吳文華，朱冰潔，施鎮(zhèn)江，朱娟娟，鄭偉龍，許佳麗，朱 蕾，謝衛(wèi)民，史同娜

（1.東華大學(xué) 材料科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海 201620；2.上海萬(wàn)欣計(jì)算機(jī)信息科技有限公司，上海 200083）

習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中提出要“建設(shè)知識(shí)型、技能型、創(chuàng)新型勞動(dòng)者大軍，弘揚(yáng)勞模精神和工匠精神”[1]；李克強(qiáng)總理在“十三五”期間提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”[2]的號(hào)召，鼓勵(lì)高校師生投入到“雙創(chuàng)”的浪潮中，積極開(kāi)展教育創(chuàng)新實(shí)踐。伴隨著“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“雙創(chuàng)”等一系列國(guó)家重大戰(zhàn)略的推出[3]，如何主動(dòng)適應(yīng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的國(guó)家需求，加強(qiáng)鍛煉各專業(yè)本科生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和就業(yè)能力，培養(yǎng)一批兼具技術(shù)性和創(chuàng)新性的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，提高高等教育的辦學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，是新時(shí)代賦予高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)與挑戰(zhàn)。

1 建設(shè)背景

材料科學(xué)與工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在材料類人才培養(yǎng)過(guò)程中的重要作用日益彰顯。我校材料科學(xué)專業(yè)建立于1954 年，是我國(guó)最早的高校高分子材料專業(yè)之一，其特色是化學(xué)纖維，其學(xué)科對(duì)國(guó)家和社會(huì)的最高貢獻(xiàn)是解決了中國(guó)人的穿衣問(wèn)題，是培養(yǎng)中國(guó)化學(xué)纖維工程師的搖籃。

為了更好地服務(wù)學(xué)科發(fā)展，滿足人才培養(yǎng)的要求。我校材料科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（以下簡(jiǎn)稱“中心”），對(duì)照“新形勢(shì)、新發(fā)展、新要求”，發(fā)現(xiàn)以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、體系、內(nèi)容、方法和模式存在以下一些問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念落后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和方法單一，在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中，只注重教師怎么“教”，忽略了學(xué)生怎么“學(xué)”，多采用“傳授—接受”式，重理論輕實(shí)踐[4]、重結(jié)果輕過(guò)程。因受課時(shí)限制，在保留專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)典內(nèi)容外，學(xué)生沒(méi)有更多的時(shí)間學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)和新工程內(nèi)容。同樣因受課時(shí)限制，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中照本宣科多、師生互動(dòng)少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較陳舊、拓展性知識(shí)少，學(xué)生聽(tīng)的多、動(dòng)手操作少，被動(dòng)學(xué)習(xí)多、自主探究少，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)受到制約，同時(shí)培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生知識(shí)和能力與社會(huì)、市場(chǎng)的要求相脫節(jié)[5]。

針對(duì)上述問(wèn)題，2012 年在申報(bào)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的時(shí)候，中心提出了構(gòu)建“B+X”（B 為必修，X 為選修）實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，根據(jù)社會(huì)對(duì)人才的要求及學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需求，積極探索多元化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)新模式，為學(xué)生按照自身發(fā)展需要自由選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)K學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好的條件。讓個(gè)性化教育、研究性學(xué)習(xí)貫穿實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的始終，進(jìn)一步深化以學(xué)生為中心的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)多年建設(shè)與實(shí)踐，在2017 年，“‘1234’模式構(gòu)建‘B+X’實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，多維度促進(jìn)材料類創(chuàng)新型研究及應(yīng)用人才培養(yǎng)”項(xiàng)目獲得“紡織之光”中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)紡織高等教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，與該實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系相關(guān)的成果——“材料類專業(yè)人才多維度全過(guò)程培養(yǎng)模式的構(gòu)建與實(shí)踐”獲得了2017年上海市教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，并獲得了2018 年國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。

