涵盖“材料全寿命过程”实验教学中心的建设与改革

摘要：实验教学是培养学生实践创新能力的重要途径。太原理工大学材料科学与工程学院实验教学中心通过一系列改革，构建了“材料全寿命过程”的实验教学体系，有效整合了实验室资源，突破专业和课程的界限，将实验教学和科研项目有效结合，既能锻炼学生的实践能力，又能提高学生的创新能力，从而提升学校的办学水平和教育质量。

关键词：实验教学中心；实验教学；材料工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）48-0277-03

实验教学环节是我国高等教育过程中不可或缺的组成部分，是高等学校本科教学过程中极为重要的一个环节。实验教学可以提高大学生的动手实践能力和创新能力，培养满足用人单位需求的实践创新型人才。我们通过加强实践教学环节，可以巩固和加深学生们的基础理论知识和专业知识，提高学生们的就业能力和创业能力。近年来，随着用人单位对应届本科毕业生应用能力和创新能力要求的不断提高，高校也在积极响应，不断改革实验教学体系，加强学生实践创新能力的培养。太原理工大学材料科学与工程实验教学中心，是由始建于1955年的铸造、锻压、焊接和热处理实验室发展而来。经过近60年的建设，已经发展壮大成为集基础性、先进性、开放性于一体的大学生实验、实践和实训基地。该实验教学中心于2013年获批山西省实验教学示范中心，紧密结合山西省地方区域产业的发展，以地方需求为导向，充分发挥产学研合作，不断提高大学生的实践动手和创新能力。近年来，随着太原理工大学材料科学与工程实验教学示范中心的建设，对实验教学体系进行了系统的改革，探索建立了“材料全寿命过程”实验教学新体系，实现了“实验室资源有效整合、教学科研有机结合、学校与社会协同育人的体制与机制”，突破了专业与课程的界限，使实验教学中心成为集基础性、先进性、开放性于一体的大学生实验、实践和实训基地，强化大学生实践能力、创新能力的培养，提升办学水平和教育质量。

一、实验教学体系的改革

1.构建“材料全寿命过程”的实验教学体系，努力进行实验模块化建设。构建“材料全寿命过程”的实验教学体系。将太原理工大学材料学科（材料科学与工程学院、表面工程研究所和新材料工程技术中心）的实验室有效整合、有机协调，建立实验室模块，独立开设实验课程。学校现已建成“金属材料、高分子材料、无机非金属、冶金工程、表面工程、材料测试分析、材料计算模拟和综合创新实验平台”等8个大类25个实验室，分别有液态成型、塑性成形、材料连接、材料热处理、激光加工、无损检测、聚合物合成与制备、高分子材料结构设计、高分子材料成型、胶凝材料、陶瓷制备、钢铁冶炼、有色冶炼、涂层及超硬材料制备、材料表面性能测试、腐蚀与防护、化学分析、力学性能测试、微观组织结构分析、材料加工仿真和多尺度材料模拟实验室，以及不锈钢研发、镁合金研发、光电材料与器件研发和材料失效分析等综合创新实验平台。这一做法提高了设备利用率，增加了综合类、设计类和创新类实验的开出率，调动了学生实验积极性，有利于学生综合实践能力和创新能力的培养。

2.结合材料学科建设，将大型科研设备纳入实验教学管理体系。为使学生尽早接触、了解相关高、精、尖设备的使用，学校通过建设大型实验设备平台，将一些大型科研设备纳入实验教学管理体系。为本科生开设专业基础实验和创新实验研究，这不仅提高了实验质量，也提高了设备利用率，使本科教学直接从学科建设与发展中受益。如“材料测试分析”和“材料模拟计算”等实验模块基本由学科建设与科研项目投入。

3.合理设置实验项目，不断丰富实验内容。实验教学中心以培养具有创新精神和工程实践能力的复合型人才为目标，通过考察实验室资源、优化实验教学体系，每个实验室按照“基础类、设计类、综合类和创新类”四个层次设置实验项目，难易循序渐进，水平逐渐提高。学校将实验教学和理论教学结合起来，将课堂内外结合起来，科学合理安排各类实验时间，实现课程实验与创新项目有机结合。同时，学校将实验教学工作和服务区域经济结合起来，打造具有突出特色的实验教学品牌，扩大地区辐射效应，进一步提高中心实验室建设水平和实验教学水平。这些措施在满足教学的基础上，极大地丰富了实验教学的内容，提高了大学生的实践动手和创新能力。本实验教学中心已建有系统的实践教学方案，每门实验课程都撰写有实践教学大纲，由点到面地对学生进行系统的实践教育。

4.积极建设开放实验室，全方位为学生服务。为充分利用实验资源服务学生，我们在保证本科教学实验的基础上，积极创造条件开放各个实验室，对全院的本科生、研究生开放，学生可通过预约，随时进入实验室进行各类实验，对本科生毕业论文和研究生课题研究工作起到了积极作用，为提高学生综合实践能力和创新能力创造了有利条件。

二、实验教学中心改革方案

1.调整实验内容，完善实验教学体系。学校不断更新实验教学的内容，适当减少实验课程中的验证性实验和演示性实验，通过调整实验项目，加大综合性和创新性实验的数量，实验教学与理论教学相辅相成，理论知识和实践动手并重。

2.以学科建设、专业发展、科学研究为依托，吸纳国内外，特别是“中心”教师的研究成果，更新实验内容。中心根据学科建设和专业发展的特点，将学科建设、专业发展和人才培养有效结合，实验教学中不断吸纳新科研成果，既能保证学生的实验教学与科学研究，又能服务于社会。

3.充分利用现代化的教学辅助手段，实现现代技术与传统教学方法的有效结合。实验中心将实验课程的多媒体教学课件、实验教学教案、科研项目及成果等实验教学资源全部上传至中心网页，使优质教学资源能够共享，师生们可通过中心平台进行在线交流。

