简单的根据实验报告来判定学生的成绩，而要充分考虑学生在实验操作中的表现，在团队配合中发挥的作用，在实验设计方案中提出的修改建议等具体细节决定学生的成绩。成绩分数也不仅仅依赖老师进行评定，可以充分的采用团队模式，让团队之间互评分数，让团队内部成员之间也相互评定成绩。通过不同的视角

2.4加强实验项目间联系，培养学生大工程理念

为了使实验项目之间是联系的，建议实验项目设计为“流程”式项目，或设计由多个“流程式”小实验组成的大实验。如耐油橡胶制品研制包含阶段性的工作有：根据用户需求查阅文献资料、配方及工艺设计、性能测试与分析等。对应的实验有配方设计、生胶塑炼、橡胶混炼、硫化条件测试、性能测试样品制备、性能测试、制品样件试制等实验。通过该实验，学生不仅了解每个小实验的目的，而且知晓实验间的关系，学生还熟悉材料及制品开发全过程，在无形中培養了学生的大工程理念，为学生解决复杂实际工程问题奠定了基础。

结束语

以应用型人才目标导向，通过材料科学与工程专业实验课程教学体系的改革，提高实验教学团队的教研水平，在实验教学过程中充分发挥学生的主体作用，不断优化、完善材料科学与工程专业实验课程，开展具有农业院校特色的综合性、设计性实验教学，结合农业院校的学科特色和重点发展方向，更新知识体系和教学要求，补充学科发展的新内容。将为本专业的创新教育和发展起到重要的作用，培养出能独立思考、勇于创新的高素质的高校学生。

参考文献：

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（作者身份证号码：130629198604100629）