2 建設(shè)內(nèi)容

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革、創(chuàng)新教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)方式、改革教學(xué)內(nèi)容及改革管理運(yùn)行機(jī)制等方面，探索本科生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)體系，其核心內(nèi)容是提出了“一個(gè)工作中心、二個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)、三種學(xué)習(xí)方式、四個(gè)培養(yǎng)著力點(diǎn)”的“1234”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式并構(gòu)建“B+X”實(shí)驗(yàn)新體系：即以“學(xué)生的全面發(fā)展和成才”為中心；以國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)體平臺(tái)和“互聯(lián)網(wǎng)+”在線學(xué)習(xí)平臺(tái)提供學(xué)習(xí)支撐保障；學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，可以通過(guò)必修、選修（自選）、自學(xué)三種學(xué)習(xí)方式，按需求、按興趣學(xué)習(xí)；4 個(gè)培養(yǎng)著力點(diǎn)本著“重基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新、強(qiáng)應(yīng)用”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新研究能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。本文重點(diǎn)介紹“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建，促進(jìn)材料類人才的培養(yǎng)。

“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的主要內(nèi)容有：（1）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的課內(nèi)課程。包括必修的實(shí)驗(yàn)課程體系和選修實(shí)驗(yàn)課程體系，來(lái)“強(qiáng)實(shí)踐”。（2）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的課外訓(xùn)練。包括大型儀器操作培訓(xùn)、科創(chuàng)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)技能比賽及24 h 開(kāi)放的自主實(shí)驗(yàn)等，來(lái)“重創(chuàng)新”。（3）在線教學(xué)平臺(tái)提供的課內(nèi)課件。包括教師講授整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程體系的實(shí)驗(yàn)原理、操作等的完整視頻課件，及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，來(lái)“重基礎(chǔ)”。（4）在線教學(xué)平臺(tái)提供的課外課件。包括與學(xué)科相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻及虛擬仿真課件、實(shí)驗(yàn)室安全等課外知識(shí)，來(lái)“強(qiáng)應(yīng)用”。

2.1 教與學(xué)辯證統(tǒng)一，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的核心是以學(xué)生的全面發(fā)展和成才為中心的教學(xué)理念，即在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，正確處理“教”與“學(xué)”的辯證統(tǒng)一關(guān)系，樹立以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，教師應(yīng)成為學(xué)生的指導(dǎo)者和引路人，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，在時(shí)間和空間多維度上讓學(xué)生主動(dòng)積極地參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以便營(yíng)造活躍的教學(xué)氛圍。

樹立以學(xué)生的全面發(fā)展和成才為中心，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為核心，充分發(fā)揮學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，以高水平科研引領(lǐng)和促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革與創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的材料類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的教學(xué)理念。

2.2 B 與X 有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.2.1 構(gòu)建“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，多維度創(chuàng)造學(xué)習(xí)時(shí)間和空間

“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系精髓就是把實(shí)驗(yàn)體系概念從課內(nèi)擴(kuò)大到課外，從課堂擴(kuò)大到在線學(xué)習(xí)，從真實(shí)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)大到虛擬實(shí)驗(yàn)，在時(shí)間和空間上創(chuàng)造學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)習(xí)無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不在。“B+X”實(shí)驗(yàn)體系共有以下三層含義：

（1）第一層含義是把專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系中的實(shí)驗(yàn)分成兩部分：必修實(shí)驗(yàn)（B）和選修實(shí)驗(yàn)（X）。保留學(xué)科經(jīng)典基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)作為必修實(shí)驗(yàn)（學(xué)分考核部分），增加學(xué)科前沿的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)作為選修實(shí)驗(yàn)（不考核），從而減輕學(xué)生考試壓力，又能使得學(xué)有余力的學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸前沿技術(shù)，拓寬學(xué)習(xí)的廣度和深度。

（2）第二層含義是基礎(chǔ)（B）實(shí)驗(yàn)+特色（X）實(shí)驗(yàn)。特色實(shí)驗(yàn)可以是學(xué)生課外科技活動(dòng)，可以是項(xiàng)目創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以是大型精密儀器的培訓(xùn)，也可以是雙語(yǔ)實(shí)驗(yàn)課程。

