陳 松，朱德貴，楚瓏晟

材料科學與工程專業(yè)課程中的實踐教學融入和協(xié)調(diào)

陳 松，朱德貴，楚瓏晟

(西南交通大學 材料科學與工程學院，四川 成都 610031)

隨著技術變革和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，企業(yè)對專業(yè)人才的要求逐年增高，尤其對應屆高校畢業(yè)生的專業(yè)實踐技能和創(chuàng)新能力有了更高的期望。該文針對目前高校實踐教學的現(xiàn)狀與問題，提出了以課程教學為基礎，引導實踐教學與課程教學有機結(jié)合的模式，并充分利用學校固有教學實踐平臺，有類別、有目的和有方向地開展專業(yè)知識教學，從而發(fā)展高效率、資源優(yōu)化和科學的材料科學與工程專業(yè)實踐教學模式。

材料科學與工程；實踐教學；課程教學；教學模式

專業(yè)理論知識教學 (以下簡寫專業(yè)教學)是材料科學與工程本科專業(yè)培養(yǎng)中較為重要的環(huán)節(jié)。如何理論聯(lián)系實踐地進行專業(yè)課的教學是培養(yǎng)學生專業(yè)認知的關鍵[1-3]。一般而言，專業(yè)課教學與專業(yè)實踐之間往往既具有獨立性又具有關聯(lián)性。學期的課程教學完成專業(yè)課教學，假期的認識實習或生產(chǎn)實習以強化和加深專業(yè)知識的理解和掌握[4-6]。因此，本科專業(yè)課程的學習通常在一個學期內(nèi)完成，而專業(yè)實踐則是利用假期定時定點完成。相對而言，基礎課程，如 “物理化學”“材料科學與基礎”等課程，可在課程學習期間配套基礎實驗課，因而學生在基本知識的掌握上具有較為及時的表象認識和理解。相類比可看出，專業(yè)課程的學習和實踐認識在時間上聯(lián)系的并不十分緊密；尤其是包括生產(chǎn)實習和認識實習在內(nèi)的專業(yè)知識實習，學生在實踐過程中對知識的認知程度和寬度還取決于實踐環(huán)境。通常，材料科學與工程專業(yè)在進入專業(yè)課學習后會有專業(yè)認識實習和畢業(yè)前的生產(chǎn)實習，這些實習在學生進入社會前，對學生理解自己的專業(yè)前景和全面認識自己的專業(yè)知識極為重要。因此，加強專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的建設較為重要。目前，大多數(shù)高校已在部、省、市教育結(jié)構(gòu)的引領下，進行著實踐環(huán)境和平臺的建設[7-8]。西南交通大學材料科學與工程學院于2012年獲批建立了 “材料科學與工程國家實驗教學示范中心”，較大地改善了材料類相關專業(yè)的實踐教學環(huán)境。然而，社會實踐環(huán)境和平臺的改善對于高校而言較為困難。社會實踐平臺通常依托的是工廠和企業(yè)，通過校企關系或產(chǎn)學研關系進行建設。由于工廠和企業(yè)主要從事生產(chǎn)和銷售，因而對專業(yè)實踐教學的關注和投入的精力極為有限。改善校外實踐環(huán)境需要良好的校企合作關系和規(guī)范的管理措施，也需要學校發(fā)揮更大的主動性和能動性與企業(yè)建立規(guī)范和科學的實踐平臺[9]。因此，社會實踐平臺的建設是一個任重道遠的工作。當前，為了較好地進行專業(yè)課與實踐教學環(huán)節(jié)的銜接，可通過充分利用學校實踐平臺和改進專業(yè)課教學模式，并使二者有機結(jié)合而快速、有效地提高學生專業(yè)實踐認識能力。而借助于高校實踐平臺，并通過課堂教學的創(chuàng)新和改革，還可針對學生今后的發(fā)展方向進行分類教學，例如可將學生分為升學讀研和入職工作兩大類，以此細化教學模式以提高教學效率。為此，本文將分析專業(yè)課教學改革中的難點，探討依托學?，F(xiàn)有實踐教學平臺的改革措施，以期為改善和強化材料科學與工程專業(yè)本科課程教學與實踐教學的良好結(jié)合提供新的思路。

