应用型地方高校材料工程实验室建设探究

金 宏 伟

(台州学院 实验室与设备管理处， 浙江 临海 317000)



应用型地方高校材料工程实验室建设探究

金 宏 伟

(台州学院 实验室与设备管理处， 浙江 临海 317000)

地方本科院校在向应用技术型高校转型过程中，建设凸显地方性、工程性特色的实验室，对培养应用型工程技术人才起着至关重要的作用。台州学院在材料科学与工程专业实验室建设过程中，从地方高校在工程技术教育面临的实际问题出发，立足学校“地方性、应用性”的办学定位，提出“一队、双能、四平台、四层次、多元化”的实验室建设目标，通过创建对接地方产业需求的实验室，在实验教学体系、硬件设施、规章制度和师资队伍等方面作了大胆的探索与实践，为提升应用型人才的培养质量，培养与地方产业紧密对接的材料工程应用技术人才提供了较好的平台，取得了明显的成效，具有一定的示范作用。

地方高校； 应用型高校； 材料工程； 实验室建设

0 引 言

2014年2月26日，国务院召开常务会议，明确提出要“引导一批地方本科院校向应用技术型高校转型”，这意味着部分地方本科院校向应用技术型高校转型发展已经成为国家决策[1]。这就要求地方高校在人才培养、科学研究、社会服务等方面加快转型，人才培养目标应以能力为核心，专业设置应以社会需求为导向，课程体系应突出实践环节，教学内容应以问题、案例、项目等为出发点，教学方法应侧重虚实结合，不断深化政产学研协同合作，努力构建“双师型”的教师队伍。而实验室是地方高校培养应用性人才的重要保障，正如我国著名物理学家冯端所说的“实验室是现代大学的心脏”[2]，说明实验室的建设规划对人才培养质量起着决定性的作用。对于地方性高校而言，建成凸显地方特色的工程应用型实验室在培养应用型人才方面尤为重要[3]。

1 材料工程类专业实验室建设存在的问题

目前，许多地方高校设有材料科学与工程专业，不同层次高校这个专业的人才培养目标定位存在较大的差异，例如清华大学的材料科学与工程以培养“大材料”的研究型人才为主[4]。而一般本科高校则培养目标相对明确，会偏重于金属材料、无机非金属材料或高分子材料，以培养材料工程师为主[3-6]。台州学院作为2001年新建的地方本科院校，立足地方产业需求，2009年新设了材料科学与工程专业，建有材料工程实验室，几年来培养了一批应用型工程技术人才，但在工程技术教育及实验室建设中仍然存在以下问题：

1.1 人才培养定位与地方产业脱节，地方特色不突出

实验室承担着人才培养实践环节的主要任务，贯穿人才培养过程始终，是学生应用与创新能力培养的主要场所。地方高校的工程实验室建设必须以地方产业的人才需求为导向，以落实人才培养方案作为出发点。由于材料科学工程专业是新专业，建设过程中难免摸着石头过河。以前主要参考了重点高校的材料工程类人才培养模式，又过度依赖教师的科研方向，导致开设的实验课程大而全，在培养方向上也比较偏重于磁性材料和新能源材料方向等。而台州的汽摩配、模具、水暖制品和机床工具等金属制品行业人才需求比较大，这就导致学生的应用与创新能力培养不能较好地满足地方产业的需求，人才培养定位与地方产业脱节，地方特色不突出。

1.2 实验室建设经费紧张，工程实训投入较少

地方性高校建设经费主要来自地方财政，地区之间差异较大，与重点高校相比，地方性高校的设备经费普遍较为紧张。因此，地方高校必须多渠道争取经费投入，同时要加强实验室建设项目论证，提高项目建设的有效性。但在实验室建设过程中，往往侧重科研设备和大型仪器设备的投入，工程实训方面的实验室投入较少。以至于培养的学生缺乏材料工程实践能力和岗位适应能力，不能很好地满足企业对工程技术型人才的知识与能力要求。

1.3 师资队伍建设滞后，工程素质有待提升

地方本科高校教师和实验室技术人员主要以博士、硕士为主，他们往往是从高校毕业直接到高校任教，缺少工程锻炼与实际应用背景。缺乏助教、工程基础和实践等“应知”和“应能”方面的历练，实践能力、教学理念、教学能力和管理水平不能适应新时期高等工程教育的需要，影响了学生在工程应用能力和创新能力的培养[7]。