（3）第三層含義是線下實(shí)驗(yàn)（真實(shí)實(shí)驗(yàn)）+線上實(shí)驗(yàn)（虛擬實(shí)驗(yàn)）。線上實(shí)驗(yàn)可以是本專業(yè)課內(nèi)選修實(shí)驗(yàn)視頻課程（虛擬課件），也可以學(xué)習(xí)其他專業(yè)課內(nèi)必修實(shí)驗(yàn)視頻課程（虛擬實(shí)驗(yàn)），還可以是大型儀器設(shè)備培訓(xùn)使用視頻課程（虛擬實(shí)驗(yàn)）等。多維度構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.2.2 加強(qiáng)“三層次、七模塊”實(shí)驗(yàn)課程體系，突出材料專業(yè)人才培養(yǎng)

構(gòu)建“三層次、七模塊”材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系（見(jiàn)圖1），遵循“由淺入深、注重交叉、強(qiáng)調(diào)綜合能力培養(yǎng)、鼓勵(lì)創(chuàng)新”的原則，堅(jiān)持“一個(gè)核心、四個(gè)結(jié)合”，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、工程能力和創(chuàng)新能力為核心，堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)踐結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究結(jié)合、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課外科技活動(dòng)結(jié)合。

圖1 “三層次、七模塊”材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系

“三層次、七模塊”的材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系建立的關(guān)鍵是：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化組合，保留經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；加大儀器設(shè)備的投入，引進(jìn)先進(jìn)的測(cè)試手段和方法；根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，注重專業(yè)知識(shí)的技能應(yīng)用，增加工藝性、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，轉(zhuǎn)化先進(jìn)的科研項(xiàng)目為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

第一層次的實(shí)驗(yàn)主要是材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，面對(duì)全校6 個(gè)專業(yè)方向的所有學(xué)生。在這個(gè)階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了材料專業(yè)基礎(chǔ)課程，初步掌握了材料大類的相關(guān)知識(shí)，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是材料共性測(cè)試。在這個(gè)層次實(shí)驗(yàn)中，主要注重兩個(gè)方面的培養(yǎng)：第一是掌握先進(jìn)的測(cè)試手段，第二是了解和熟悉各種材料的性能，通過(guò)對(duì)比不同材質(zhì)材料“同種”性能，認(rèn)識(shí)材料的共性和異性特征，更好地掌握一級(jí)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)。幾乎在所有的實(shí)驗(yàn)中都使用了多種測(cè)試樣品，第一層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)符合“寬口徑”人才培養(yǎng)要求。

第二層次的實(shí)驗(yàn)包含“三個(gè)模塊”（高分子材料專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、復(fù)合材料專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)）。在這個(gè)階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了各學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是具有各專業(yè)特點(diǎn)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)層次中，除了鞏固科學(xué)專業(yè)知識(shí)，將書本的理論與實(shí)際情況相結(jié)合，還注重專業(yè)技能培養(yǎng)，第二層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)符合“厚基礎(chǔ)”人才培養(yǎng)。

第三層次的實(shí)驗(yàn)也包含“三個(gè)模塊”（高分子材料大型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、復(fù)合材料大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)非金屬材料大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）。在這個(gè)階段，學(xué)生基本掌握了各學(xué)科專業(yè)理論知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容突出專業(yè)特色，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)綜合性、設(shè)計(jì)性，是科研或生產(chǎn)過(guò)程的模擬，強(qiáng)調(diào)工程性和工藝性，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)際要求將原料制成產(chǎn)品，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、制定工藝參數(shù)、動(dòng)手操作、觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并測(cè)試產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能。有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生探索未知的能力，鍛煉學(xué)生的組織、管理與協(xié)同能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)道德，以提高學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)，第三層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)符合“重能力”人才培養(yǎng)要求。