1 實踐教學質(zhì)量改善的重要性

任何學科的專業(yè)課程教學與建設都是專業(yè)培養(yǎng)計劃中最重要的部分之一。專業(yè)課程是在學生完成基礎課程和專業(yè)基礎課程之后，開始進行的專業(yè)知識培養(yǎng)和訓練，以使學生能夠在數(shù)年的學習過程中，熟練掌握本學科的專業(yè)理論知識和專業(yè)技能，從而為學生進入社會并最終成為一名合格的工程技術人員奠定知識基礎。因此，專業(yè)課程的設置和建設對于材料科學與工程專業(yè)技術人才的培養(yǎng)極為重要。然而，專業(yè)課程的建設和水平提升歷來是高校教育改革中的難題之一[10]。其中，最大的困難在于如何幫助學生消化和理解枯燥的專業(yè)理論知識，從而提升學生對本專業(yè)的深層次理解并改善學生的專業(yè)知識認知能力[11-12]。當前，多數(shù)高校已建立了成體系的實踐教學平臺，繼而通過加強實踐教學硬件設施的建設以改善學生對專業(yè)課程的深入理解。顯然，實踐教學不僅有助于學生對專業(yè)知識的感性認識，還有助于學生對專業(yè)問題的深刻思考，從而提高學生對專業(yè)技術問題的理解能力以及解決問題的能力，并朝著有利于學生創(chuàng)造力培養(yǎng)的方向發(fā)展。因此，實踐教學對培養(yǎng)學生專業(yè)技能和強化基礎知識學習方面具有重要作用。盡管如此，實踐教學要取得好的效果還需要更好的實踐教學模式方能完成。目前，如何建設和改進實踐教學方式和模式是當前實踐教學改革中的主要方向之一。取得優(yōu)良的專業(yè)課程教學成果，需要充分認識專業(yè)課程教學和實踐教學的重要性和特殊性，充分發(fā)揮各自重要的角色，有層次和有主次地進行二者之間的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)和匹配，方能最大限度地發(fā)揮高校實踐教學平臺優(yōu)勢，并達到教學要求。

2 實踐教學在課程教學中的分散和融入

實踐教學既獨立于專業(yè)理論課程又與其緊密相連。多數(shù)情況下，專業(yè)課程與實踐課程之間有一定的承接關系，即是在專業(yè)理論知識學習完成之后，繼而開展實踐教學。通常，專業(yè)實踐教學主要采用實習的模式，包括認識實習和生產(chǎn)實習。認識實習主要通過對材料專業(yè)相關的基礎實驗進行觀摩和實驗，而強化對本學科專業(yè)知識的基本認識。例如，金屬材料專業(yè)在專業(yè)基礎課程結(jié)束后，會利用假期或期末開展專業(yè)認知實驗，如與材料科學與基礎課程配套的金屬材料的熱處理、金相樣品的制備與觀察實驗，材料力學性能和疲勞性能等基礎實驗。而后，學生進入高年級階段開始專業(yè)課程的學習，這一階段主要強調(diào)學生對專業(yè)技能的掌握。因此，當大多數(shù)專業(yè)課程結(jié)束后，高校將組織專業(yè)生產(chǎn)實習，其平臺主要是企業(yè)。通過進入相關企業(yè)進行生產(chǎn)觀摩，學生可以對實際生產(chǎn)現(xiàn)場進行了解，熟悉實際生產(chǎn)工藝的情況，并通過與現(xiàn)場工程師或師傅的交流而加深對所學專業(yè)知識的認識。這種實踐模式在中國高校專業(yè)實踐教學中已經(jīng)存在了數(shù)十年，尤其對于工科專業(yè)，進入企業(yè)實習是其專業(yè)知識和技能掌握的重要一環(huán)。

時至今日，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化改革的進行，企業(yè)的管理和生產(chǎn)模式正發(fā)生巨大的變化。追求高效、安全和自動化模式的新型企業(yè)運行模式，使得許多企業(yè)日漸對承擔高校專業(yè)實踐平臺的角色失去興趣。企業(yè)與高校的合作，更多強調(diào)“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合的技術合作，出于高效和安全生產(chǎn)的考慮，企業(yè)往往很難積極地參與實踐教學平臺的合作與建設。因此，高校在尋求本科實踐教學企業(yè)合作模式的過程中，其角色通常較為尷尬。而在當前所進行的多數(shù)校企實踐教學合作中，教學質(zhì)量往往也因上述原因而大打折扣。

