材料科学与工程专业学生实践教学质量改善途径探讨

陈 松 朱德贵 楚龙晟

西南交通大学材料科学与工程学院 四川成都 610031



材料科学与工程专业学生实践教学质量改善途径探讨

陈 松 朱德贵 楚龙晟

西南交通大学材料科学与工程学院 四川成都 610031

摘 要：通过对比国内外实践教学模式，探讨了材料科学与工程专业在实践教学环节和学科建设过程中存在的新旧问题。通过对当前我国高校实践教学现状的分析，论述了材料科学与工程专业实践教育改革的几点心得体会，并为今后材料科学与工程专业学科建设提出一些粗浅的建议。

关键词：材料科学与工程；实践教学；教学问题；改革模式

当前，高等教育的发展伴随着我国改革的步伐正不断深入和优化［1］。尤其，随着市场经济发展，社会对高素质人才需求不断提高。加之，国内、外企业市场竞争日趋激烈，因而企业对应届大学生的综合素质要求已越来越高。目前，高校本科教育改革的重点，已由人才的个人自身素质或技能培养逐渐拓宽到人才综合能力及素养提高上，其中包括引入国际教育标准模式、开展国际交换培养方式、科研带动本科教学、文化素质教育改革、学科改革等多种方式进行改革和试点改革本科教育［2，3］。本科教育改革的最终目的是为将我国本科教育与国际发达国家本科教育接轨，使得我国大学毕业生在未来的职业发展中具有国际竞争力，也匹配于我国目前朝着中等发达国家教育水平迈进的步伐，最终使得我国高等教育水平达到一般发达国家的水平。然而，在此过程中，本科教育仍存在许多的问题与不足。这些问题包括改革过程中出现的新问题，也有改革之前尚未解决的旧问题［4］。因此，本科教育改革的发展是一个极其复杂而长远的过程。其中，专业学科的扩展与专业自身建设发展的内在关系调和是一个容易忽略的重要问题，尤其是专业自身建设发展过程中的实践教育与基础教育的基本关系调整是一个重要的改革问题。通过多年材料科学与工程专业的学习和教学经历，本文就材料科学与工程专业在学科建设过程中，尤其是实践教学环境中的突出新、旧问题进行探讨，以尝试寻求改善这些问题的方法和途径。

1 实践教学的目的、重要性、地位

实践教学是教学过程中的重要环节之一，通过实践教学可帮助学生学习工程知识和提高分析解决工程问题的能力。因而实践教学质量的好坏是培养优秀应用型人才的重要保证。欧美发达国家的高校历来重视实践教育。如美国高校融合大学、企业、政府和中介机构的作用，建立起大学协同创新体系［5］。通过该体系作为平台，让学生加入到产、学、研相结合的应用科学体系，从而培养学生实际创新能力，并强化学生基础知识和开拓社会视野［6］。加拿大高校围绕学生在实际工作中所需的专业知识和技能，设置和制定特别课程以强化学生实践能力。英国采用以职业资格证书鉴定模式推动学生能动地接受实践教育。 此外，欧洲其他国家还以增加实践教学环节在课时分配中的比重等方式，强化学生的实践教学培养［7］。

我国高校近年来纷纷开展各种类型的实践教学活动和项目。其中，最典型的项目是教育部牵头下，于2010年启动的“卓越工程师教育培养计划”。该计划在国家中、长期教育改革发展思路和人才发展规划框架的指导思想下，以企业参与，采用通用标准培养应用型人才的模式，改善学生的创新能力［8］。笔者所在西南交通大学已经建立了SRTP（Student Research Training Program）项目和个性化创新项目两种实践教学平台，这些项目的实施为学生参与各类科研实践活动提供了平台。在我校的SRTP项目和个性化创新项目中，学校除了提供一定的科研经费，学生还可借助实践平台与教师的科研项目进行交流和互动。此外，学生也可根据专业兴趣选择理论研究、实践创新和工程应用等多种课题进行知识的实践应用和学习。通过这些项目平台，学生会对自己未来的专业及职业发展加深认识。因而，在临近毕业的学期，借助于实践教学的认知所得选择自己的人生方向，如就业方向和考研方向的制定。同时，实践教学也能为学生在求职过程中增加信心。但更关键的一点还在于，实践教学将理论学习与实际工程紧密结合在了一起，使学生真正做到学以致用。