2.2.3 “研”與“教”靈活轉(zhuǎn)化，“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

“教”與“學(xué)”的核心是知識(shí)的傳遞，也就是教授的內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容是否能夠與時(shí)俱進(jìn)，直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。為此，“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容須體現(xiàn)和考慮學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求?！癇+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為教師將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了平臺(tái)，鼓勵(lì)教師將科研項(xiàng)目引入實(shí)驗(yàn)課程，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與研究型實(shí)驗(yàn)，這一方式有效改革了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。此外，“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系借助“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，幫助教師拓展及延伸了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更加有利于應(yīng)用型、創(chuàng)新型材料類人才的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

2.3 融合學(xué)科優(yōu)質(zhì)資源，著力提升實(shí)驗(yàn)先進(jìn)性

2.3.1 利用學(xué)科的大型精儀器設(shè)備開(kāi)設(shè)精品實(shí)驗(yàn)

近年來(lái)，將學(xué)校各學(xué)科購(gòu)置的20 多臺(tái)（價(jià)值超過(guò)1 000 萬(wàn)元）貴重儀器和大型設(shè)備直接引入實(shí)驗(yàn)課程體系，提升“三層次、七模塊”必修實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。讓學(xué)生了解和掌握學(xué)科前沿的尖端加工設(shè)備、加工技術(shù)、測(cè)試儀器及測(cè)試技術(shù)。

將更多學(xué)科購(gòu)置的大型精密儀器設(shè)備引入課程體系內(nèi)、外開(kāi)設(shè)的選修實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)自身發(fā)展的需要和興趣，可以自由選擇學(xué)習(xí)，可以來(lái)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，也可以在互聯(lián)網(wǎng)上學(xué)習(xí)。這些選修的實(shí)驗(yàn)，不僅能提高本科學(xué)生創(chuàng)新能力，還能為學(xué)生參與研究活動(dòng)提供技術(shù)保障。特別是東華大學(xué)材料學(xué)院有50%以上學(xué)生考上研究生繼續(xù)深造學(xué)習(xí)，其中20%的本科畢業(yè)生尋求去國(guó)外繼續(xù)深造，這部分“準(zhǔn)研究”型的學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿的科學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的測(cè)試方法和手段非常熱愛(ài)，“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中精品實(shí)驗(yàn)?zāi)馨l(fā)掘?qū)W生的潛質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.3.2 將重大科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容加強(qiáng)工程訓(xùn)練

提出重大科研項(xiàng)目與專業(yè)實(shí)驗(yàn)“零距離接觸”的口號(hào)，將獲“國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”的“碳纖維制備”“高強(qiáng)高模聚乙烯紡絲”“多功能納米復(fù)合材料的制備”等14 個(gè)最新科研成果連同儀器設(shè)備引入本科實(shí)驗(yàn)課程體系，提升“三層次、七模塊”必修實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性，還提升課程內(nèi)容的工程性、設(shè)計(jì)性和綜合性。開(kāi)設(shè)第三層次、三個(gè)模塊的大型綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直接接觸科學(xué)前沿和尖端工程技術(shù)。這些科研項(xiàng)目都是急需的新產(chǎn)品或階段性要解決的技術(shù)難題。由于這些項(xiàng)目處在探索研究階段，還沒(méi)有一個(gè)完整的結(jié)果，不會(huì)給學(xué)生思考問(wèn)題帶來(lái)束縛和框框，相反可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。

2.3.3 將自制儀器引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容加強(qiáng)專業(yè)技能

依托學(xué)科自制儀器設(shè)備的優(yōu)良傳統(tǒng)，開(kāi)設(shè)了一些充分體現(xiàn)學(xué)科特色的實(shí)驗(yàn)。把聲速儀、切片水分測(cè)定儀、解偏正儀這些為行業(yè)發(fā)展、產(chǎn)品的質(zhì)量提高作出巨大貢獻(xiàn)而發(fā)明的儀器，引入實(shí)驗(yàn)課程體系[6-7]，將微型共混儀及注塑機(jī)、聚合物紡絲拉伸流動(dòng)過(guò)程在線測(cè)量系統(tǒng)等這些當(dāng)前學(xué)科科研使用的儀器和方法，連同科研內(nèi)容，開(kāi)設(shè)綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、選修實(shí)驗(yàn)及課外課程項(xiàng)目。不但讓學(xué)生了解了學(xué)科的前沿和特色，而且掌握了新的專業(yè)技能和測(cè)試方法。

