浅析《材料科学综合实验》实践课程建设

张有凤 何亮 林文松

摘要：《材料科学综合实验》实践课程是我校材料科学与工程专业实践教学环节中的一门专业必修课程，在整个课程体系中起着很重要的作用。这一实践环节安排在《材料科学基础》和《材料检验》理论课程教学之后，自2014年培养计划调整后，材料科学与工程专业理论课课时减少，因此对实践环节提出了更高的要求，必须在实践环节使基础知识得到巩固和扩展强化，以保证和进一步提高教学质量。本文基于以上原因分析了该门课程建设的背景、目标、实施方案及预期效果。

关键词：材料科学综合实验;实践课程建设

实践教学建设是工程类专业人才培养的重要环节，是实现工程技术人才知识、能力、素质协调发展的重要途径和手段。进入新技术革命时代以来，面对真实世界、面向工程实践已经成为当今世界高等工程教育的普遍发展趋势。如何紧紧把握这一发展趋势，重视实践教学环节，探索推进实践教学建设与改革，进一步明确实践教学改革的指导思想，完善其教学体系，大力加强实践教学建设，建立各个实践教学环节的质量标准是本专业面临的实际问题。此次实践课程建设是在满足相关课程的基础上，不断完善和深化，最终构建起由“实践教学环节—大学生创新训练—毕业论文”几个实践教学环节的有机结合或互补，最终培养学生的实践综合能力和独立思考能力。以下分别探讨此次课程建设的背景、目标、实施方案及预期效果。

1.课程建设背景

以往高校人才的培养模式主要是重理论轻实践，高校教育与社会经济发展、生产实际相脱离，特别是随着社会的发展及高校扩招，学生面临的竞争越来越激烈，找工作的压力也越来越大，这就要求当代大学生要与时俱进，不仅要求专业理论知识雄厚，更要具有很强的实践综合能力，敢于创新，勇于实践。实践综合能力是培养具有高质量、高水平工程实践能力和创新精神的必要形式，是高等教育的必要延伸和补充，通过实践综合能力的锻炼，不但增加了学生的实践阅历和实践经验，而且提高了学生的创新精神和就业竞争力。

实践教学是我校的特色和传统优势，但近几年在学生创新创业能力培养上，由于课程设置固有的刚性要求，与创新创业能力培养要求自由的氛圍和宽松的组织形式还有一定的矛盾，学生的创新精神与实践能力仍有待于进一步提高。本课程是材料科学专业的实践教学课程，是单独设置的设计性实验课，要求学生独立完成实验，因此独立思考是进入本专业实践教学环节学生必备的能力之一。

本校目前的《材料科学综合实验》实践环节安排在《材料科学基础》和《材料检验》理论课程教学之后，集中三周时间进行综合实验。综合试验主要包括以下环节：安排题目;实验方案检查与修改;实验技能培训;实验操作;实验结果整理分析、补充优化，撰写实验报告;实验报告检查、补充;学生答辩等几个阶段。自2014年培养计划实行全学分制调整后，材料科学与工程专业理论课课时大大缩减，总学分由190学分缩减为165学分。理论课时的减少对实践环节提出了更高的要求，必须在实践环节得以加强，使基础知识在设计实践中得到巩固和扩展强化，以保证和进一步提高教学质量。

2.课程建设目标

本校材料科学与工程专业开设《材料科学综合实验》近五年以来，从未进行过专项建设。本项目将在实践课程历年积累基础上，以本次教学建设为依托，达到以下目标：（1）通过建设进一步完善和规范教学文件;（2）通过教学建设方案的制定和实施提高教学队伍指导材料科学综合实验的能力，完善教学队伍建设;（3）丰富实验题目，改进综合实验的教学方法和手段，总结教学方法。（4）使学生能够通过综合实验的实践环节提升专业实践能力、创新设计能力、实践综合能力和独立思考能力，能综合运用各种现代实验手段解决分析问题。

3.课程建设方案

本实验课程由老师设定好一系列题目，实验题目围绕大学前三年所学基础知识和专业知识设定，并考虑与后续的学生毕业论文环节相衔接，通过每人不同的题目要求，自行设计实验方案，查找文献，独立完成实验并写出实验报告。作为开放式综合设计性实践教学环节，本项目由授课教师和实验室人员负责材料制样室、金相摄影室、硬度试验室和热处理试验室的使用和维护。经过集中布置任务、安排题目、文献检索、查资料、初步确定实验方案;领取实验样品过后，进入试验技能培训阶段，学生分两组在不同的试验室进行培训，每组培训有两名教师负责;培训结束，两组学生对调，再进行另一组培训。之后学生进行具体的实验操作阶段，此阶段学生无需集中在某一实验室，可根据自己的实验题目和实验方案选择先进行某些实验项目，并在教师规定的时间段内自行选择相应的实验时间，经指导教师确认实验方案无误后可自主进行训练，在实验过程中可与指导教师协商随时辅导，实验结束后自主进行实验结果分析，撰写实验报告上交指导教师，并在最后进行答辩教学环节，综合考察学生对该项目的独立完成能力和独立思考能力。学生也可在训练时间段内，对实验结果不理想的样品重复进行实验，分析其原因，更好的巩固所学理论和实践知识。

4.预期效果

通过本课程的学习使学生了解一般材料的成分、组织及性能的关系，熟悉材料的热处理工艺、质量控制和材料的金相检验方法，掌握热处理和金相检验常用设备的操作。该课程的最终目的是使学生的动手能力、实验能力、分析问题等综合能力得到锻炼与提高，促进创新精神、创新意识、创新能力的培养。按照实验的具体内容由主讲教师对学生先进行热处理技能培训、金相试样制备培训、金相摄影技能培训和硬度测试培训，培训结束后整个实验过程由学生处于自主地位，从最初的文献资料查阅，到具体的实验操作及结束后的试验报告的撰写，教师给予学生指导和辅助建议，从而锻炼学生的独立思考能力和实践综合能力。通过本课程的学习，学生可具备：从全局的角度，思考问题、解决问题的意识;了解一般材料的成分、组织及性能的关系;掌握热处理和金相检验常用设备的操作;熟悉材料的热处理工艺、质量控制和材料的金相检验方法;加深对专业知识的理解和综合应用，掌握科学研究的基本方法和实验手段，为毕业论文作好准备。本实践教学项目建成后，将建立《材料科学综合实验》实践教学项目一系列教学文件，并建立金相制备、金相摄影、硬度测试和热处理实验室等试验平台，在该实践环节实施期间专用。相关试验平台的建立除了在本专业的实践环节使用，在非本专业实践期间还可供材料工程学院其它专业的本科生实践环节、本科生毕业设计、研究生的日常科研使用。

参考文献：

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[3]孙琪.材料成型及控制工程专业综合实验课程建设的探讨与研究.课程教育研究，2016，8：240

基金项目：上海工程技术大学教学建设项目“基于实践综合能力和独立思考能力培养的综合实验训练”（编号：p202005001）。

（上海工程技术大学材料工程学院 上海 201620）