金属材料工程专业的实验教学改革探索
王春霞 喻亮 武晓鹂 赵思聪 徐瑞金 阮红
摘 要：实验教学是培养学生综合素质，提高学生分析、解决实际问题的能力，以及促使学生将所掌握的知识向技能转化的重要环节，也是培养学生具有创新精神和创新能力的关键。针对我校金属材料专业实验教学中存在的问题，提出了通过改善实验教学体系和内容、实验教学手段、引进课外科技竞赛、完善考核机制等手段，不断提高金属材料工程专业学生的实践能力和创新能力。
关键词：金属材料工程;实验教学;教学改革
Abstract：Experimental teaching plays an important part role in the process of training students' comprehensive quality，improving their ability to analyze and solve practical problems，and also promoting the transformation of their knowledge to skills.It is also vital to enhance students' innovative spirit and ability.Considered problems existing in the experimental teaching of metal material specialty in our university，this paper suggest using some measures to improve the experimental teaching system and content，putting forwarding some experimental teaching means，the introducing extracurricular technical competitions，and the improving examination mechanism，so as to continuously improve the practical and innovative abilities of students of metal material engineering specialty.
Key words：Metal material engineering;Experimental teaching;Teaching reform
我校的金属材料工程专业始建于2009年，于2010年教育部正式批准招生，既是重点学科发展的需要，也是广西区经济转型实现快速发展的需要，为此确立了以“广西用的上，全国有特色”的金属材料工程学科为建设目标。金属材料工程专业是实践性很强的学科，而实验教学是培养学生综合素质，提高学生动手能力和解决实际问题的能力，促使学生将所掌握的知识向技能转化，完成由学习者到实践者的转化的重要环节。这一环节不仅可以巩固和加深学生对有关理论知识的认识和理解，而且能够培养学生严谨求实的科学态度、科研作风，以及创新思维的能力[1，3]。因此，要实现金属材料工程专业建设目标，向重點大学靠拢，实验教学在教学过程中有着举足轻重的作用。然而，随着金属材料的不断发展与创新，以及企业对工科人才工程应用能力要求的提高，越来越显示出本专业在实验教学中存在的问题，很大程度上影响了实验教学的质量[4，5]。因此，我校对传统实验教学模式进行改革，使人才培养更好的贴近企业需求，以进一步提高教学质量。
一、我校实验教学中存在的问题
在原有的课程体系中，实验教学内容一般根据理论课程而设定，多为验证型或演示型实验，而综合型实验和设计型实验较少，实验知识点之间的相互联系不够紧密，缺乏整体性、系统性，使学生只理解特定实验的操作过程及实验结果，而不能综合运用学到的知识，学到更完整的科学实验方法和技能，导致学生的综合能力和创新能力不足。并且考核要求较低，很多学生都是应付完成任务，没有真正地学到知识和技能。在教学过程中，一般均根据实验指导书进行教学，在实验指导书上所用的实验设备、耗材，实验原理、实验的内容和步骤，以及将要获得的实验数据项目都已详细列出，使学生不会思考、分析实验过程中的现象及问题，也不会对实验结果进行处理及分析，实验过程不能调动学生的主观能动性和积极性，使得学生不会设计实验、探索实验，也导致学生的实验报告的格式、内容以及所获得的数据均基本相同。上述种种原因往往使得学生抱着兴趣而来，而带着失望而归，并且很难适应迅速发展的市场要求和日益激励的科技竞争的需要。
二、实验教学改革的具体措施
