无机非金属材料工程专业实验教学体系的研究与实践

关岩+栾舰+李志辉+栾旭

摘要：教育部提出在高校本科教学改革中要突出实践、实验环节。我院以培养高素质、高层次的应用技术型人才为目的，对无机非金属材料工程专业的实验教学课程体系进行了整体优化，优化后的实验课程体系突出在“材料基础性质研究”、“材料制备工艺过程”和“材料在实际生产中的应用”等三方面的培养，对学生主动实践能力、创新能力以及团体合作能力都有所提高，特别是学生利用专业知识解决生产实际问题方面效果突出，使其更快地适应工作岗位、融入企业生产中。

关键词：无机非金属材料工程专业；实验教学；课程体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）39-0149-02

我校无机非金属材料工程专业前身为耐火材料专业，创建于1949年，2011年被选为“卓越工程师教育培养计划”试点班，是我国培养高温材料领域人才最早的专业之一。我实验室2011年建立辽宁省镁质绿色高温材料镁产业协同创新特色平台，并承担辽宁科技大学镁质材料工程研究中心、辽宁省镁质材料工程研究中心、辽宁省镁资源与镁质材料工程技术研究中心的科研开发任务。工科大学里的实验教学不应只是培养学生动手能力的，更主要的是培养其实践应用能力、创新思维能力以及团队合作能力，这是理工类专业学生培养的必不可少的环节之一[1]。近年来，很多高校对无机非金属材料专业的实验教学体系进行了广泛而深入的改革与研究[2-5]。

为了更好地体现实验教学是最容易开展和有效执行对大学生进行业务技能教育和培养的途径之一，近期我院从实验课程体系、实验教学方法与内容、实验室设备管理等多方面进行了改革与尝试。为了更好地使学生所学知识与企业实际生产所需相适应，满足学生更快地了解技术前沿以及运用所学专业知识解决实际问题的急迫心理，对目前的专业实验课程体系提出了存在问题以及整合办法，并已开始实施。该项目为我校2013年校级教改项目也是2014年辽宁省教改项目。

一、无机非金属材料专业实验课程体系与内容的现状分析

1.依附于理论课程的实验比例过高，我专业实验包括7门专业课中的实验项目22项，共计122学时。实验类型涵盖了演示性、验证性、综合性设计性等多种方式，分类包括基础课程实验、专业基础课程实验、专业课程实验三大部分，其中验证性12个，占全部实验项目的55%。基础课程实验、专业基础课程实验全部依附于理论课程，占全部实验项目70%以上，按教育部评估组要求存在综合设计性实验项目比例不够，存在部分实验项目内容重叠，实验项目孤立，知识连贯性差，实验安排要按理论课程进度执行，有的实验只能安排在期末甚至考试周进行，实验效果不好，学生缺乏实验积极主动性，导致对实验的不重视。

2.部分实验内容与专业方向联系不紧密，应用型及创新型人才的培养应以本专业方向为主，学生要做的实验内容应与本专业紧密联系。由于无机非金属材料专业性较强，大多数的毕业生就业方向多为耐火材料生产企业和使用单位，仍以本专业为主，因此，应该在有限的时间内多安排与专业相关的实验，学生在大学校园里进行的实验内容应与当前实际生产专业技术相符，使用设备与生产企业或科研機构的设备相符。与专业方向距离较远的基础课程可以不安排课内实验，完全可以与本专业实验相融合，如分析化学实验与专业选修课耐火材料化学分析合并，开设一门独立设课的无机非金属材料化学分析，不仅扩充了学时数，让学生在充裕的时间内更好地完成综合性实验，而且所学知识与专业联系紧密，也拓宽了就业的渠道。

3.学生参与实验主动性不高，学生进入大三以后，课程安排压力并不大，业余时间较多，但当前大学生由于受网络、电脑的影响，课程外的实验主动性较差，必须有一定的激励机制的设置，才能将学生吸引过来。因此举办定期的专业知识培训，企业需求座谈，以及知名教授讲座，都可以吸引学生对本专业的发展前景感兴趣、主动投身到实验项目中来，改变原来学生对本专业兴趣越来越差，从而导致被动地完成课内实验的现象。还有由于依附理论课程，使各个实验内容缺乏联系性，相对独立性过强，也使学生对将来进行的设计性、创新性及毕业论文实验缺乏兴趣。