2 材料科学与工程专业实践教学的问题探讨

材料科学与工程专业属于基础性应用学科，具有典型的学科交叉性特点。该专业旨在揭示材料微观结构、组成、性能和工艺之间的复杂关系，通过这些关系的发现和认识，解决实际工程问题并满足工程需要。相比于物理、化学和数学学科，材料科学与工程专业又具有明显的学科交叉性，因而又带有显著的工科特色。如何调和材料科学与工程专业中，基础课程与实践教学的关系是值得关注的一个问题。

众所周知，材料科学与工程专业的发展是一纷繁的过程。广义而言，材料科学与工程专业包含了无机非金属材料、金属材料和高分子材料。但就材料的物理或化学基本性质进行分类而言，这些已分类的材料专业间又存在复杂的学科背景（如图1所示）。

因此，既复杂且相关的材料物理、化学知识对材料专业学科方向不同的学生的实践教学会造成一定的困惑。然而，在一些西方的材料专业基础教材中，编写者首先会在相应的基础教材中进行通识教育，即结合基础理论知识，列举所有相关材料的基本特性和性质。例如，美国密执安大学的Lawrenece H. Van Vlack所著的《材料科学与材料工程基础》教材中，通过列举所有材料的应用特点和特性，不仅将不同材料学科专业知识所涉及的物理、化学基础知识简明扼要地阐述清楚，而且生动地将其与工程实际相联系，从而加深了学生对基础知识的认识。如此，学生在学习过程中对知识脉络的把握将显得非常有头绪。不难看出，基础课程教育中植入丰富的实践和应用知识，对培养学生的专业学习兴趣和热情极为重要。

图1 材料科学与工程专业方向与学科关系

材料科学与工程专业的工程性和学科的基础性界定往往也让学生对未来的学习方向深感困惑。例如，一些综合性大学开设的材料科学与工程专业侧重于基础知识的教育，而工科院校则偏向于工程学教育。对于一部分学生，尤其是准备攻读硕士或博士的学生而言，往往会对今后研究方向中的应用性和基础性课题感到迷惘。但事实上，就材料科学与工程学科而言，无法从根本上割裂其工程性和基础性的辩证统一关系，因为二者在学科体系上必然紧密联结为一个整体。但从学生的学习角度而言，这是一种教育过程中对专业的认知误解。而造成这种错误认识的根本原因在于当前教育体系中，实践教学与基础理论教学过程中的部分环节脱节或缺失。同时，如前所述，材料科学与工程专业是基于物理、化学、生物和数学等学科的交叉学科。其目的在于揭示材料微观结构、性质和工艺之间的内在关系。这些复杂关系的揭示必然基于相应的基础知识和问题而存在。因此，没有良好的基础知识则无法解决纷繁芜杂的工程问题。因此，如何将实践与基础理论教学进行科学的调和，并改变部分学生对学科的片面认识是重要的教改方向之一。

3 如何改善材料科学工程专业实践教学与基础理论课程关系

材料科学与工程专业实践教学并不只是简单的工程实训的模式，它包含了基础理论知识的强化和科研创新能力的培养。

重视和提高实践教学质量，要让学生正确认识实践教学与基础理论课程关系，认识到理论基础的重要性，而不是忽略它。同时，教师也应深刻意识到，实践教学的质量好坏取决于扎实的理论基础。在此基础上，开展的实践教学活动才能使学生对理论知识的应用有更深入的体会。因此，如何在实践教学中精炼问题，并让学生能动地通过理论知识的补充和完善去寻求答案，才能朝着实现基础知识学习和实践认知之间的良性循环上来。要做到这一点必须要通过实践开拓学生的视野，刺激并鼓励学生的求知欲望。进一步，这样的学习效果必须要有良好的实践教学平台支持。在我国，大多数高校已根据自己的专业特色建立了本科教学实践平台。然而，这些实践平台多数是课程实验室为基础而设立，因此基本拘泥于课程为主的一般性课程实验，无法真正体现实践教学的综合性和创新性特色［9］。实践教学平台应该是多层次和多元化的平台。所谓多层次，即高校可依托所建立的国家级、部级或校级实验室作为平台，为学生的科研实践学习提供机会。