面对上述问题，我校积极地采取措施，对目前的实验教学进行大胆的改革。一是加强实验教学师资队伍建设，突出实验教学的重要性。在实验教学过程中，教师起到重要的指导与监督作用，一支具有扎实的专业理论知识和丰富的实践经验的实验教师队伍，是实验教学能够良好进行的保证[6，7]。因此我校一直以来重视实验人员的培训及深造，以提高其实验教学能力。并引导高、中级职称且具有丰富的实践经验的教师积极参与实验教学工作，鼓励青年教师结合其科研工作，开展创新型及设计型实验项目，以培养创新型人才，进而提高实验教学质量。
二是对实验教学体系进行调整，优化实验教学内容，增加综合性和设计性实验。由于金属材料工程专业涉及材料的化学成分、工艺、微观组织结构及性能等方面，学科内容复杂、理论抽象，而与生产实际又比较密切。为了帮助学生对理论课程内容的更好理解及巩固，对于与理论课程内容相关的验证性或演示性实验，在讲完该课程内容后立即进行，通过这些实验，学生还可掌握一定的实验技能以及仪器操作;在此基础上，我校设置了综合型和设计型实验，把学生分为2～5人一小组，每个小组分配一个单独的实验课题，综合性实验的内容涵盖材料制备、成分分析、加工工艺、微观组织表征及性能测试等，设计性实验可为典型零件的设计，设计内容包括零件的选材、热处理工艺的制定、零件的结构设计、机加工等。综合性和设计性实验可将不同课程内容有机的结合起来，使学生可以把所学的专业知识融会贯通，并且了解其在生产实践中的应用，把所学知识与生产实践相结合，同时还可锻炼学生的科研能力。
三是对实验教学的手段进行改革。金属材料专业与生产实践密切相关，而某些实验由于其难操作性及危险性难以在实验室实施，为此我校引进了虚拟仿真软件，如模具、锻造、挤压、焊接等仿真软件，使学生可以虚拟操作大型设备并进行相应的生产加工。这样，一方面增加学生对专业学习的兴趣，同时提高学生参与实验的积极性和主动性;另一方面可使学生对企业生产过程有了直观的认识与了解。并且在实验教学过程中教师讲解与多媒体教学相结合，使学生更好地理解实验过程。
四是引导学生积极参加专业的各类课外科技竞赛活动，培养学生的实践创新能力。在学校的大力支持下，我校积极引导学生参加专业的各类科技竞赛，如全国大学生金相技能大赛、中国大学生材料热处理创新创业大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等，参赛以来，我校参加的学生人数逐年增多，在这一过程中，学生受到了很好的训练，实践和创新能力有了明显升高。
五是对考核机制进行改革。以往的考核机制，仅按照学生的考勤和实验报告来评定，这样以来，造成学生觉得只要出席及把实验报告写好即可，而对最重要的实验操作及过程极其不重视。鉴于此，我校对实验考核进行了改革，考核内容包括实验设备的操作、实验能力、实验数据的处理及结果讨论，強调了实验过程参与及实验数据分析的重要性，强化学生分析问题、解决问题的能力，达到约束和激发学生的学习积极性的目的。
总之，实验教学质量的提高是增强学生的实际动手能力、创新意识和综合素质的前提。作为应用型较强的金属材料工程专业，其实验教学质量的提高是达到厚基础、宽口径、高素质、强技能的金属材料工程专业人才培养目标的关键，需要我们不断地探索和实践。
参考文献：
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[2]石继红，武保林，王洪顺.金属材料工程专业多层次实验教学的研究与实践[J].实验技术与管理，2009，26（9）：120-122.
[3]马冬威，赵红利，罗成.金属材料工程专业综合性实验教学改革探讨[J].中国现代教育装备，2015，3：82-84.
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[6]吴志方，吴润，从善海.金属材料工程专业综合实验教学的改革[J].中国冶金教育，2011，1：36-38.
[7]李春红，曹鹏军.加强实验教学，不断提高学生创新能力—金属材料工程专业实验教学改革探讨[J].中国科教创新导刊，2012.29：172-173.
基金项目：2017年度广西壮族自治区教育厅颁发：“基于创新能力培养的金属材料工程专业实验教学探索与实践”（项目编号：2017JGB260）
作者简介：王春霞（1982— ），女，汉族，河北邢台人，博士，讲师，研究方向：金属材料工程;武晓鹂（1983— ），女，汉族，山西大同人，博士，副研究员，研究方向：无机非金属材料工程;赵思聪（1988— ），女，汉族，河北定州人，硕士，助理研究员，研究方向：高校思想政治教育与管理;喻亮（1976— ），男，汉族，四川泸州人，博士，副教授，研究方向：金属材料工程;徐瑞金（1981— ），女，汉族，福建莆田人，硕士，中级，助理研究员;阮红（1985— ），女，汉族，江西新余人，硕士，助理研究员。
