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摘要:為與中國工程教育專業認證要求的本科人才培養目標一致，提高學生解決復雜工程問題的能力，對《材料基礎實驗》課程進行了相關的改革實踐。具體包括明確教學大綱培養目的;調整優化實驗教學內容;增加實驗設備臺套數;提升實驗安全保障措施以及優化課程考核體系等。通過以上改革措施的實施，提高了學生的實踐操作能力，分析解決問題的能力。對相應專業基礎課的教學起到了很好的支撐作用，奠定了學生良好的專業基礎，提升了學生的專業素養。
關鍵詞:工程教育;材料基礎實驗;教學改革
1《材料基礎實驗》課程開設背景
2015年，我校材料與礦資學院材料科學與工程專業順利通過了中國工程教育專業認證［1］，在本次專業認證中，提出本專業的培養目標是:立足西部，面向全國，培養具有良好的人文社會科學素養和職業道德，掌握材料科學與工程的基礎理論和專業知識，具有在材料科學、材料工程及材料應用等領域從事工藝設計、技術開發、生產管理、科學研究及教學等方面解決本專業復雜工程問題工作能力的、適應社會發展需求的、以及跨文化交流的創新性應用型高級專門人才。在本次專業認證過程中，學院專業認證工作委員會對于復雜工程問題進行了具體詮釋，明確提出，針對本專業本科畢業生的“復雜工程問題”應包括以下幾個方面:(1)能夠綜合運用所學理論知識，分析處理實驗數據，對實驗結果進行分析解釋;(2)在所學基礎知識、專業知識的基礎上，能夠獨立設計綜合性實驗、創新性試驗與工程實驗方案，選擇合理的實驗手段與分析測試方法;(3)在所學理論知識的基礎上，具有從事材料類專業相關科學研究與工程研究的初步能力，能夠獨立制定實驗方案，在實驗室獨立完成實驗過程，正確使用實驗設備;能夠正確選擇分析測試方法，對實驗數據進行一定的理論分析并得出有效結論。由以上要求可見，要使所培養的的畢業生達到具有解決復雜工程問題的能力，對他們的實踐操作能力、分析研究能力提出了具體要求。我校采用分學區授課的人才培養模式，材料科學與工程專業本科生大一、大二基礎課學習階段在我校草堂校區，專業基礎課、專業課學習在雁塔校區，按照培養計劃，《材料工程基礎》課程教學安排在大二下學期，在草堂校區進行，《材料科學基礎》與《材料研究方法》課程教學安排在大三上學期，在雁塔校區進行。這三門課程為材料科學與工程專業的重要專業基礎課，理論性極強，對學生后續專業課的學習具有奠基作用。為加深學生對課程相關理論的理解與掌握，過去這三門課程各開設有數個課程實驗。2014年，材料與礦資學院獲準無機非金屬材料國家級實驗教學示范中心，在此平臺上，結合中國工程教育專業認證對人才培養實踐能力的要求［2］，為進一步提高我校材料科學與工程專業的人才培養質量，提高他們的解決復雜工程問題的能力，有效培養出國際通認的工程類人才［3］，學院對以上三門專業基礎課的課程實驗內容進行了整合，新開設了《材料基礎實驗》實驗課程，并以此為契機，進行了一系列《材料基礎實驗》課程教學改革與探索，并運用到實踐教學中，取得了明顯的教學效果。具體開展的教學改革實踐內容如下:
2《材料基礎實驗》課程教學改革實踐
2.1明確實驗教學大綱培養目的結合前述
