基于培养卓越工程师的功能材料专业实验室建设

李波，廖晓玲，徐文峰，张玲

材料、能源和信息已经成为现代文明的三大支柱，而材料则是承载文明的物质基础。在21世纪里，世界各国在新材料领域的竞争愈加激烈，新材料的应用范围势必日趋广泛，发展前景十分广阔。国务院总理温家宝同志在第十一届全国人民代表大会第三次会议上的政府工作报告中指出：新材料作为战略新兴产业将受到加大投入和政策支持。以此为契机，重庆科技学院冶金与材料工程学院在原无机非金属材料的基础上，经过详细调研，专家论证，并结合重庆市地方经济与学校的实际情况成功申办了功能材料新专业。该专业下设生物医用材料与器械和信息材料两个方向。

功能材料专业，作为一新兴的实践性非常强的理工科专业，尤其需要重视实验室建设，适应新材料产业的迅猛发展以及高素质人才需求量激增的现状。目前，全国范围内培养与功能材料相关的新材料类人才的学校较少，许多企业求贤若渴，急需培养具有显著工程实践能力的应用型人才。为了适应新形势下对高素质工程人才的要求，改变我国工程技术人才水平不高的现状，国家教育部已经正式启动了“卓越工程师计划”。这就使得改变传统材料专业实验室的现状，探索建立以培养大学生创新能力和工程实践能力为主要目标的新材料实验室显得更加紧迫。

一、高校材料专业实验室建设现状

重庆科技学院所在地处重庆大学城，周围有15所高校，通过走访大学城的兄弟院校，调查了目前材料专业实验室的现状。我们认为分析材料专业实验室现状有利于建设好以培养大学生创新能力和工程实践能力为主要目标的功能材料专业实验室。

（一）实验教学体系不太合理

调查发现大部分学生都认为学校的实验教学体系不太合理，需要作尽一步的优化。相当一部分实验课附属于理论课，实验课的独立性较差，无法独立设置成课。而且大部分是验证性实验，综合性设计性实验较少，无法发挥学生的独立自主性。

（二）实验教师整体素质不高

大约有一半的学生认为实验教师的业务水平不高。传统教学中重理论轻实验的思想仍然存在。理论教师和实验教师在待遇上有较大的差别，评职晋级的条件不同，使得相当一部分实验教师想方设法转入理论教师队伍。在部分领导的眼中认为实验室师资建设并不重要，将实验室工作人员当成了解决教师家属的途径，使得实验室的师资队伍整体素质水平不高。

（三）实验室管理不太合理

据调查，大多数学生除了上实验课去实验室以外，其余时间很少或者基本不去实验室，造成某些实验设备长期闲置，实验设备利用率低下。甚至相当一部分设备由于长期不用，造成了设备无缘无故地发生故障。而一些单位在实验设备的管理上比较落后，大型设备无专人维护，学生要使用时无专人系统培训，造成部分设备被无端破坏。而有些大型设备的使用条件较为严格，学生缺乏培训，不懂得筛选样品上机实验，造成实验耗材浪费严重；更有甚者，在毕业设计（论文）期间，在短时间内加班加点测试大量样品，造成大型设备被“累坏”。

二、基于培养大学生创新能力与工程实践能力的功能材料实验室建设探讨

（一）树立以人为本的教育观念

新材料专业需要开设较多的自主实验和综合实验，而这些实验又没有固定的模式，甚至缺乏相应的实验指导书。这就需要改革传统实验教学观念和实验模式，对学生和教师都提出了较高的要求，我们认为可以从以下方面着手：

1.培养大学生科研兴趣

功能材料专业新生入学后，我们及时开设新材料专业教育，引导学生了解专业热爱专业。并结合新材料专业的特点，开展多项课外科技活动，邀请本专业在科学与工程有所建树的知名人士到校演讲，并与学生面对面地交流。使学生尽快对本专业的学科领域、发展现状和就业前景有初步认识。通过多种形式活跃学术气氛，激发学生的科研兴趣。促进学生规划大学期间和以后的人生应达到目标。

