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工程教育背景下材料专业实验教学改革的思考
发布时间:2020-01-10 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
工程教育背景下材料专业实验教学改革的思考
陈彦文 唐日梅 周红红  
(沈阳建筑大学 辽宁沈阳 110168)
摘要:本文以工程教育认证要求为背景,分析材料类专业实验教学改革思路。文章调研了工程教育认证开展的历史背景、演进过程及必要性;分析了材料类专业实验教学的现状,为材料类专业工程教育奠定基础。
关键词: 工程教育;材料类专业;实验教学    教育教学论坛
Thoughts on the Reform of Experimental Teaching of material Specialty under the background of Engineering Education
Chenyanwen tangrimei zhouhonghong
(Shenyang Construction University shenyangliaoning 110168)
Abstract: based on the requirements of engineering education certification, this paper analyzes the reform of experimental teaching in material specialty. This paper investigates the historical background, evolution process and necessity of engineering education certification, analyzes the present situation of experimental teaching of material specialty, and lays a foundation for engineering education of material specialty.
Key words: engineering education; material major; experimental teaching
一、前言
历史背景:近30年来,我国的高等教育事业取得了快速发展,特别是进入21世纪,中国的高等教育不仅仅是培养具备高深学术造诣的精英教育,也是培养具备专业型、应用型人才的大众教育。专业型、应用型人才主要是应用知识而非科学发现和创造新知。为了保证专业型、应用型人才得到社会认可和接受,高等教育必须探索新的人才培养模式,提升办学水平和教育质量,建立与国际教育接轨的评价机制[1]。以工程教育专业认证标准建设品牌专业,获得国际认可,在此基础上形成专业优势和特色,培育品牌,培养适应经济社会发展需要的高素质工程专业人才,是我国高校工程教育与国际接轨的必然趋势和客观要求。
二、工程教育背景下材料专业实验教学存在问题
材料类专业,包括金属材料工程、高分子材料与工程、无机非金属材料工程等专业。材料专业主要课程有:工科的基础课——高等数学、大学物理、线性代数等;专业基础课——物理化学、分析化学、无机化学、有机化学等;专业课——材料研究测试方法、材料科学基础、材料工程基础等,以及针对不同学校背景下的相关专业课程等,并辅有大量的实验课程。
1实验教学科目繁多
材料类专业实验课程分成基础课程实验,如大学物理、电工实验、金工实习等;专业基础课实验,如有机化学实验、无机化学实验、分析化学实验以及物理化学实验;专业课程实验,如材料工程基础实验、材料科学基础实验、材料研究与分析测试方法、专业实验以及专业设计性实验等。实验课内容科目繁多,内容复杂,实验工作量大,学生每学期在完成日常理论课程学习的同时,还要参加大量的实验课程,致使只重视实验结果,不重视过程,基本技能训练提升较慢。
2实验教学内容陈旧
基础课程实验教学,如大学物理实验,根据高等学校物理基础课程教学指导分委员会要求,教学内容和学时基本固定不变。专业基础课如三大化学也是多年形成的实验教学内容,很难改变和突破。建筑类院校的材料专业主要是围绕建筑材料,同时辐射部分建筑行业的功能材料以及新材料,因此专业课程中传统的建筑材料验证实验内容所占比例较大,而传统材料性能改变不大,内容变化较小。在进行培养方案调整的过程中,受到多种因素制约,尽管多次研讨实验教学的内容和方法,也很难摆脱基本框架模式,并且学校对实验教学的内容不够重视,也是导致实验教学内容陈旧的一个重要原因。
3实验形式缺少创新
实验教学无论是从形式上还是内容上都依附于理论教学,实验教学内容未能摆到应有的位置,实验教师与理论教师的地位有较大的差异,导致实验教师的主动性、认识性较差。实验教学内容陈旧,更新慢,主要以验证性和认识性实验为主。训练和培养学生综合素质能力的综合性、设计性、创新性实验项目较少,体现现代科学技术和专业特色较少,利用先进仪器设备解决工程应用问题更少。自2006年教育部评估以来,学校已经认识到综合性、设计性实验对培养训练学生的重要性,陆续开设了一些设计性和综合性实验,但是由于大部分实验都是随着课程进行,并且受到实验学时、上课时间、实验人数的制约,大部分也是停留在形式上,实验形式没有创新性。