《材料基礎實驗》課程開設的背景，在制定教學大綱時，教學團隊明確說明了本專業實驗主要是面向材料科學與工程專業的專業基礎課開設的實驗教學課程。實驗課程內容涵蓋材料工程基礎、材料科學基礎、材料研究與測試方法等學科基礎課程。通過實驗教學，鞏固和加深學生所學的基礎理論和專業知識;學習和掌握從事本專業工程、科學實驗和研究的基本操作和實驗技能;培養學生理論聯系實際、嚴謹認真的工作作風;提高學生綜合運用所學理論知識進行實驗研究的能力，為今后從事本專業的工程與科學研究打下良好基礎。為培養學生解決復雜工程問題的能力，在編制課程教學大綱時，教學團隊明確制定了課程培養目標，明確了課程對畢業生能力的支撐。例如將“掌握材料科學與工程的基礎理論知識，能夠分析材料的組成－結構－性質－應用的關系以及材料制備過程中動量、能量、質量的傳遞規律和影響傳遞效率的因素與原因，能夠將基本理論等知識運用于復雜工程實際;掌握材料主要分析測試技術的基本原理，具備根據材料研究需要選擇合適的分析測試方法的能力。”等內容寫進了課程教學大綱中，使得《材料基礎實驗》課程開設目的明確，培養目標清晰。
2.2對實驗教學內容進行了優化整合
以國家級無機非金屬材料實驗教學示范中心為依托，我校材料科學與工程專業有一支專業素質過硬、實踐教學經驗豐富的教學團隊。因此，在開設《材料基礎實驗》課程之后，教學團隊經過充分調研認證，參照相關高校的實驗教學改革經驗［4－5］，對實驗內容進行了調整優化，形成了一般性實驗與綜合探討性實驗相結合，保證每門課程理論重點、難點部分有實驗開設的實驗教學格局，對相關課程的理論學習起到了很好的配套教學作用。以《材料科學基礎》課程實驗為例，在《材料科學基礎》課程教學中，對晶體結構的描述抽象難懂，沒有實物模型，學生很難理解相關內容，為此在《材料基礎實驗》課程中開設了“晶體模型觀察與分析”實驗，使學生通過實驗對不同晶體結構有了直觀認識，加強了學生理解與分析不同晶體結構與性質的關系的能力。相平衡理論與相圖是《材料科學基礎》課程學習中的重中之重，內容多，理論性強，理解難度大，為加深學生對此部分教學內容的深入理解與掌握，培養學生的專業素養，在此次調整《材料基礎實驗》課程教學內容時，增加了“淬冷法研究相平衡”實驗內容，通過學生親自操作，分析數據，繪制相關相圖等實驗教學過程，使學生對相平衡的變化有了直接認知與理解，這對于他們繼續學習相圖的相關內容起到了很好的促進作用，教學效果得到了明顯提升。對于材料科學與工程專業的學生而言，在材料生產與研發的過程中，都會涉及到固相反應，并且，固相反應動力學的相關內容理論強，公式多，學生掌握難度大?；诖?，結合《材料基礎實驗》課程開設目的，為提高學生解決復雜工程問題的能力，在本次制定實驗教學計劃時，增開了“固相反應動力學研究”綜合性實驗，通過學生親自實驗操作，分析處理實驗數據，擬合動力學方程，使學生的實踐動手能力與分析處理數據的能力大幅度提高，達到了培養具備解決復雜工程問題能力人才的目標。除了對《材料科學基礎》課程實驗內容進行優化整合之外，對于《材料工程基礎》與《材料研究方法》實驗也進行了同樣的調整與優化。調整之后的《材料基礎實驗》課程實驗內容分布合理，綜合性實驗數量增加，這對于學生實踐能力的培養，實驗操作能力的訓練，分析處理數據能力的提升等，起到了很好的平臺作用。
2.3多種措施并舉，提升實驗教學效果
在本次《材料基礎實驗》課程教學改革實踐中，為提高實驗課程教學效果，達到教學目的，提高人才培養質量，教學團隊積極赴兄弟院校調研，學習其他高校先進的教學管理模式，認識到增加實驗設備臺套數、提高學生的實驗操作機會是提升實驗教學效果的關鍵。因此，從2015年開始，實驗室在學校與學院的大力支持下，先后購買了“固相反應動力學研究”成套設備5套;無機化合物晶體模型5套及配套光盤軟件;光學顯微鏡20套。教學實驗設備臺套數的增加，降低了分組實驗的學生人數，保證每位同學都能獲得實踐操作的機會。通過這些硬件配套設施的升級，進一步提高了《材料基礎實驗》的教學效果。
