于心瀧，馬春陽，馬志鵬

(東北石油大學 機械科學與工程學院，黑龍江 大慶 163318)

金屬材料工程專業(yè)是兼顧理論與教學實踐的一門學科，是與社會生產(chǎn)實踐緊密聯(lián)系在一起的專業(yè)，因此，培育和提高學生具有較強的實踐能力是培養(yǎng)材料創(chuàng)新型人才的重要特征。由于金屬材料工程專業(yè)屬于實踐性較強的學科，通過實驗課的學習，可以更好地掌握金屬材料的相關(guān)知識，進一步加強學生對金屬材料專業(yè)的認知能力，增進學生對金屬材料專業(yè)的學習興趣。

1 金屬材料工程專業(yè)的實驗教學現(xiàn)狀與存在的問題

在以往的實驗教學體系中，實驗教學只是理論教學的附屬課程，不僅是從事理論教學的教師有這樣的觀點，很多實驗教師也存在這樣的想法。由于學校主觀上不重視實驗教學，再加上實驗教師不積極的教學態(tài)度，導致很多高校根據(jù)以前的實驗教學經(jīng)驗，普遍采用單一的教學方法，實驗主體多采用驗證性的模式進行實驗教學。很多學生對這種實驗課程毫無興趣，僅把實驗當作一項任務(wù)來完成。這種實驗教學模式就是典型的灌輸式教學，它嚴重地阻礙了學生思維創(chuàng)新能力的提高。特別是在學生的畢業(yè)論文設(shè)計階段，學生對于涉及到的一些實際問題或者面對相關(guān)的科學實驗沒有清晰的思路，對于畢業(yè)設(shè)計中遇到的困難往往準備不足，沒有解決相應(yīng)問題的辦法。

2 實驗教學新的發(fā)展模式

學生是實驗教學的主體，只有發(fā)揮學生的主觀能動性，調(diào)動其參與的積極性，啟發(fā)其創(chuàng)新思維，設(shè)置綜合性的多樣化實驗，激發(fā)學生的潛能，才能培養(yǎng)出知識、能力、素質(zhì)全面提高的創(chuàng)新性人才。因此，材料實踐教學中的側(cè)重點一定要從學生的角度出發(fā)，要設(shè)計出符合學生發(fā)展情況的實驗內(nèi)容，要設(shè)計出材料專業(yè)特色的實驗?zāi)K及項目。圖1顯示了我校金屬材料工程專業(yè)改革后的實驗課程體系設(shè)置情況。

圖1 金屬材料工程專業(yè)實驗課程體系組成Fig.1 Composition of experiment course system of metal material engineering

從圖1中可以看出，改革后，實驗教學環(huán)節(jié)分成三個模塊，分別是“基礎(chǔ)性實驗?zāi)K”、“綜合類實驗?zāi)K”、“創(chuàng)新類實驗?zāi)K”，其中“基礎(chǔ)性實驗?zāi)K”32學時，主要是金屬材料工程專業(yè)本科教學計劃中重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，目的是使學生全面了解金屬材料專業(yè)所涉及行業(yè)的基本概況、生產(chǎn)工藝流程、技術(shù)裝置設(shè)備，了解金屬材料的用途、成分性能和制造加工方法，明確專業(yè)學習的方向，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下基礎(chǔ)?！盎A(chǔ)性實驗?zāi)K”分成必修類及選修類實驗項目，學生可以根據(jù)自己的喜好和興趣選擇不同的實驗類型，調(diào)動了學生對實驗課程的積極性?！熬C合類實驗?zāi)K”涵蓋三部分，分別是材料成型實驗、材料焊接實驗、材料腐蝕實驗。“綜合類實驗?zāi)K”中每一項分別為32學時，強調(diào)理論聯(lián)系實際，加強實驗和科技活動等實踐環(huán)節(jié)，從而開拓學生的創(chuàng)造能力?！皠?chuàng)新類實驗?zāi)K”共48學時，主要是為綜合運用金屬材料工程專業(yè)所學的專業(yè)知識，訓練學生的實踐能力，提高創(chuàng)新意識，啟迪創(chuàng)意思維，提升創(chuàng)造能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，特開設(shè)材料創(chuàng)新實驗課程。