上述三个方面是许多地方性本科高校普遍存在且急需解决的工程实验室建设的共性问题。地方高校在向应用技术型大学转型的背景下，只有在人才培养方案的改革、工程实验室的建设、校地互动平台的搭建、“双师型”教师队伍的建设等方面不断努力，深化改革，加强内涵建设，才能更好地为地方经济的转型发展提供合格的应用型工程技术人才，更好地完成地方高校服务区域经济社会发展所肩负的社会责任。

2 材料工程实验室建设总体思路

针对上述问题，结合材料工程实验室实际情况，学校提出了 “一队、双能、四平台、四层次、多元化”的实验室建设目标：一队，即建设一支结构合理、爱岗敬业的高水平的教师队伍；双能，即实验教师要有较高的理论分析与传授能力同时又有较丰富的实践能力；四平台，即实验室具有鲜明地方特色的实践课程教育平台、职业技能培训平台、仪器设备共享平台及科技创新服务平台；四层次，即深化完善应用性为导向的“做实基础实验，做强专业实验，做精专题实验，做准工程实训”分层次实践教学体系；多元化，即探索校企之间多元合作模式，打造专业实践能力培养的区域特色；建立良性实验室运行机制，形成网络化、开放化的实验室管理模式。参考其他高校的材料科学与工程实验室建设经验,按照“优化组合实验室空间、仪器设备、实验技术人员；统筹使用建设经费，集中建设，提高效率；加快实验教学内容和管理体制改革，提高才人培养质量”的建设思路和“内外融通、资源共享”的原则，整合实验室人力和物力资源，重新调整实验室布局[7-9]。建成材料基础、材料科学与工程专业实验室、创新实验平台和实训基地等多层次实验平台。并围绕新的人才培养目标，逐渐完善实验教学体系、运行机制、师资队伍建设等建设内容。使材料科学与工程专业实验室成为以实验教学为主线，集人才培养、人员培训、科技创新和科技服务为一体的“大平台”[10-11]。

3 材料工程实验室建设实践

3.1 突出工程应用，构建实验教学体系

实验教学体系作为应用型人才培养目标的重要体现，从某种意义上来说，实践环节对当前应用型人才培养目标实现与否起到了决定性的作用[12]。因此，应该围绕“加强基本技能训练，应用能力训练，注重全面素质培养，促进创新意识养成”的指导思想，坚持“知识、能力、素质全面协调发展，科研与教学相结合，学校与社会协同育人”的教育观念，以工程应用型人才培养为核心，积极推进实验教学体系、教学内容、教学方法和教学手段等方面的改革。

针对原有实验教学体系中，专业实验与基础实验层次不分明，导致学生的专业基础薄弱，专业实验的教学效果不理想等问题，提出了“做实基础实验，做强专业实验，做精专题实验，做准工程实训”的实验体系构想，将实验教学体系分为四个层次。

(1) 材料基础实验。包括材科科学基础实验和材科工程基础实验，充分体现材料类的专业基础要求。

(2) 材料科学与工程专业实验。包括工艺、性能和表征测试三大类。根据以金属材料工程为主的人才培养定位，工艺实验挑选热处理工艺为主，性能实验也选力学性能实验为主，分析测试主要是现代材料分析测试技术，对于金属材料表征用的金相技术和成分检测技术，则在专题实验体现。该部分充分体现了材料的专业性，而非通用性。

(3) 材料专题实验。体现综合性、设计性和创新性的特点。该类实验和教师科研相关度较大，如何精选出能给本科生开设，而又能体现培养目标的几个专题实验，需要多方论证和实践。经过多次尝试，最终从几十个专题实验项目里挑选了金相综合实验、能源材料创新实验、冶金工程综合实验、失效分析综合实验、无损检测综合实验和腐蚀与防护综合实验等6个实验项目。还精心设计了热处理工艺课程设计和热处理设备课程设计，凸显金属材料工程的需要的核心技能。

(4) 开设热处理工程师实训。内容参考全国热处理学会制定的见习热处理工程师培训大纲要求。以满足企业对热处理工程师的人才需求。

四个层次实践教学体系的实施，使学生既具有扎实的材料科学与工程专业知识，又具有应用型人才需求的技能，满足当前工程师培养的模式要求。这种模式既区别于高职院校只重视技能而不重视基础的技师培养模式，也区别于重点高校过分重视研究创新能力而忽视工程应用能力的高专人才。

