金属材料工程专业实验课新教学模式思考

于心泷，马春阳，马志鹏

(东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318)

金属材料工程专业是兼顾理论与教学实践的一门学科，是与社会生产实践紧密联系在一起的专业，因此，培育和提高学生具有较强的实践能力是培养材料创新型人才的重要特征。由于金属材料工程专业属于实践性较强的学科，通过实验课的学习，可以更好地掌握金属材料的相关知识，进一步加强学生对金属材料专业的认知能力，增进学生对金属材料专业的学习兴趣。

1 金属材料工程专业的实验教学现状与存在的问题

在以往的实验教学体系中，实验教学只是理论教学的附属课程，不仅是从事理论教学的教师有这样的观点，很多实验教师也存在这样的想法。由于学校主观上不重视实验教学，再加上实验教师不积极的教学态度，导致很多高校根据以前的实验教学经验，普遍采用单一的教学方法，实验主体多采用验证性的模式进行实验教学。很多学生对这种实验课程毫无兴趣，仅把实验当作一项任务来完成。这种实验教学模式就是典型的灌输式教学，它严重地阻碍了学生思维创新能力的提高。特别是在学生的毕业论文设计阶段，学生对于涉及到的一些实际问题或者面对相关的科学实验没有清晰的思路，对于毕业设计中遇到的困难往往准备不足，没有解决相应问题的办法。

2 实验教学新的发展模式

学生是实验教学的主体，只有发挥学生的主观能动性，调动其参与的积极性，启发其创新思维，设置综合性的多样化实验，激发学生的潜能，才能培养出知识、能力、素质全面提高的创新性人才。因此，材料实践教学中的侧重点一定要从学生的角度出发，要设计出符合学生发展情况的实验内容，要设计出材料专业特色的实验模块及项目。图1显示了我校金属材料工程专业改革后的实验课程体系设置情况。

图1 金属材料工程专业实验课程体系组成Fig.1 Composition of experiment course system of metal material engineering

从图1中可以看出，改革后，实验教学环节分成三个模块，分别是“基础性实验模块”、“综合类实验模块”、“创新类实验模块”，其中“基础性实验模块”32学时，主要是金属材料工程专业本科教学计划中重要的实践性教学环节，目的是使学生全面了解金属材料专业所涉及行业的基本概况、生产工艺流程、技术装置设备，了解金属材料的用途、成分性能和制造加工方法，明确专业学习的方向，为后续专业课程的学习打下基础。“基础性实验模块”分成必修类及选修类实验项目，学生可以根据自己的喜好和兴趣选择不同的实验类型，调动了学生对实验课程的积极性。“综合类实验模块”涵盖三部分，分别是材料成型实验、材料焊接实验、材料腐蚀实验。“综合类实验模块”中每一项分别为32学时，强调理论联系实际，加强实验和科技活动等实践环节，从而开拓学生的创造能力。“创新类实验模块”共48学时，主要是为综合运用金属材料工程专业所学的专业知识，训练学生的实践能力，提高创新意识，启迪创意思维，提升创造能力，培养创新精神，特开设材料创新实验课程。

从以上的实验课程可以看出，改革后的材料实验课程从原来的以验证性为主体的传统实验教学模式逐渐过渡到综合类实验，再到创新类实验的模式。通过改革充分地调动了学生的实践动手能力，培养学生探索及创新的意识[1]。

以上三个模块都有各自的培养要求，要在不同阶段采取不同的实验教学方法。

2.1 基础性实验模块

基础性实验模块中主要是培养学生的专业知识和理论基础，加深学生对理论教学知识的理解，通过验证性实验来验证理论教学中的相关定律、定理和基本概念，掌握实验基本操作方法以及仪器设备的使用，让学生具备一定的实验操作技能，为后续的“综合类实验、创新类实验”打下坚实基础。

2.2 综合类实验模块

综合类实验模块分成三类，其中，材料成型实验侧重于完成材料设计、制备及加工工艺流程的设计，并体现创新意识。材料焊接实验以被焊材料为主线，通过焊接方法选择、焊接工艺制定、焊接性分析、接头组织观察、应力和变形的测量与控制、焊接质量评价的一系列实验过程，完成焊接基础的实验综合训练。材料腐蚀实验主要培养学生对所学金属腐蚀电化学基本原理与测试方法的认识和理解，具备观察现象、正确采集记录数据、分析处理实验结果的能力。

2.3 创新类实验模块

创新类实验模块主要是培养学生的创新意识和能力，通过学生业余时间自主到实验室从事实验工作，让学生通过查阅文献，提出自己感兴趣的课题，然后针对所涉及的课题进行相关实验、论证以及论文的撰写。也可以让学生们参与到一些全国性的大赛中，比如“全国金相大赛”、“中国大学生材料热处理知识与技能大赛”等项目，通过以赛代练的方式，使学生们更好地融入到实验创新的模式中，构建一个更加完备、成熟的实验体系，让学生们进一步开拓视野，提升创新能力[2]。

3 实验教学评价考核体系的发展

对实验教学的新模式改革，还要兼顾实验教学考核评价体系的发展。我校金属材料工程专业的实验考核评价方式主要依据学生撰写的实验报告，这种考核形式不适应改革后对学生参与实验的客观评价[3]。

改革后的实验教学要根据不同的实验模块采用不同的考核模式。“基础性实验模块”主要对学生的实验操作规范、实验纪律、实验结果进行评价。“综合类实验模块”主要依据实验方案的合理性、实验操作过程的规范性、数据结果的处理方式等进行考核。“创新类实验模块”应根据学生查阅文献的情况，依据实验设计的科学性、创新性等要求，判断学生进行实验的可行性，并提交相关实验的可行性报告。针对以上的实验模块，制定相应的考核评价方法，并按照相应的评价标准进行考核，按照一定比例记入总成绩。这种灵活的、适应新形式的实验考核机制更能客观、真实地评价学生的动手能力、创新能力。

4 结语

实验教学改革在实践过程中不单要依靠学校的支持、教师的努力和热情，更需要的是学生能够积极主动地参与到实验教学环节。对于实验教学模式的改革、完善实验效果的评价体系等还需要在实践过程中进一步探索与研究。