2.4升級實驗室安全保障措施
實驗室內，大大小小的設備電路、水路連接錯綜復雜，作為初來乍到的本科生，進入實驗室學習，安全工作始終是第一位的。為此，教學團隊在學院的支持下，對實驗室的安全保障進行了升級改造。首先在硬件方面，加裝了電路保護套管，在每臺實驗設備旁，都增加了實驗操作指南與安全提示標示牌;在軟件方面，每個進入實驗室學習的同學，必須接受安全教育與測試，只有安全教育測試合格了，才能進入實驗室學習。通過以上安全保障措施的升級，在學生心目中樹立了牢固的安全意識，再加上在實驗室實踐學習時，實驗指導教師始終盡職盡責履行教育義務，保證了學生能順利完成實驗學習，提升了操作技能，鍛煉了實踐能力。
2.5優化實驗考核體系
由于工程教育專業認證的達成度采取的是量化考核體系，具體指標點分解到每門支撐的課程。因此，在本次《材料基礎實驗》課程教學改革中，教學團隊調整了實驗教學考核方式與考核內容，確保每個教學節點都有相應的考核。通過此措施的實施，促進了學生對本門實驗課程的重視，進而也提高了課程的教學效果，達到了預期的教學目的。在調整后的實驗考核體系中，包括三個環節。一是在實驗前，要求學生預習相關實驗內容，實驗課開始之前，授課教師會根據預習內容提問，檢查學生的預習情況，并按一定比例計入學生的平時成績;在實驗課上，授課教師會著重考查學生參與實驗的主動性、動手能力、操作的規范性，以及對實驗過程中出現的問題是否有自己的見解，并做相應記錄;在實驗課后，任課教師會根據實驗報告內容、書寫規范情況、實驗數據處理等進行量化考核。以上三部分，構成了完整的量化考核體系，保證參加實驗的學生在每個環節都需要積極認真參與，才能取得不錯的實驗成績。通過這些考核措施的提升優化，調動了學生參與實驗的積極性，培養了學生的動手操作能力，提高了他們分析處理數據的能力。
3結語
中國工程教育專業認證始終堅持以學生為主體，重視對學生學業成就的評價，將學生作為專業的首要服務對象，學生的滿意度是認證能否通過的重要指標。以此為出發點，為提升我院材料科學與工程專業本科生的培養質量，《材料基礎實驗》教學團隊對實驗課程進行了以上教學改革實踐，經過對2013級、2014級本科生教學效果的達成度評價以及學生的反饋意見總結證明，以上改革措施的實施，使本專業學生的實踐操作能力有了大幅度的提升，對相應專業基礎課的支撐作用明顯，為學生奠定了良好的專業基礎，提升了學生的專業素養與專業技能，達到了課程改革的目的。
參考文獻
［1］曲建光，楊金玲，李秀海，等.對中國高等工程教育專業認證的認識與思考［J］.黑龍江工程學院學報，2015，29(2):59－61，76.
［2］李澤國.《華盛頓協議》與地方工科院校高等工程教育改革［J］.吉林化工學院學報，2014，31(8):1－5.
［3］劉桂香，李延波，王軍霞，等.工程教育專業認證導向下材料類專業實驗教學方法和評價方式的改革探索［J］.高教學刊，2016(19):129－130.
［4］周雅，王春霞，羅軍民，等.材料科學綜合實驗課新探［J］.南昌航空工業學院學報(社會科學版)，2005，7(1):87－90.
［5］廖其龍，盧忠遠，易勇.材料科學與工程專業實驗教學改革探索［J］.實驗科學與技術，2008，6(4):321－323.
作者:高云琴 侯星 劉民生 單位:西安建筑科技大學材料與礦資學院