二、无机非金属材料专业实验课程体系的整合与改进

1.精简实验项目，加强独立设课。将原有实验项目精简与整合，建立分阶段、分层次、多样化的实验课程体系。分阶段是指按学生不同学习阶段将教学实验分成材料性质研究、材料制备方法与工艺过程实验、材料在实际生产中的应用等组成的专业实验课程体系，陆续将各门实验独立设课，以专业的发展与人才需要为导向，设立与实际应用相符的综合设计性实验。分层次是指将实验分为课内必修实验和课外创新性项目实验，课内必修实验学生必须在要求时间内完成所有实验，而课外创新性实验鼓励学生积极参加，并给予一定的鼓励机制。

2.完善的实验平台，多样化的实验种类。学生进入大三、大四后，已经具备了一定的专业能力和时间精力进行设计性实验，但由于原来实验原料的缺乏、实验设备的管理等方面存在弊端，阻碍了学生实验的积极性，目前实验中心提供了完善的实验平台，使学生可以在自由安排的时间内进行实验，加强了学生参加大学生创业与创新计划项目以及省挑战杯项目的积极性，参与的项目越多，学校投入的越多，形成了一种良性循环，也加强了指导教师的积极性。实验种类的多样化，应用型较强的创新性实验、竞赛性实验以及提前进入毕业论文等实验项目的设立同样大大加强了学生进入实验室的积极性，教师根据实际科研项目安排实验，学生可以提前进入毕业论文的实验阶段，不仅有利于专业知识的应用能力的培养，更解决了毕业论文时间过短，无法细致完成科研项目的弊端。

3.丰富第二课堂，将校企合作项目引进实验室。目前我校已经进行了3期的大学生创新创业训练计划以及大学生挑战杯计划等，提供了丰富第二课堂资源，督促学生走进实验室、走入科研项目，充分发挥个人、团队的创新能力，提高解决生产实际问题的能力。学生还可以利用空余时间跟教师从事贴近生产实际的横向、纵向项目的实验开发，拓展思路、开拓视野，在帮助老师完成科研项目的同时，更好地历练自身的综合能力，也为学生以后有更好的就业前景打下坚实的基础。我专业的卓越工程师培养计划中包括与企业合作的内容，学生可以按就业意向选择实习企业，在生产企业中进行为期半年的实习工作，企业安排导师，针对某一个具体问题或项目进行实训，学生对这种专业性强、实用性强、针对性强的企业实习非常感兴趣，企业也可以提前对学生有了一定的了解与培养，大大加强了将来就业的可能性，这种双赢的实践活动取得了很好的效果。

三、实验教学体系整改后的效果

整合后的无机非金属材料专业实验教学结构更加清晰化，重点更突出，更加符合专业的发展，围绕“材料性质研究”、“材料制备方法与工艺过程”和“材料在实际生产中的应用”三方面的分层次训练，体现了加强学生综合能力，创新能力，主动实践能力的培养思路。在实验教学中，逐渐摆脱理论课程的束缚，在理论知识的基础上，扩大应用范围，将基础实验和专业实验融合为一体，避免交叉重复；加大整合演示性、验证性实验项目的力度；以实际应用为主体，开发设计性实验项目，支持实验课独立设课，还可以进行跨专业、跨学科的共同培养。

四、结束语

实验教学课程体系改革是一个专业性、系统性很强的巨大工程，要真正实现改革，除了本实验中心的实验教师要加强自我专业能力的水平外，更需要学校相关职能部门的大力支持，以及学校大型设备共享资源的配合，进一步加强与扩大实习基地建设，培养出更多专业基础知识扎实，能在无机非金属材料等领域从事工艺设计、技术开发以及实际现场跟踪及维护等方面的工作，适应当前社会需要的高层次、高素质的高级应用型人才。

参考文献：

[1]王玉江，林海燕，阳勇福，王晓峰.无机非金属材料工程专业实验教学体系的建设与改革[J].洛阳理工学院学报：自然科学版，2012，22（2）：93-95.

[2]蔡苇，符春林，贾碧.无机非金属材料工程专业课程体系的构建[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2009，（8）：202-203.

[3]李月明，江瑜华.无机非金属材料工程创新性实验教学体系的构建[J].中国轻工教育，2010，（5）：62-64.

[4]李峻峰，邱克辉，林金辉等.材料科学与工程专业综合实验教学的实践与思考[J].成都理工大学学报：社会科学版，2010，18（2）：78-81.

[5]程继海，朱德春，鲍巍涛，等.无机非金属材料专业实验教学改革初探[J].合肥学院学报：自然科学版，2010，20（2）：90-92.endprint