2.4 依托“互聯(lián)網(wǎng)+”，著力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)拓展性與延伸性

實(shí)驗(yàn)中心的“互聯(lián)網(wǎng)+”學(xué)習(xí)平臺(tái)是“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式學(xué)習(xí)支撐保障平臺(tái)之一[8]。有了“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容克服課程體系時(shí)間和空間的束縛，使實(shí)驗(yàn)自由拓展和延伸。通過(guò)在線平臺(tái)，有效地保障了“B+X”模式下的兩個(gè)著力點(diǎn)“重基礎(chǔ)”“強(qiáng)應(yīng)用”的實(shí)施。

將課程體系中每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拍攝編輯成視頻課程，把每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包括原理、操作、數(shù)據(jù)分析等實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)編成視頻課程章節(jié)，將這些知識(shí)點(diǎn)組成習(xí)題庫(kù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)隨機(jī)組卷。學(xué)生在線隨時(shí)隨地重復(fù)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課程，隨時(shí)隨地對(duì)自己掌握的實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)生可以把實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)變得更加“厚重”。

科學(xué)進(jìn)步、學(xué)科發(fā)展，社會(huì)需求、行業(yè)發(fā)展所需的知識(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了實(shí)驗(yàn)課程體系中教授的知識(shí)。課程體系中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又受到時(shí)間、空間、資源和其他規(guī)定的限制，不能隨便和及時(shí)更新，也不能無(wú)限增加內(nèi)容。有了在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和“互聯(lián)網(wǎng)+”，教師可以“海量”地將學(xué)科、專業(yè)相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)視頻課程供學(xué)生自學(xué)或選修，學(xué)生根據(jù)興趣自己網(wǎng)上學(xué)習(xí)課程。材料類或其他專業(yè)的學(xué)生，通過(guò)視頻課程可以相互學(xué)習(xí)其他專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。此外，實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程的建設(shè)，讓學(xué)生在網(wǎng)上可以模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和操作，并進(jìn)行自身測(cè)試，來(lái)增強(qiáng)、增加對(duì)專業(yè)技能和技術(shù)的應(yīng)用性。

2.5 突出個(gè)性化培養(yǎng)，創(chuàng)新教學(xué)方法和手段

根據(jù)學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng)組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和潛力，著力點(diǎn)充分考慮培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力[9]。要保證大部分學(xué)生系統(tǒng)地獲得實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)方法、基本實(shí)驗(yàn)操作，又要使優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出，發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng)，靈活學(xué)習(xí)、勤于動(dòng)手、多思考、多交流，善于將學(xué)和用聯(lián)系在一起。

“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系使課外實(shí)驗(yàn)室和在線學(xué)習(xí)平臺(tái)增加了數(shù)十倍于課程體系內(nèi)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，供學(xué)生憑興趣選修和自學(xué)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)課程體系中，通過(guò)增加綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

“B+X”模式下，學(xué)生有三種學(xué)習(xí)方法：必修、選修、自學(xué)，既考慮到教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中專業(yè)知識(shí)指導(dǎo)和引導(dǎo)，又考慮到學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展[10]，充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng)，使畢業(yè)生與就業(yè)單位的科研、生產(chǎn)研發(fā)和管理達(dá)到良好的銜接，從而使學(xué)生能夠在社會(huì)生產(chǎn)、管理和服務(wù)的第一線解決實(shí)際問(wèn)題，真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生中的作用，滿足社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求及學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需求。