4.加强实践动手能力的培养，创造各种形式的交流与合作，不断提高教师的教学水平，拓宽学生们的视野。教师的实践能力和创新能力，会对实验教学的质量产生直接影响。实验中心要求教师积极申报各种科研项目，以增加实践动手的经验，不断丰富实验教学内容。通过参加学校组织的各种学术交流，这能不断提高老师们的教学水平，拓宽学生们的视野。

5.强化学生的科研过程训练，培养本科生的科研动手能力与创新创业意识。学校充分发挥实验中心老师们在科研方面的优势，强化教学与科研相结合。学校通过组织学生参与教师的科研工作，培养学生的创新意识和能力。“中心”除了每年将组织一次开放型研究课题的申报外，在学生毕业论文撰写过程中，从论文选题、方案设计、实验实施和论文撰写都可以充分利用实验中心充足的实验设备资源进行本科生的毕业论文（设计）。学校通过加强开题报告、结题报告、毕业论文撰写等科研环节的锻炼，可有效地培养大学生的科学思维能力和创新意识。

6.改革传统的实验教学考核办法，建立多元化的实验教学考核体系。学校通过考核，可以检查和评价实验教学的效果，引起学生的重视。本实验中心建立了多元化的实验教学考核体系，既要考核基本操作技能，还要重视创新设计能力，将现场考查和实验考试相结合，培养学生在实验过程中分析问题和解决问题的能力，提高学生的实践创新能力。

三、实验教学中心改革措施

以“加强基本技能训练，注重全面素质培养，促进创新意识养成”为实验中心改革的指导思想，积极构建实验教学新体系，不断进行实验内容、教学模式和教学方法等方面的改革，着重加强以下几方面的工作。

1.针对量大面广的各类本科生，建立了“基础―综合―设计―创新”四个层次的实验教学体系，构建板块式、多层次实验教学平台；建立了由简单到复杂、由基础到综合的循序渐进教学内容体系。

2.改革实验管理体系，构建以学生为中心、以能力培养为核心的实验室运行机制，加强网络和多媒体等现代化实验教学手段的推广。学校加强实验中心网站的管理与建设，推行实验室和网上相结合的立体化教学模式；学校不断开放实验室，为学生创造良好的实验环境；根据学科及专业方向不同，学校合理调整实验项目；学校根据多元化的实验教学考核体系，对学生的实验过程、基本技能及创新能力进行全面的评价。

3.加强实验中心师资队伍的建设，以高水平教师保障高水平实验教学效果。中心注重引进高水平人才，同时加强现有教师的培训，鼓励青年教师攻读博士学位，通过继续深造拓宽知识和提高能力，以提高实验中心的整体实验教学水平。实验中心要求教师爱岗敬业，重视对学生实践动手和创新能力的培养。实验中心通过师资队伍建设，改善队伍结构，逐步提高实验教学水平。

4.将实验教学、科研项目和工程设计有机结合，保证实验中心发展的可持续性。实验中心充分发挥中心师资力量，进行实验设备的自主研发，加强科技成果的转化；鼓励学生积极参与创新实践活动，培养学生的实践动手和创新能力。实验中心的教师可将在研究或结题的科研项目作为创新性实验课题，培养学生分析问题和解决问题的能力。

5.多渠道、多方面筹措资金，进一步改善实验环境和条件。实验中心根据学科和专业方向的不同，构建了实验教学的新体系。实验中心通过学科建设、省部共建实验室、科研经费等多渠道筹措资金，积极更新和补充设备仪器，保证综合性和创新性实验的开设需求；同时，加强实验设备的使用管理，不断改善实验环境和条件。

四、结语

太原理工大学材料科学与工程实验教学中心通过不断建设与改革，构建“材料全寿命过程”实验教学体系，设置基础类、综合类、设计类和创新类层次化实验项目，为学生提供了一个培养实践创新能力的实验教学平台；突破专业与课程的界限，加强基础知识，注重能力培养，实验教学与理论教学相辅相成，将科研项目和工程实际与实践教学进行有机结合，不断提高本科生的实践动手能力和创新能力。

参考文献：

[1]丁守成，袁桂慈，杨世洲.加强示范中心建设深化实验教学体系改革[J].实验室研究与探索，2009，28（7）：92-96.

[2]邹建新，徐慧，孙常清.基于工程能力培养的实验教学体系构建[J].实验室研究与探索，2010，29（12）：108-112.

[3]刘占文.工程技术应用型人才培养模式研究[J].中国冶金教育，2009，（1）：10-12.

[4]曹广胜，王志华，胡绍彬.基于示范中心建设改革实验教学体系[J].实验科学与技术，2012，10（6）：123-124.

[5]王佳，侯其考，孙欢.部级实验教学示范中心建设的探索与实践[J].实验室科学，2013，16（5）：155-157.

[6]何晓凡，秦晓群，杨绿化，等.部级实验教学示范中心示范辐射方式的探索和研究[J].中国现代教育装备，2013，（11）：21-24.

[7]朱志松，严晓照，徐海黎.机电专业开放式创新实践教学模式的探索[J].高教论坛，2008，（6）：141-143.

[8]闫小青，张纯，黄模佳，等.建设部级实验教学示范中心培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2012，31（12）：101-104.

[9]陈江薇，林杨，杨玉荣.实验教学示范中心建设探讨[J].河北农业大学学报，2013，15（2）：95-98.

[10]王森.实验教学示范中心资源共享机制的研究与实践[J].实验技术与管理，2013，30（1）：134-13.

基金项目：山西省高等学校教学改革项目（J2013017）

作者简介：林万明（1970-），男，副教授。