改善和強化本科專業(yè)實踐教學是目前高校面臨的主要難題之一。尤其是對于部分高校，本科生的畢業(yè)流向主要分為兩個方向:1)進入公司和企業(yè)，并依據(jù)自身專業(yè)知識背景而朝著工程師模式方向發(fā)展；2)選擇繼續(xù)攻讀碩士或博士研究生，而進入科研行列。學生就業(yè)或發(fā)展模式的變化，使得實踐教學需要按照實際的教學需求而進行改變。因此，結(jié)合上述分析，實踐教學需要改善之處主要有以下兩點:1)實踐教學環(huán)境的建設和改善；2)針對性的實踐教學模式的建設和發(fā)展。有鑒于此，本文將分析討論基于現(xiàn)有條件下專業(yè)教學和實踐教學的融入和結(jié)合的方式，以期探索一條高效的專業(yè)教學模式。

圖1 課程教學中實踐教學的融入與協(xié)調(diào)關系

經(jīng)過多年的發(fā)展，大多數(shù)高校已經(jīng)建立了各類學科和各層次的實踐平臺，例如，西南交通大學材料科學與工程學院，已經(jīng)建立了以科學研究為基礎的 “教育部材料先進技術”重點實驗室和以教學和實踐為主的 “材料科學與工程國家實驗教學示范中心”，這些平臺的建立對各類方向的材料學專業(yè)本科實踐教學提供了重要基礎保障。然而，充分有效利用現(xiàn)有實踐平臺仍然有許多工作要做。本文認為，依托固有的各實踐平臺，通過教學模式的多樣化改進和教學方法的靈活建立，可以更充分和細化地建立教學與實踐之間的承接關系，從而為改善專業(yè)實踐教學質(zhì)量起到重要作用。

由圖1可以看到，實踐教學在課程教學中的融入可分割為培養(yǎng)目標不同的兩類:1)深層次研究型人才培養(yǎng)的教學模式；2)卓越工程師培養(yǎng)模式。由于材料科學與工程專業(yè)本科學生會在畢業(yè)后，選擇繼續(xù)攻讀研究生學位或進入企業(yè)從事技術工作，因而，教學模式必須做相應的調(diào)整以滿足不同人才的培養(yǎng)需求，實踐教學模式尤其如此。

對于需要進入研究生階段學習的學生而言，充分依托學校現(xiàn)有科研平臺，讓學生參與到相應的科研活動中，培養(yǎng)其對基礎科學問題的探索和思考具有現(xiàn)實意義。因此，這類實踐教學活動的開展和實驗設計將圍繞具有探索性的實驗研究而展開；但實驗的工作量或最終成效不應有具體要求，而是應強調(diào)實驗的探索性和創(chuàng)造性。對學生研究分析科學問題的能力培養(yǎng)也必須緊扣所學專業(yè)課程的知識點，即將實踐問題核心化、簡單化和小量化，并強調(diào)科學性。如此一來，在有效的教學時間和空間內(nèi)可以開展多個多樣的教學實驗，并基于類比、重復和淺顯易懂的教學模式讓學生領悟所學知識，同時得到思考能力的鍛煉。

對于應用型專業(yè)人才的培養(yǎng)，也不盡然基于企業(yè)生產(chǎn)認識實習等模式；同樣也可依托學校實驗平臺，在專業(yè)課程中融入相關應用性實踐或?qū)嶒?，使學生以自我為主體開展小實驗的設計和小目標的實現(xiàn)，進行多樣化、小量化并緊密聯(lián)系專業(yè)知識的學習。這些實踐活動的開展都以某一專業(yè)課程為基礎，在課程中分階段地展開和實施?？傮w而言，實踐教學在課程教學中的融入可以采用縱橫兩種方式，同時按照兩類人才的培養(yǎng)模式進行課程的設計和安排。

另外，結(jié)合各類專業(yè)課程及實踐來制定綜合實驗課程，其中在以工程師模式培養(yǎng)為主的實踐教學模式中，可將一些生產(chǎn)認識實習提前，縮短在企業(yè)的實習時間，而通過改善課程教學模式，強化學校實踐環(huán)節(jié)，減少與企業(yè)在時間和工作上的沖突，并提高學習效率。作為研究型人才實踐教學培養(yǎng)模式，可將部分實驗融入科研項目中，經(jīng)自行設計的實驗模式，強化學生動手能力和思維能力，從而為科技人才和工程師培養(yǎng)奠定基礎，也為學生在未來多元化的職業(yè)發(fā)展方向奠定基礎。