2.6 管與控雙管齊下，創(chuàng)新運(yùn)行體制和保障

2.6.1 教研相長(zhǎng)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理體制

中心統(tǒng)籌了“211 工程”建設(shè)、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重點(diǎn)學(xué)科等學(xué)科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資金以及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入資金，統(tǒng)籌規(guī)劃、調(diào)配資源、合理布局，制定了實(shí)驗(yàn)室短、中、長(zhǎng)期規(guī)劃。在實(shí)驗(yàn)室用房緊張的情況下，實(shí)驗(yàn)中心有權(quán)處置安排協(xié)調(diào)來(lái)自各個(gè)方面的資源，堅(jiān)持公共資源的公共性、透明性、科學(xué)性、合理性、效率性、責(zé)任性和服務(wù)性。通過(guò)教學(xué)科研一體化的共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“B+X”模式下的兩個(gè)著力點(diǎn)“強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新”的實(shí)施。

2.6.2 24 h 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，建立高校實(shí)驗(yàn)室管理新模式

為符合現(xiàn)代高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的要求，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，實(shí)驗(yàn)中心自主研發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)[11-12]。系統(tǒng)結(jié)合先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室管理理念，把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、智能卡技術(shù)、安防技術(shù)等結(jié)合在一起的智能化、流程化、系統(tǒng)化的高科技管理系統(tǒng)和管理平臺(tái)。無(wú)須管理人員在場(chǎng)的情況下，無(wú)論下班時(shí)間還是節(jié)假日（非工作時(shí)間）實(shí)驗(yàn)室實(shí)行24 h 自動(dòng)開(kāi)放運(yùn)行。所有儀器設(shè)備100%實(shí)行網(wǎng)上預(yù)約，通過(guò)每月定期崗前培訓(xùn)、安全準(zhǔn)入、預(yù)約刷卡開(kāi)門等手段實(shí)現(xiàn)24 h 開(kāi)放。用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室管理理念開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，建立高校實(shí)驗(yàn)室管理新模式，讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)室的主人。

2.6.3 綜合學(xué)生實(shí)驗(yàn)評(píng)分體系，提倡“做實(shí)驗(yàn)而不是背實(shí)驗(yàn)”

引導(dǎo)本學(xué)科的學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，堅(jiān)持“實(shí)驗(yàn)是做出來(lái)的，而不是背出來(lái)的”理念，培養(yǎng)學(xué)生平時(shí)注重實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)，要求學(xué)生在平時(shí)實(shí)驗(yàn)中勤動(dòng)手、勤觀察、勤思考、勤記錄，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)觀，學(xué)實(shí)驗(yàn)是做實(shí)驗(yàn)而不是為了考實(shí)驗(yàn)?！叭龑哟巍⑵吣K”的7 門實(shí)驗(yàn)課程都建立了綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，淡化期末考試權(quán)重。以一級(jí)實(shí)驗(yàn)“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”為例，這門課是專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，共開(kāi)設(shè)10 個(gè)實(shí)驗(yàn)，為全校3 個(gè)學(xué)院6個(gè)與材料相關(guān)的專業(yè)設(shè)置。這門課的實(shí)驗(yàn)成績(jī)是一個(gè)綜合成績(jī)，綜合成績(jī)=平時(shí)成績(jī)（40%）+期末考試成績(jī)（60%）；綜合成績(jī)中的平時(shí)成績(jī)（40%）由10 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績(jī)組成，相當(dāng)于單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占平時(shí)成績(jī)的4%（100 分中的4 分）；而單個(gè)實(shí)驗(yàn)的平時(shí)成績(jī)又經(jīng)細(xì)化，分成了6 個(gè)評(píng)分項(xiàng)目（見(jiàn)表1）。

