| 标题 | 在工程教育认证背景下无机非金属材料专业综合实验课程改革初探 |
| 范文 | 张士华 丁锡锋 赖建中 崔崇 朱和国 王雄 【摘要】工程教育专业认证是高等教育国际化的必然趋势。在工程教育专业认证的背景下，针对无机非金属材料专业特点，依托材料科学与工程优势学科，围绕培养和造就富有创新意识和创新能力高素质人才的培养理念，结合本专业现有的实验教学条件，对专业综合实验课程进行实验内容的优化、实验方法的创新。通过这一改革使综合实验课程教学跟上现代科技发展的步伐，激发学生的实验兴趣，提高学生的主观能动性，强化学生的专业技能，培养出综合素质高、创新能力强的优秀大学生。 【关键词】工程教育认证 无机非金属材料 综合实验课程 创新能力 【基金项目】南京理工大学高等教育教学改革研究课题《在工程教育认证背景下，无机非金属材料专业综合实验课程改革与实践》（项目编号：2017-A-30）。 【中图分类号】TB32-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）27-0030-02 一、概述 工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1、2]。通过认证对达到或超过既定教育质量标准的高校或工程专业给予认可，从而协助院校和专业进一步提高教育质量，因此积极参与国际互认，是实现工程教育全球化战略和工程技术人员全球流动的必然选择。2013年我国成为《华盛顿协议》的预备成员，标志着我国工程教育与国际接轨，同时意味着我国工程教育面临着重大改革[3]。工程教育专业认证在理念上以学生为中心，以全体学生教育结果为导向，以促进每一位学生全面发展为宗旨；在培养目标上强调对学生工程实践能力、创新能力的培养，而这些能力的获取很大程度上取决于培养计划中实践教学环节的制定与实施。 材料科学是推动当今社会快速发展的重要学科之一[4]，有着极其广阔的发展前景。无机非金属材料是材料科学专业方向之一，主要研究无机非金属材料和先进功能材料成分、工艺、微观结构与性能之间关系的基本规律，目的在于培养具备材料科學基本理论知识，能在材料制备、材料成型与加工、材料结构研究与分析等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、以及生产经营管理等方面工作的高级工程技术人才。无机非金属材料专业的学习基础与应用结合、理论与实践并重。 专业综合实验课程设置是锻炼材料类专业本科生实践动手能力，提高科研创新能力的重要途径之一[5]。通过专业综合实验课程，加深学生对一整套专业理论知识的系统理解和掌握，使学生熟练掌握实验原理、实验方法、实验操作过程、以及结果分析等科研方法和规律，培养学生的实践创新能力。无机非金属材料专业综合实验课程是我校材料科学与工程学院面向该专业高年级本科生开设的一门必修的专业实验课程，是培养理工类大学生实践能力和创新能力的一个重要的实验教学环节。本文结合专业现有实验教学条件，对专业综合实验课程进行实验内容的优化、实验方法的创新，使综合实验课程教学的改革跟上现代科技发展步伐，强化学生的专业基本技能，提高学生的实验主观能动性，满足工程教育专业认证对学生实践和创新能力培养的更高要求。 二、专业综合实验教学的现状与存在问题 当前，我国高等教育尤其是理工科高等教育，存在以科学为导向，教学模式单一等现象，工程教育特色不明显。随着学生规模的剧增使得工科必需的实践环节更为削弱，对工程教育所必不可少的实验环节的认识更加模糊，使学生解决实际问题的能力严重缺失；工科专业的实验教学与课程设计受专业目录所限，未能根据科技跨学科、综合化的发展趋势适时调整，使得课程体系脱离了工程实践的需求，学生知识面狭窄，创新性弱，难以跟上学科发展和学科交叉对综合性人才的要求。 同时，我国工程教育对综合实验课程在工程及工程教育的关键地位和作用认识不足，实践环节不被重视[6]。课堂教学比重过大，工程特色不突出，综合性的训练缺乏，导致毕业生依附于理论课程，局限于验证原理和掌握操作技术，学生缺乏实验思路、实验设计、观察能力、分析能力以及表达能力的全面训练，缺乏现代工程设计思想、方法的培养和综合运用各方面知识解决工程问题的能力。 综合性实验教学设计是一种完全有别于传统实验教学的新型实验教学模式，其目的在于培养学生实际操作能力和创新能力，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力[7]。无机非金属材料专业综合实验课程是我校面向该专业高年级本科生开设的一门必修的专业实验课程，在培养材料类大学生实践创新能力中起到十分重要的作用。目前我校无机非金属材料专业综合实验课程设置虽已基本满足教学要求，但是仍存在以下问题： 1.实验教材传统单一。由于无机非金属材料为材料类传统研究方向，国内很多高校均是根据自身学科特色和发展方向等开设实验，实验教材基本上为自编讲义，往往具有学校或者学科研究的局限性，因此迫切需要与工程教育认证要求相适应的，与本校科研特色相匹配的综合实验教材或指导书的编写。 