4实验教学考核单一
实验教学内容的考核方法常见有两种,一是独立设课的实验,进行独立考核,任课实验教师给出每个项目实验的成绩,经过汇总平均后再给出课程成绩。另一种是依附于课程中的实验成绩,一般情况下,理论课教师根据实验课程学时所占这门课程学时的比例,折算成期末成绩的一部分,和其它考核方法得到的成绩汇总,组成课程成绩;也有的理论课教师只是考查学生有实验课成绩即可以参加期末考试,无论试验课程的优劣。
三、工程教育背景下材料专业实验教学改革思路
建筑大学材料类专业的办学已有30多年的历史,已经形成了约定成熟的实验教学模式。建立适合工程教育背景下的实验教学,必须从实验教学形式、实验教学内容、实验教学方法、实验教学评价考核方法等四个方面开展研究。
1改革实验教学形式  实行开放式的实验教学
学校开放式实验教学已经开展多年,但是大多数开放式实验只是字面意义上的开放,没有达到学生随来随做,随做随走,没有达到自行选择时间和实验项目的真正意义上的开放。做好开放式实验教学,首先要设计好开放式实验方案,把基础实验、专业基础实验、专业实验及专业扩展实验按模块划分,同时保持基础实验与专业实验既能区分又能结合。其次多媒体教学、慕课、微课、云教学等手段是开放式实验教学的必要辅助,学生通过这些教学手段进行自主学习,指导教师进行简单的考核后,学生可以随时到实验室开展学习任何实验项目,教师也可以利用云教学手机APP软件对学生进行签到、指导和考核,学生也可以利用手机APP软件进行实验项目的预习、答疑、选择和预约,做到多种实验教学模式与开放式实验教学的有机结合。
2修订实验教学内容  构建接轨工程认证课程
修订实验教学内容,需要基础实验、专业基础实验、专业实验和专业拓展实验四个模块进行有机结合。如大学物理实验中的材料导热性能的测定,可以结合无机保温材料中材料导热性评价的测试方法,设计成一个综合性或设计性实验完成。专业基础实验中的分析化学实验,可以结合无机材料制备实验中的材料性能评价进行,这样既完成了基础实验中的基本性质和操作实验部分,又能把基础知识融入到专业实验技术应用中。把专业实验和专业拓展实验进行融合,可压缩基础实验教学学时,增加创新性实验学时,既满足基本的教学要求,又提高了专业素质能力的训练。
3优化实验教学方法  搭建多功能的实验平台
实验教学方法改革是工程教育认证提出的一个挑战。随着科技发展,教育的进步,理论教学方法已经发生巨大的变化,出现多媒体教学、慕课、微课、翻转课堂、云教学、讨论开放式课堂等多种形式,但是实验课教学方法基本还是停在原始的教学方法上。探讨实验课教学方法是实验课改革的一个主要方面。实验教学方法要借助科技的手段,增加多媒体实验教学内容,解放实验教师的重复劳动。针对不同的实验性质选择不同的教学手段。
4完善实验教学考核  建设实验质量评价体系
实验教学考核方法主要围绕学生实验效果进行,分基础部分和实验内容两部分。基础部分着重考核学习态度、实验过程、能力的提高、问题的解决、团队的合作。实验内容着重考核实验内容的策划与创新、实验结果、实验目标的实现程度等。根据实验性质设计不同的考核标准。
基础实验课程采取“平时实验成绩+实验报告成绩”的考核方式。平时实验成绩主要考查实验出勤与实验操作过程中的综合技能,侧重考核实际动手操作能力。实验报告成绩主要考核学生对本专业实验基础理论掌握的熟练程度,以及实验结果的准确度。这个部分成绩所占比例可由开课部门决定。
设计性实验,采取“实验方案设计+实验过程表现+实验报告”的考核方式,重点考查学生在调研、资料收集与整理、实验方案设计合理性、实验操作过程、实验结果准确性分析总结等方面的能力。
四、结束语
工程教育背景下材料专业实验教学改革目标:本文旨在工程教育专业认证的背景下,结合我校材料类专业实验课程在实验科目、实验内容、实验形式、实验考核方法等方面存在的主要问题进行了改革思考。在此基础上,针对存在的问题提出了改革实验教学形式、修订实验项目、优化实验内容、综合评定成绩等具体措施。通过这些改革意在激发学生的实验兴趣,提高学生的实验能力,强化学生的专业基本技能,培养学生的创新能力。
参考文献
[1]薛立军,尹庆民.应用型人才培养的探索与实践.[M]知识产权出版社,2009年出版
[2]李志义.对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之一.[J]中国大学教学2016年第11期
[3]唐颂超,沈学宁.加强基础 培养工程和创新能力——材料类专业实验课程体系改革与实践.[J]实验技术与管理 2011年30(10)243-245
基金项目:中国建筑教育协会项目:建筑行业背景下材料类专业工程教育实验改革与实践(2017067)
2018年度本科人才培养方案专项课题:材料类本科专业教学质量国家标准下特色人才培养方案研究。
 
 
作者简介:陈彦文(1965.06),女,辽宁锦州,硕士,满族,沈阳建筑大学,教授高级研究员高级实验师,研究方向:无机材料制备及其应用研究。
收稿日期:2019-5-24