表1 實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)分表

單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在線打分標(biāo)準(zhǔn)是以5 分制來(lái)計(jì)算。特別是權(quán)重比較大的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，除了有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和耗材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)思考，特別是計(jì)算和思考，必須有原始實(shí)驗(yàn)記錄，必須有自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立思考。這樣引導(dǎo)學(xué)生做好每個(gè)實(shí)驗(yàn)每個(gè)環(huán)節(jié)，這個(gè)綜合評(píng)分系統(tǒng)，側(cè)重學(xué)生平時(shí)的總體成績(jī)，就是有些小失誤，在整個(gè)評(píng)分系統(tǒng)都幾乎可以忽略不計(jì)，就是期末考試如果有點(diǎn)閃失（必須50分以上），只要平時(shí)成績(jī)?cè)趦?yōu)良以上，綜合成績(jī)也會(huì)及格，這樣減輕了學(xué)生考試壓力，讓學(xué)生能夠更好地重視平時(shí)的實(shí)驗(yàn)。

建立“B+X”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系后，將學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)作為引導(dǎo)方向，將學(xué)生平時(shí)成績(jī)的50%放在在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上評(píng)定，學(xué)生在線觀看實(shí)驗(yàn)視頻課程，提交預(yù)習(xí)報(bào)告，進(jìn)行自我考試并由線上評(píng)分系統(tǒng)打分，這樣能夠更好地鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地參與課程實(shí)驗(yàn)。

3 建設(shè)成效

實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系自2013 年試點(diǎn)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)7 年的教學(xué)實(shí)踐，受到相關(guān)師生的一致好評(píng)。近3 年，本科生獲得科技創(chuàng)新項(xiàng)目國(guó)家級(jí)立項(xiàng)22 項(xiàng)，上海市立項(xiàng)32 項(xiàng)，校級(jí)立項(xiàng)150 余項(xiàng)。超過(guò)200 名本科生參加了國(guó)際、國(guó)家級(jí)和省部級(jí)各類競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，在美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)大賽、上海高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、上海市大學(xué)生先進(jìn)材料創(chuàng)新創(chuàng)意大賽等20 多項(xiàng)賽事中共獲得國(guó)際二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)3 項(xiàng)、二等獎(jiǎng)15 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)21 項(xiàng)，省部級(jí)和上海市各類獎(jiǎng)項(xiàng)70 多項(xiàng)。本科生以第一作者身份發(fā)表科研論文19 篇，30 多名本科生分別在Polymer、SCI ADV MATER 及國(guó)內(nèi)核心期刊上以第二、三作者身份發(fā)表了文章，嚴(yán)琦同學(xué)以第一者在國(guó)際期刊J.PHYS.CHEM.B（IF：3.187）發(fā)表文章，本科生申請(qǐng)發(fā)明專利10 項(xiàng)；本科生繼續(xù)深造率一直保持在50%以上，其就業(yè)率連續(xù)3 年接近100%。

在實(shí)踐的過(guò)程中，該教學(xué)體系還取得了其他成效：與該實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系相關(guān)的項(xiàng)目——“材料類專業(yè)‘新工科’人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐”獲得2017 年上海市重點(diǎn)教改項(xiàng)目，并在2018 年被教育部列為首批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐”獲得了2017 年中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)（紡織之光）教改立項(xiàng)；“基于互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐”獲得2016 年上海市高校本科重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目。相關(guān)建設(shè)課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程”獲得2017 年?yáng)|華大學(xué)核心課程建設(shè)項(xiàng)目、2017 年上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目以及2018 年上海市精品課程?！案叻肿硬牧衔锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”虛擬仿真課件獲得2018 年上海市首批虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

教育部高分子材料教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的部分專家、學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)組專家以及教師認(rèn)為，該模式針對(duì)目前專業(yè)實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題進(jìn)行了大力度的教學(xué)改革，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和教學(xué)效果，并向?qū)W校建議給予大力支持。通過(guò)在“全國(guó)高校材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究會(huì)”“教育部高分子材料教指委”等組織的研討會(huì)上作有關(guān)培養(yǎng)模式報(bào)告，該教學(xué)體系也受到了業(yè)內(nèi)同行贊譽(yù)與借鑒，得到專家與同行的熱烈反響，具有了一定的示范效應(yīng)。