2.实验内容陈旧固化。随着高新技术的不断发展，一方面传统的材料无机非金属材料实验课程内容越发显得陈旧、滞后，缺乏创意，无法激发学生的积极性和创造性；另一方面，随着教学和科研投入的加大，也使得学院在新材料制备和性能测试方面拥有更多的先进试验设备，这些设备在实验教学领域的高效应用急需新的设计、开发与实践。 3.实验教学方法落后，学生实验设计参与度低。由于受传统教学条件的限制，目前开设的课程实验主要是演示性性或验证性实验，普遍是由授课教师设计和操作演示，学生往往根据老师指定步骤逐步完成实验任务，并没有带着问题实际参与到实验的设计与开发环节，不利于实践能力和创新能力的培养，无法达到和满足工程教育认证对实验课程在学生实践动手能力方面的要求。 因此，在工程教育专业认证背景下，针对无机非金属材料专业综合实验课程目前存在的主要问题进行改革与实践，对强化学生在实验过程中的主体作用，调动学生的主观能动性，培养学生的实践和创新能力具有显著的教改意义。 三、专业综合实验教学的改革 1.专业综合实验教学体系构建 随着时代的发展和科学技术的进步，无机非金属材料专业实验教学的新理念、新内容、新手段的不断涌现，实验课程逐渐成为独立于理论课而自行发展的新体系。其中，综合性实验课程所体现的实验内容的复合性、实验方法的多元性、实验手段的多样性、以及人才培养的综合性，更有助于展现专业综合实验在培养学生动手能力和综合素质方面的重要作用。 综合实验课程是在学生具有一定专业基础知识和基本操作技能的基础上运用相关课程的综合知识，对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。无机非金属材料专业综合实验课程需要在总结前期實验教学经验的基础上，在工程教育认证的引导下，优化与整合实验教学内容和课程结构体系，将孤立、分散的实验内容通过综合性实验有机地结合，围绕材料制备、成分分析、结构表征、性能分析等环节依次开设实验项目，形成一套完备知识结构的实验教学体系，使综合实验教学更趋先进性、科学性和系统性。 2.专业综合实验教学项目推陈出新 近年来，我校无机非金属材料专业依托材料学国家重点学科、工信部重点学科和江苏省优势学科的建设，拥有材料科学与工程实验教学示范中心、纳米材料与技术实践教育中心等实验平台；同时随着专业人才的大量引进，汲取了材料科学与工程学科和无机非金属材料专业发展的众多高新成果，完全有条件开设一系列创新型实验。 在此基础上，考虑将教师的科研成果和科研手段融入到专业综合实验教学当中，使教学和科研充分融合，以科研引领教学，改革教学方法，丰富教学内容，积极探索实验设备共享，借助新型高端设备，增设创新性实验内容，以工程教育认证理念为指导，以学生实践创新为核心，以教师科研成果为助力，实现无机非金属材料专业综合实验课程教学创新性改革与发展，提高学生自主学习兴趣，拓展学习视野，跟紧科技步伐，促进大学生实践能力、创新能力和综合素质的培养。 无机非金属材料专业综合实验课程具体实验教学项目内容如表1所示，实验教学项目间的结构关系如图1所示，所有实验项目所依托的最新科研项目类别如图2所示。 四、结语 在工程教育认证的引导下，围绕材料制备、成分分析、结构表征、性能分析等环节依次开设实验项目，形成一套完备知识结构的实验教学体系，使综合实验教学更趋先进性、科学性和系统性；同时依托本专业发展平台，总结最新科研成果，将教学和科研充分熔接，以科研引领教学，改革教学方法，丰富教学内容，实现无机非金属材料专业实验教学的创新型发展，对于激发学生学习热情，提升学生创新能力，适应工程教育认证对学生创新能力的要求具有重要的实践意义。 参考文献： [1]杨扬. 基于时代背景的基础工程课程综合改革探索与实践[J]，黑龙江教育（高教研究与评估），2017，1211（6）：38-39. [2]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J]，高等工程教育研究，2015，2：10-19. [3]张朴，孔力，刘文中. 国际工程教育认证背景下的测控专业实践教育培养模式探索与思考[J]，高教论坛，2016，12（12）：25-28. [4]赵春霞，顾少轩，徐庆.新能源材料与器件专业建设探索·以武汉理工大学为例 [J]，教育观察，2017，6（1）：90-91. [5]吴宝华.工程教育理念在实践教学中的应用[J]，科技与管理，2014，16（5）： 116-120. [6]邵辉，龚方红，徐萍. 工程应用型创新人才教育培养活动的思考与实践[J]，中国高等教育，2010，9：88-90. [7]王浩程，冯志友，王文涛.基于创新精神和实践能力培养的思维创新实验室建设 [J]，实验技术与管理，2013，30（7）：8-10. 通讯作者： 张士华（1976-），女，汉族，安徽舒城人，南京理工大学材料科学与工程学院，副教授，博士，研究方向：材料科学。 |
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