王澤民 龐靈歡

摘要：應(yīng)用型本科金屬材料工程專業(yè)是我國(guó)金屬材料領(lǐng)域培養(yǎng)和輸送高技能人才的重要陣地，有利地促進(jìn)我國(guó)金屬材料及其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。作者結(jié)合實(shí)際教學(xué)工作經(jīng)歷與思考，就如何推進(jìn)金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革提出了部分探討性建議，以期能為教學(xué)工作的實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：金屬材料工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用型本科；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）15-0137-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是金屬材料工程專業(yè)的重要教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)也是提升學(xué)生專業(yè)知識(shí)的理解、培養(yǎng)專業(yè)實(shí)踐操作能力的關(guān)鍵途徑，所以必須重視并切實(shí)開(kāi)展好應(yīng)用型本科金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)是一所以應(yīng)用技術(shù)為特色的地方應(yīng)用型本科院校，金屬材料專業(yè)已有50多年的發(fā)展歷史，培養(yǎng)了大量的金屬相關(guān)專業(yè)的高技能人才。不過(guò)，在當(dāng)前的人才教育背景和培養(yǎng)目標(biāo)要求下，需對(duì)金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行科學(xué)而又合理的改革，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式和方法，這樣才能提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成效和質(zhì)量，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)的金屬材料工程專業(yè)人才，甚至推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

一、對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

傳統(tǒng)的金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，已經(jīng)形成了較為固定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，這確實(shí)規(guī)范了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，有利于維護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的秩序。但是學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所能夠獲得的自主性知識(shí)和能力卻相當(dāng)有限。例如，教師將實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、原理、目的、操作方法告訴給學(xué)生，然后對(duì)學(xué)生進(jìn)行一次示范和講解，最后再讓學(xué)生按照固定的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。雖然這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能使學(xué)生能夠熟悉相關(guān)的儀器、器材，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，鞏固相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，但是其創(chuàng)新能力、思維能力、探究能力等，卻不能得到鍛煉和提升，這樣對(duì)于今后實(shí)際工作當(dāng)中的他們來(lái)說(shuō)，其實(shí)是相當(dāng)不利的。為了解決這樣的教學(xué)問(wèn)題，在今后的金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，須對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。改革要基于學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，聯(lián)系當(dāng)前行業(yè)對(duì)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式進(jìn)行改革，構(gòu)建由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由驗(yàn)證模仿到專業(yè)綜合型、研究型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，充分發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不僅要讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，更要讓學(xué)生自己動(dòng)腦進(jìn)行思考，實(shí)現(xiàn)更加全面和優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)。

教師可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)劃分為若干個(gè)模塊、環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、技能講解，實(shí)驗(yàn)演示為第一個(gè)環(huán)節(jié)；第二個(gè)環(huán)節(jié)是教師進(jìn)一步提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主導(dǎo)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)假設(shè)，基于自身的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)技能，去翻查資料，重新改進(jìn)和設(shè)計(jì)教師的演示實(shí)驗(yàn)，使其能夠證明實(shí)驗(yàn)假設(shè)，整個(gè)過(guò)程可以由學(xué)生一個(gè)人完成，也可以由學(xué)生以小組為單位來(lái)完成，其主要的目的是要讓學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用起來(lái)，真正參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，增強(qiáng)他們的主觀學(xué)習(xí)、操作體驗(yàn)，加深對(duì)知識(shí)和技能的理解與技能的掌握；對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生，可以適當(dāng)?shù)脑黾訉?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，讓學(xué)生自己提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后進(jìn)行系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)操作，編輯實(shí)驗(yàn)文檔、梳理實(shí)驗(yàn)理論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并以個(gè)人或小組為單位進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的記錄，這能夠讓學(xué)生更加重視對(duì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，也更有利于鞏固學(xué)生四年以來(lái)所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，幫助學(xué)生為就業(yè)做好充分的準(zhǔn)備；最后，對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，可以參加學(xué)校設(shè)立的科技創(chuàng)新項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生參加科研工作，全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

二、建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)室

要想深入改革應(yīng)用型本科金屬材料工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須要建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)室，也就是要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理模式。以往應(yīng)用型本科金屬材料工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)室的管理是較為封閉的，這主要是為了良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，保護(hù)實(shí)驗(yàn)室的物資、設(shè)施、設(shè)備等，這是完全可以理解的。不過(guò)這樣的管理模式所帶來(lái)的弊端，是嚴(yán)重地限制了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的自主性[1]。正常情況下，學(xué)生只能夠在教學(xué)規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)使用實(shí)驗(yàn)室，其他時(shí)間則很難利用實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件開(kāi)展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，因此學(xué)生能夠得到的實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)其實(shí)是相當(dāng)有限的，部分學(xué)生或許具有很好的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，或者在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但是卻得不到必要的環(huán)境、條件支持。最終只能就此放棄，無(wú)疑這就對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力發(fā)展造成了不小的阻礙。