围绕以本科实践教学中心的建设为主要平台，为学生的工程实训提供必要的服务。所谓多元化，即是建立多样的实践模式，可以通过学校与社会、学校与企业以及学校与学校之间的合作模式，创建更真实的实践环境以丰富学生的知识学习。进而，建立社会、企业和学校相互认可模式对学生学习质量进行评价和鉴定。其中，政府和企业将在这种过程中真正发挥作用。当前，由于多种原因，一些实践教育会受到自身条件或局部因素的限制而无法充分提高学生的实践能力，换言之实践教学极易演变成实验教学的一部分。美国高校最早认识到这个问题，因此美国一些高校，例如麻省理工学院早在20世纪70年代就建立了“学校-企业-社会”合作模式，通过在企业或社会场所设立一定的实习岗位，为学生的实践活动提供机会［10］，这种实践教育融入社会的模式值得借鉴，由此也可看出实践教育需要社会和政府的融入和服务。当然，如何在教学大纲中有层次地制定实践教学方案是世界各国高校一直探讨的问题。如何通过实践教育提高学生对专业的学习兴趣，并积极地规划自己的职业生涯，是高等教育过程中一个值得重视的问题。然而，理论与实践作为一个整体，需要对基础课程和实践环节进行合理的分配和调和才能起到良好的效果。一般而言，多数学者认为优化和精简教学课程释放学习压力，强化实践教学并提高教学质量是改善这一问题的有效途径［11］。通过对基础理论知识的精益求精的学习，使学生领会基础理论的真正要领，而非让学生花费大量的时间在课堂上学习。过量的学习课程会造成繁重的学习任务，使学生陷入学习疲劳状态，如此对进一步开展的实践教学会带来不利影响。若精简课程优化冗长的知识点，强化学生课外涉猎的能力和兴趣，将是更有效提高基础理论学习的方法。

当然，教师的教学态度和热情也是必不可少的一环。发达国家高校已经建立了行之有效的对教师的培训和教学评估体系。教师入职前要按照教学标准进行必要入职培训。除此之外，教师的日常教学活动需融入教学评估体系［12］。这种教学评估并不仅限于高校自身，而且是融入包括高校自身的整个社会体系中。一般而言，学生在社会工作中的表现也是教学质量的重要衡量依据之一。因此，重视教师与学生之间的人性化关系是提高教学质量必不可少的因素。因而，强化教师自身实践教学能力也能有效推动实践教学质量的改善。最后，在多元化、多层次实践教学平台的基础上，培养学生多元化发展思路，尊重学生个性化发展方向，鼓励学生自主选择职业人生也是实践教学中需要关注的要素。

图2 材料科学与工程专业学生进行个性化实践

4 结束语

为改善和提高材料科学与工程专业的实践教学质量，首先要让学生正确认识实践学习与理论知识之间的辩证统一关系。其次，应提高教师对实践教育的认识和实践教学能力。再次，实践教育的质量提高仍然需要通过实践教育平台的建设，包括多层次和多元化的实践教学模建设，从而使学生通过实践教育真正对专业知识有更深刻和真实的认识。最后，通过综合性的教学改革，优化基础教育和实践教育模式，使学生在扎实的基础知识上，能动地进行知识的学习才是实践教学的改善的主要途径。

参考文献

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［12］杨燕燕.论教师职前实践教学的取向转换［J］.教育研究，2012（5）:84-89.

Discussion on Improvement in the Quality of Practice Teaching for Undergraduate Students with a Material Science and Engineering Major

Chen Song， Zhu Degui， Chu Longsheng
School of Materials Science and Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu， 610031， China

Abstract:Comparing the domestic and foreign practice teaching model， this paper briefy discuss old and new problems that existed in the construction and the practice teaching for materials science and engineering major. Through the analysis and discussion on the situation of practical teaching in our country university education， we discuss several experiences in education reform for materials science and engineering major， and also propose some opinions for the construction of materials science education in future.

Key words:materials science and engineering； practice teaching；teaching problems； reform mode

收稿日期：2015-11-06

作者简介：陈松，博士，讲师。朱德贵，博士，副教授，副院长。楚龙晟，副教授，系主任。