2.实行专业导师制

高校教师的教学、科研是开展学生科研实践的重要保障。我们要求功能专业教师在上课的同时，及时向学生传授科学研究与创新的基本方法，并将课程相关的最新知识和科研成果及时介绍给学生。新材料专业一般招生规模都不大，我们将将新生分成若干小组，划分到专业课教师名下并结合专业方向配备相关的企业导师。通过教师帮助企业解决实际问题提炼科研课题，引导学生申请大学生创新基金。鼓励学生积极参与科研实验实践中来，在学校和企业双方导师的指导中，到企业现场亲身体验中感受功能材料专业学习乐趣，并为企业实践打下基础。

3.培养创新型的师资队伍

创新意识是功能材料新专业发展壮大的关键，对教师的创新意识的培养和对学生的创新意识的培养同样重要。学院将培养新材料专业的专业课教师和实验课教师放在重要位置，积极为新材料的教师提供进修学习的机会，使该专业的教师爱岗敬业，积极了解新材料专业前沿理论和新材料专业与其它相关交叉学科的最新理论、科研实践以及工业成果进展。使该专业教师善于及时将最新的教育科研成果运用到教学当中。学校创设各种有利条件并建立相关机制鼓励该专业教师进行改革和创新，从而给该专业学生树立起创新教师形象，潜移默化地感染学生，从而更有利于培养新材料专业学生的创新能力。学院目前已陆续派出多名教师远赴美国UIUC大学、密西根大学、日本东北大学、加州理工学院台湾中央大学等等进行访问学者或博士后研究，不断地为教师提供充电的机会。

（二）优化实验教学体系

1.改革实验教学模式

新材料专业发展日新月异，每天都有大量的新材料报道，盲目开设实验会使该专业陷入传统材料专业的实验误区。功能材料专业抓住该专业的学科特点，开设若干能够培养学生创新能力的核心实验。并且改革实验教学模式，大量减少验证性实验，并设成综合型、设计型实验。让学生通过一轮综合实验能够设计出一个功能材料产品，熟悉和掌握新材料器件生产工艺的各个关键环节。积极利用大学生科技项目、教师科研项目等科研平台，鼓励学生参加大学生“挑战杯”竞赛等科技创新活动，并且将这种训练和成绩折算成学分。采用多种路径激发学生参与到科技训练中来培养学生的动手能力和创新能力。

2.改革毕业论文教学模式

功能材料专业根据新材料专业学生毕业后的工作需要，进行有针对性毕业论文（设计）训练，紧密结合毕业以后工作企业的需要，专业导师和学生一起制定学生的毕业论文题目和内容。在完成毕业设计（设计）期间，学生要到企业从事数月到半年的实践经历，利用毕业论文（设计）环节大力强化和提高学生的工程设计、产品设计和生产管理的能力和工作素质，这样有利于功能材料专业毕业生立足企业，并能较好地发展。

（三）建立健全实验室开放管理系统，提高设备利用率

高校实验室是高校人、财、物集中的地方；是教师和学生开展实验工作的主要场所；是仪器设备及大型精密仪器设备的存放场所；也是危险性物资集中的地方。在开放实验室里尤其要注意实验设备的合理使用和安全教育。同时也要对实验室资源进行合理分配和有效使用。功能材料专业建立一套完整的实验室管理规则，明确实验室安全责任人，实行大设备专人负责制。提高实验的开放利用率，实行设备网上申请预约机制。学院与指导教师签订开放实验室安全管理责任状，学生在实验过程中对实验仪器的使用要建立完整的使用档案，便于实验室的使用和跟踪管理。

三、结语

功能材料专业作为战略新兴性专业，是为我们国家培养产业转型的战略性新兴人才。为了服务国家和地方的需要，培养具有创新能力和工程实践能力的合格人才，本专业在建设初期就以卓越工程师培养为目标构建培养方案和实验平台显得非常必要。目前，学校对该专业进行了大力支持，生物材料与器械方向成立了重庆科技学院与美国UIUC工程学院共建的 “生物材料与活细胞影响技术研究所”，信息材料方向成立了“信息功能材料研究所”，为学生提供了完备的教学与科研平台。并积极与企业合作，在产学研方面进行了有益并有效的探索，积极打造学生的生产实践平台，并与企业共同培养学生，努力探索功能材料专业卓越工程师培养的有效模式。

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