3.2 整合资源，优化实验室布局

在实验室的转型升级背景下，实验室布局和设备投入成为材料工程实验室建设的重中之重[13]。在经费资源有限的情况下，如何平衡实验室设备采购的轻重缓急，既要满足当前教学需要，又要满足今后发展，需要认真调研和反复论证。加上实验室硬件建设投入大，周期长，一旦建成后很难调整。因此，需要整合现有资源，重新优化布局。加强基础实验室建设，把材料科学基础实验室和材料工程基础实验室整合为材料基础实验室；将制备、性能和检测实验室归整为材料科学与工程专业实验室；扩大了开放创新实验场所，把常用的金相制样、观察设备、热处理炉、硬度计、干燥箱和水浴锅等向学生开放，为竞赛培训、学生科研和毕业设计提供便利；强化工程实训实验室建设，为见习热处理工程师和金相检验高级工培训扩大场地，新增超声波探伤仪、涡流探伤仪和磁粉探伤等无损检测设备，解决无损检测技能培训设备不足问题。同时，正在筹建演示实验室，为大一新生和中小学生演示科普、趣味和前沿的材料实验。通过几年的建设和不断优化调整，目前材料工程实验室已建成材料基础实验室、材料科学与工程专业实验室、创新实验平台和实训基地四大类实验室，实验设备与场地的投入为地方工程应用型人才的培养提供了有力的硬件保障。

3.3 以生为本，实验教学运行多元化

实验室规章制度建设是保障实验室良好运行的必要条件[14]，针对仪器设备的使用和管理，实验室的安全、卫生、效益，学生的规范操作等方面制定了一系列规章制度。为了提高大型精密仪器的使用效率，鼓励师生在非工作时段独立操作仪器，实验中心挑选一些操作性和实用性较强的大型精密仪器设备对学生开放，具有丰富教学经验的指导教师对学生在实验过程中给予全程指导，并制定了大型仪器设备教师学生上岗制度。采取了一系列多样灵活的实验教学安排，解决了单台(套)实验设备教学过程中分组过多，压力过大的问题。实验过程中采用一位教师同时指导4组学生进行4个实验轮换的教学模式，即避免了实验课时的膨胀，又充分利用了设备。对于不易损坏和无危险的单台设备，采用开放式的教学形式。让学生在课余自主学习，教师进行考核把关，即减轻了教师的过程讲解工作量，又扩大了学生的自主学习空间。对于大型精密仪器的实验教学安排，采用多位教师同时进行分组指导，并进行轮换。材料专题实验为系列综合实验，一般包括材料的制备、改性、表征、性能测试以及应用等内容，实验内容比较系统，实验周期比较长，完成一个实验项目需要10多个课时，且实验过程不能中断，因此，集中时间开设材料专题实验，并安排多位教师同时开出多个专题实验，进行分组轮换指导。制度的逐步完善有效保障了实验室的正常运行，同时人财物的统一管理可以实现灵活多样化的实验教学安排，提高了实验室的利用效率[10]。

3.4 “内培外引”，打造“双师型”教师队伍

通过“内培外引”等措施，破解实验教师缺乏工程经验的问题，改善师资队伍，进一步优化结构。“内培”是通过选派年轻优秀博士硕士教师到企业挂职锻炼，参与企业的产品技术研发和生产技术改造等，提高年轻教师的工程应用背景，鼓励教师把企业项目转化为实验项目，使实验教学更接近于企业生产实际。“外引”是重点引进有一定影响力的学科带头人、工程技术专家，引领“双师型”队伍建设；制定兼职教师聘用制度，面向社会和企事业单位聘用高级工程技术人员、行业精英担任兼职教师，聘请富有实践经验的经营管理者、高级技术工程师到校参与实践指导[11]。通过多渠道“内培外引”，目前形成一支结构合理、实践能力强、工程经验丰富的师资队伍。

3.5 突显地方特色，校企共建共享实验室

立足地方产业，结合专业特点，紧紧围绕区域经济发展对工程技术人才的迫切需求，充分利用学校与企业等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势，与地方政府、行业协会、大型企业深入合作，精心构建“联合实验室、联合工程技术中心、校外实习基地”等多层次的协同育人与创新平台，探索学校与企业协同培养人才的新机制[3,14-15]。