為了解決這樣的難題，應(yīng)考慮建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)室，解除傳統(tǒng)的封閉式管理模式，提高實(shí)驗(yàn)室管理的靈活性，充分利用和發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。例如，對(duì)于一些較為普遍、常用，不是非常貴重，而且不具有較大危險(xiǎn)性的物資、設(shè)備，可以對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面的開(kāi)放，允許學(xué)生隨時(shí)使用，但是必須要在一定的監(jiān)督、管理之下，而對(duì)于其他一些較為貴重或是危險(xiǎn)性較高的物資、設(shè)備，只有學(xué)生通過(guò)培訓(xùn)和考核之后，才能接受學(xué)生的預(yù)約。盡量為學(xué)生的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)提供便利，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展科研活動(dòng)。再者，對(duì)于教師帶隊(duì)項(xiàng)目，可以將管理權(quán)完全給予教師，由教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室管理。如此一來(lái)，學(xué)生就可以更加自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的環(huán)境、條件束縛，這對(duì)于學(xué)生的專業(yè)成長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，是具有很大促進(jìn)作用的。

三、加強(qiáng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用型本科金屬材料工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，雖然側(cè)重實(shí)踐應(yīng)用，但是其抽象性依然相當(dāng)之高，很多的知識(shí)、現(xiàn)象、原理、過(guò)程乃至結(jié)果，都是較難理解的，所以可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，作為輔助促進(jìn)學(xué)生對(duì)微觀世界或者不容易直接觀察到的專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓他們真正形成形象、深刻的理解與認(rèn)知[2]。但金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，依然是具有一定難度的，例如，熱處理過(guò)程中的相變過(guò)程是無(wú)法直接觀察到的。而虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)具有形式新穎、豐富，具有非常突出的互動(dòng)能力、展示能力，音、畫一體，可編輯性、可控制性非常強(qiáng)，將其運(yùn)用到金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)，不僅能夠吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更加可以解決金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中面臨的種種難題，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成效，從而促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)更好的學(xué)習(xí)、發(fā)展。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方面，我們必須要加強(qiáng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)教學(xué)方式、方法，從而提高教學(xué)成效。

在實(shí)際的金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，教師免不了需要向?qū)W生進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)展示，以向?qū)W生證明相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)讓學(xué)生對(duì)金屬材料工程的認(rèn)識(shí)、理解更加深刻與形象。在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中，教師能夠運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)室來(lái)向?qū)W生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示，可以有效的避免各種教學(xué)難題。如教師可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中多角度展示實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件去探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能直接觀察的現(xiàn)象。同時(shí)，教師可以通過(guò)虛擬系統(tǒng)的控制，來(lái)讓學(xué)生多角度的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，用特寫的角度讓學(xué)生觀察非常細(xì)致的實(shí)驗(yàn)操作，避免學(xué)生產(chǎn)生疑惑。另外，很多金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)是需要多人相互配合完成的，這就對(duì)學(xué)生相互之間的溝通、協(xié)調(diào)提出了很高的要求。在傳統(tǒng)常規(guī)的教學(xué)模式下，教師很難一一對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)，所以學(xué)生在配合中容易出現(xiàn)責(zé)任、操作不清楚，協(xié)調(diào)混亂的局面，不僅降低了金屬材料工程實(shí)驗(yàn)的效率，而且增加了實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。當(dāng)前通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的運(yùn)用，則可以有效解決這樣的教學(xué)難題。

四、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)考核體系

除了上面所提到的幾點(diǎn)在外，應(yīng)用型本科金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，還必須要注重對(duì)實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)考核體系的改進(jìn)，采取更加科學(xué)的方式、方法對(duì)學(xué)生做出學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，這樣才更有利于學(xué)生能力的綜合評(píng)定。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)于側(cè)重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核，這樣會(huì)顯得不夠全面和客觀，難以真實(shí)反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)、發(fā)展現(xiàn)狀。對(duì)于這樣的情況，當(dāng)前我們應(yīng)當(dāng)將考核的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程上來(lái)，如設(shè)想的提出、方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程以及學(xué)生的思想和個(gè)人行為表現(xiàn)等，都應(yīng)當(dāng)納入考核體系之內(nèi)，從而對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)、操作能力以及科學(xué)精神、合作意識(shí)等，做出全面考核、評(píng)價(jià)，這樣才能更加客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡建文，王建剛，馬靜，張欣，李建輝.金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式的改革[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2016，（21）：24-25.