3 實踐教學在課程教學中的協(xié)調(diào)

在課程教學中融入和分布實踐課程是為提高學生對專業(yè)知識的認識和理解能力，并充分改善枯燥和空洞的教學模式；然而，作為專業(yè)知識學習，理論的掌握和理解主要仍依賴于課程中授課者的講解和輔導，因而，專業(yè)知識的課內(nèi)外學習是專業(yè)教學中的重點。如何有效地在專業(yè)課程教學中融入實踐課程，并結(jié)合知識的合理銜接與分布進行有機協(xié)調(diào)是該教改模式發(fā)揮效率的重點問題。因此，需要在課程分配中，就重點和難點知識進行詳細講解，并通過相應的實驗設計引入這些重要知識點，同時為保證效率，實驗也必須要簡化實效而突出知識重點。在課程的銜接方面，相關課程可以通過前后承接的形式進行銜接，并將其聯(lián)匯貫穿，成系統(tǒng)地融入課程的實踐教學中。如圖2所示，材料分析測試技術課程與工程陶瓷課程之間的重要知識點，可以通過課程實驗的設計將二者之間的基本知識點銜接起來，這樣不僅可以系統(tǒng)地讓學生理解所學專業(yè)知識的內(nèi)在關系，而且可以極大地簡化教學實踐中的實驗重疊，從而提高教學效率。同樣，在相應的其他專業(yè)課程也可以采用類似的方法進行銜接，并通過知識點的銜接設計出相應的課程實驗。

為強化教學效果，在課程教學和實踐教學模式下的課外作業(yè)和時間的充分利用變得十分重要，課外時間的利用不能強調(diào)量的大小，而應該是強調(diào)質(zhì)量和效率，給出的課外思考題目或涉閱知識要能促進學生利用自身的學習空間進行思考和復習，從而使學生在方法和辯證的思維模式下掌握知識點。課外作業(yè)更重要的是培養(yǎng)學生的學習興趣，使學生能深刻認識或反省自己對所學專業(yè)的認知。

圖2 課程教學在實踐教學的協(xié)調(diào)關系

4 結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展和科技的日新月異，優(yōu)秀人才的需求和培養(yǎng)越來越受國家和社會的重視，如何培養(yǎng)滿足于市場需求的人才是高校的主要責任和任務。因此，對于專業(yè)人才的培養(yǎng)必須要有專業(yè)、科學和高效的人才培養(yǎng)模式?；谶@些因素，本文討論和分析了通過專業(yè)課程和實踐教學有機結(jié)合的教學模式，即在充分利用學校固有實踐教學平臺基礎上，根據(jù)學生未來職業(yè)發(fā)展類別進行分類有效的課程設計，同時依托實踐課程，通過知識的關聯(lián)融合不同專業(yè)課程，從而能資源優(yōu)化和高效地開展專業(yè)人才的教育和培養(yǎng)。

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Practice Teaching Integration and Coordination in Teaching Model of Materials Science and Engineering

CHEN Song， ZHU Degui， CHU Longsheng
(School of Materials Science and Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， China)

With the rapid development of technological and industrial economy，the demand for professional talents is gradually increased year by year， especially for the graduates'on the professional practice skills and innovative ability.In this paper， based on the current situation and problems of practical teaching(PT)in colleges and universities of China，the paper puts forward the model of combining the practical teaching mode with curriculum teaching which based on the curriculum teaching(CT)，and makes full use of the school's inherent teaching practice platform and carry out professional knowledge teaching to achieve the development of high efficiency，resource optimization and scientific materials science and engineering(MSE)practice teaching model.

materials science and engineering； practical teaching； curriculum teaching； teaching model

G642.4

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.05.026

2016-12-23；修改日期:2017-01-03

西南交通大學教改項目 “通過實踐教學在課程教學中的融入與協(xié)調(diào)改善教學質(zhì)量”(A0520502051702-5)；西南交通大學重點培育教改項目 “學院基層教學組織的重構(gòu)與改革實踐，適應與促進教學創(chuàng)新作用研究”(1503038)。

陳松(1977-)，男，博士，講師，主要從事陶瓷材料及粉末冶金技術的研究和教學工作。