目前，实验室与台州工量刃具、热处理、模具和机械电子等产业的企业合作共建工程技术中心，将材料科学与工程专业实验室的功能扩展和延伸，对培养地方应用型人才的需要，为材料科学与工程专业的人才培养起到了很好的补充作用。

4 建设成效

通过有效地实践探索与努力，搭建了一些校企共享实验室平台，为培养与地方产业紧密对接的材料工程应用技术人才提供了较好的平台。同时在实验教学体系、硬件设施、规章制度和师资队伍等方面都取得明显的成效。

(1) 形成了“做实基础实验，做强专业实验，做精专题实验，做准工程实训”的逐步递进、层次分明的实验教学体系。该实验教学体系的实施，在培养应用型人才方面取得了丰硕的成果。近两年来，全国大学生金相技能大赛和全国热处理技能大赛共获得一等奖1项，二等奖6项，三等奖2项，全国大赛见习热处理工程师资格认证达到90%以上，材料科学与工程专业毕业生就业率在95%以上。

(2) 优化了实验室布局，实现实验教学运行多元化管理。以落实应用性人才培养及分层实验教学体系为目标，已建成材料基础、材料科学与工程专业、创新实验平台和实训基地四大类实验室。建成了实验室网络管理系统，大型仪器操作上岗制度等实验室规章制度，保障了实验室的高效运行。材料工程专业实验室每年服务本校材料类5个相关专业，每年学生数300人左右。2013年，以该实验室为主要依托的浙江省高校实验示范教学中心建设顺利通过验收。

(3) 通过校企共建共享实验室与实践基地，选派年轻优秀博士硕士教师到企业挂职锻炼，参与企业的产品技术研发和生产技术改造等，为教师科研能力与工程开发能力的提升开辟了广阔空间，有效地促进了“双师型”实验室师资队伍建设。近年来，每年都有2或3名青年教师到企业挂职锻炼，获得工程师等工程资格证书的“双师型”教师占比45%以上。材料专业参与的校企合作共建工程技术中心和共建实验室10个，校外实习实训基地20多个。其中，依托于校企共建的产学研平台——温岭市天工工量刃具科技服务中心有限公司，获得了浙江省工量刃具检测与深加工技术重点实验室的建设资助，并顺利通过验收。这些校企共建共享实验室与实践基地为材料专业学生的毕业论文、实习、见习、实训等实践环节的教学提供了良好的环境。

5 结 语

实验室是高校实验教学和培养人才的重要基地，高校必须加强实验室建设。台州学院作为向应用型转型过程中的一所地方高校，材料科学与工程专业在实验室建设过程中，始终立足学校“地方性、应用性”的办学定位，紧紧围绕地方区域经济发展对工程应用技术人才的迫切需求，在实验教学体系、硬件设施、规章制度和师资队伍等方面作了积极有效地探索，取得了明显成效，同时在校企共建特色实验室、共同开设课程和实验信息化建设等方面，还有很大改进的空间，为培养紧密对接地方产业的材料工程应用技术人才提供更好的实验平台。

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Construction of Material Engineering Laboratory in Applied Local Universities

JINHong-wei

(Lab and Equipment Management Office, Taizhou University, Linhai 317000, China)

In the process of transition of undergraduate colleges to applied technology colleges, constructing laboratories with the local and engineering characteristics plays a vital role in the cultivation of applied engineering and technical talents. Based on running orientation of “local, applied” university, in the process of construction of material science and engineering laboratory, Taizhou university started from the practical problems of local colleges and universities in engineering and technology education, put forward laboratory building goal of “a team, dual energy, four platforms, four levels, pluralism”. By the creation of laboratories docking the needs of the local industry, Taizhou university made the bold exploration and practice in the aspects of experimental teaching system, hardware facilities, rules and regulations and teachers troop, and provided a better platform for improving the training quality of applied talents and culturing material engineering and technical personnel closely docking local industry. These measures have achieved remarkable results and has a certain exemplary role.

local universities; applied-oriented universities; material engineering; laboratory construction

2015-06-20

2014年浙江省教育厅研究项目(jg2013177)； 2015年浙江省教育厅研究项目 (Y201500001)

金宏伟(1976-)，男，浙江临海人，硕士，助理研究员，副处长，研究方向：教育管理、实验室建设与管理。

Tel.：0576-85139087，13958587039；E-mail：tzcjhw@tzc.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2016)04-0237-04