從以上的實驗課程可以看出，改革后的材料實驗課程從原來的以驗證性為主體的傳統(tǒng)實驗教學模式逐漸過渡到綜合類實驗，再到創(chuàng)新類實驗的模式。通過改革充分地調(diào)動了學生的實踐動手能力，培養(yǎng)學生探索及創(chuàng)新的意識[1]。

以上三個模塊都有各自的培養(yǎng)要求，要在不同階段采取不同的實驗教學方法。

2.1 基礎(chǔ)性實驗?zāi)K

基礎(chǔ)性實驗?zāi)K中主要是培養(yǎng)學生的專業(yè)知識和理論基礎(chǔ)，加深學生對理論教學知識的理解，通過驗證性實驗來驗證理論教學中的相關(guān)定律、定理和基本概念，掌握實驗基本操作方法以及儀器設(shè)備的使用，讓學生具備一定的實驗操作技能，為后續(xù)的“綜合類實驗、創(chuàng)新類實驗”打下堅實基礎(chǔ)。

2.2 綜合類實驗?zāi)K

綜合類實驗?zāi)K分成三類，其中，材料成型實驗側(cè)重于完成材料設(shè)計、制備及加工工藝流程的設(shè)計，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。材料焊接實驗以被焊材料為主線，通過焊接方法選擇、焊接工藝制定、焊接性分析、接頭組織觀察、應(yīng)力和變形的測量與控制、焊接質(zhì)量評價的一系列實驗過程，完成焊接基礎(chǔ)的實驗綜合訓練。材料腐蝕實驗主要培養(yǎng)學生對所學金屬腐蝕電化學基本原理與測試方法的認識和理解，具備觀察現(xiàn)象、正確采集記錄數(shù)據(jù)、分析處理實驗結(jié)果的能力。

2.3 創(chuàng)新類實驗?zāi)K

創(chuàng)新類實驗?zāi)K主要是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力，通過學生業(yè)余時間自主到實驗室從事實驗工作，讓學生通過查閱文獻，提出自己感興趣的課題，然后針對所涉及的課題進行相關(guān)實驗、論證以及論文的撰寫。也可以讓學生們參與到一些全國性的大賽中，比如“全國金相大賽”、“中國大學生材料熱處理知識與技能大賽”等項目，通過以賽代練的方式，使學生們更好地融入到實驗創(chuàng)新的模式中，構(gòu)建一個更加完備、成熟的實驗體系，讓學生們進一步開拓視野，提升創(chuàng)新能力[2]。

3 實驗教學評價考核體系的發(fā)展

對實驗教學的新模式改革，還要兼顧實驗教學考核評價體系的發(fā)展。我校金屬材料工程專業(yè)的實驗考核評價方式主要依據(jù)學生撰寫的實驗報告，這種考核形式不適應(yīng)改革后對學生參與實驗的客觀評價[3]。

改革后的實驗教學要根據(jù)不同的實驗?zāi)K采用不同的考核模式?！盎A(chǔ)性實驗?zāi)K”主要對學生的實驗操作規(guī)范、實驗紀律、實驗結(jié)果進行評價?！熬C合類實驗?zāi)K”主要依據(jù)實驗方案的合理性、實驗操作過程的規(guī)范性、數(shù)據(jù)結(jié)果的處理方式等進行考核?！皠?chuàng)新類實驗?zāi)K”應(yīng)根據(jù)學生查閱文獻的情況，依據(jù)實驗設(shè)計的科學性、創(chuàng)新性等要求，判斷學生進行實驗的可行性，并提交相關(guān)實驗的可行性報告。針對以上的實驗?zāi)K，制定相應(yīng)的考核評價方法，并按照相應(yīng)的評價標準進行考核，按照一定比例記入總成績。這種靈活的、適應(yīng)新形式的實驗考核機制更能客觀、真實地評價學生的動手能力、創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語

實驗教學改革在實踐過程中不單要依靠學校的支持、教師的努力和熱情，更需要的是學生能夠積極主動地參與到實驗教學環(huán)節(jié)。對于實驗教學模式的改革、完善實驗效果的評價體系等還需要在實踐過程中進一步探索與研究。