132新工科背景下材料物理专业开放式实践教学研究与实践

李星星 张传坤 肖绍军

基础实践技能层  针对“材料制备实验”和“材料性能测试”实验等基础实验课程，教师通过讲解水热法、液相还原法、电沉积法等各种材料的制备方法和金相显微镜、紫外分光光度计、四探针等材料形貌、结构和性能测试等表征方法，并通过基本的实验操作加深对这些方法的理解，而且可以让学生了解实验室的环境情况，在以后可以根据自己的兴趣选择课外研究的方向。在基础实验数据报告中，有些数据要进行一些简单的处理，需要用到Word、Excel、Origin等常用软件和一些电化学性能测试方法。这些基本技能在课堂中是没有时间练习和实践的，学生需要课下与同学交流或自学。

本校材料物理专业实验室对学生基本实现全天开放，实验室的电脑上也都安装了数据处理和专业画图基本所需要的专业软件，供学生进行课外练习，如有疑问可以随时找相关专业教师咨询。特别是在大学一年级的时候，专业教师鼓励一部分学有余力的学生利用课余时间走进实验室，给学长和教师当助手，在这期间熟练掌握实验室的仪器使用方法和一些其他科研项目所必需的3D MAX、Photoshop和Origin等数据处理和画图软件。开放性实验室基础实践技能层的主要目的在于通过基础实践教学加强学生对专业理论知识的理解、运用和深化，并且初步掌握材料的基本制备方法、性能测试方法和操作数据处理等常用软件工具的基本技能，为后期实践综合设计奠定坚实基础。

实践综合设计技能层  以“电子材料与器件课程设计”和“材料物理专业综合实践”等综合实践课程为主，采取教师拟定设计方向、学生自主设计实验方案并实施的开放式实验项目。在开放式实践教学中，教师拟定与综合实践课程相关的题目供学生自由选择，学生自行分组（1～5个人为一组）并根据兴趣选择题目，最后把分组名单和所选课题题目报给教师。这种综合性实践课程一般至少需要一周甚至是几周的时间来完成。学生首先需要从网上或书本上查阅相关文献，并根据前期积累的专业理论基础知识和基础实践技能拟定初步的实验方案，再与指导教师讨论最终的设计方案并具体实施。这种通过自主设计、相互讨论、齐心协力完成实践课程的开放式实践模式，可以培养学生的团队意识，充分发挥学生的个人能力、特长及主观能动性和创造性。

科技创新实践层  通过基础实践技能层和实践综合设计技能层的培养过程，教师可以从中选拔出对课外实践有兴趣、动手能力强且专业基础好的学生，让他们在大学二年级的时候就参与教师的科研项目和企业的技术攻关项目，由此积累实践经验，参加大学生科技竞赛和创新创业项目。在这个过程中，学生每周通过组会的形式向指导教师汇报这一个星期的工作（包括实验进展和调研的文献），指导教师会根据学生汇报的情况进行相应指导，在实践过程中提高学生分析和解决问题的能力，从而促进学生创新能力的提高。经过科技创新能力锻炼的学生，为将来的毕业设计奠定良好的基础，毕业设计指导教师对这些学生的指导也会相对轻松一些。

3 构建开放式的实践考核方式

实践教学考核应该包含学生查阅资料的能力、创新设计能力、分析解决问题的能力及团队协作能力等方面，从而全面考核評价学生的综合实践创新能力。改革后的专业实践课程考核以百分制计算，其中实验方案设计占20%，课堂实验提问占10%，课堂出勤及表现占10%，团队协作占10%，安全规范操作占10%，实验分析占20%，数据处理占10%，实验报告占10%。这种考核方式包含对学生自主创新能力、团队合作精神、沟通能力及创新设计能力的考查，能更全面公正地对学生进行考核评价。此外，对学生课外创新设计（包含参与教师的科研项目、大学生科技竞赛和创新创业项目），根据参与的情况可以给予相应的课外学分。

4 结论

材料物理专业实践课程是培养材料物理专业人才的重要手段，通过不断深化材料物理专业实践课程改革，采用分层开放式实践教学方式和开放式实验考核方式，构建以学生自主学习为主、教师指导为辅的开放式实践教学，可以更好地培养新工科背景下的创新型材料物理专业人才。

参考文献

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