王彥芳 石志強(qiáng) 何艷玲

中國(guó)石油大學(xué)(華東) 山東青島 266580

深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是推進(jìn)高等教育綜合改革的突破口，是加快實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的迫切需要。高等教育應(yīng)從培養(yǎng)計(jì)劃、課程體系到課程內(nèi)容都要加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)?！督逃筷P(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見》明確指出，高等學(xué)校要牢固樹立科學(xué)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為全面提高高等教育質(zhì)量的內(nèi)在要求和應(yīng)有之義，修訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案，將創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力作為評(píng)價(jià)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)[1-3]。材料學(xué)科作為各產(chǎn)業(yè)及社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是國(guó)家積極支持發(fā)展的高技術(shù)之一。材料專業(yè)基礎(chǔ)理論深?yuàn)W復(fù)雜，必須以大量的實(shí)驗(yàn)探索為重要手段，才可以完成材料的制備、改性。因此，材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)材料專業(yè)本科生探索材料本質(zhì)、開發(fā)新材料和解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)方面發(fā)揮著舉足輕重的作用[4-8]。

中國(guó)石油大學(xué)(華東)是一所以工為主、石油石化特色鮮明、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的教育部直屬重點(diǎn)大學(xué)，是“石油科技人才的搖籃”。根據(jù)學(xué)校特色和材料學(xué)科的實(shí)際，提出了：以石油石化行業(yè)為背景，以“材料設(shè)計(jì)—材料制備—材料加工/成型—材料結(jié)構(gòu)與性能—材料的工程應(yīng)用”為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主線，打破不同課程間的條塊分割，將課程實(shí)驗(yàn)從理論課程中獨(dú)立出來(lái)，并進(jìn)行整合和擴(kuò)充，單獨(dú)設(shè)課，構(gòu)建“三結(jié)合、三層次、四大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、四大特色實(shí)驗(yàn)?zāi)K”的“3344”創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系[9]。針對(duì)不同年級(jí)學(xué)生按照縱向?qū)哟位?、橫向模塊化，創(chuàng)建了由基本型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

1 構(gòu)建“3344”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的思路

“3344”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系以提高學(xué)生工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力為總目標(biāo)。在教學(xué)內(nèi)容上加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，將傳統(tǒng)知識(shí)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展相融合，將科學(xué)研究的最新成果、工程和社會(huì)應(yīng)用的成功案例融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)體系上，重視工程意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，建立科學(xué)、合理、規(guī)范的材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)—研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”的多層次、多模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有系統(tǒng)性、高效性和科學(xué)性。在實(shí)驗(yàn)建設(shè)上，加強(qiáng)綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)建設(shè)，著重于學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和利用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的工程意識(shí)的培養(yǎng)，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

按照石油石化行業(yè)與地方經(jīng)濟(jì)對(duì)基礎(chǔ)厚、知識(shí)新、素質(zhì)高、能力強(qiáng)的創(chuàng)新型、研究型、應(yīng)用型材料學(xué)科人才培養(yǎng)的需要，材料科學(xué)與工程系依托材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)和材料科學(xué)與工程博士后流動(dòng)站，國(guó)家采油裝備工程技術(shù)研究中心、石油石化新型裝備與技術(shù)教育部工程研究中心、中國(guó)人民解放軍總裝備部材料電子理論研究室和材料界面實(shí)驗(yàn)室和青島市焊接與表面技術(shù)工程研究中心等平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和模式進(jìn)行探索，形成面向石油石化工程，加強(qiáng)理論基礎(chǔ)，提高實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力的“寬基礎(chǔ)、強(qiáng)綜合、多交叉、重創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新理念。

2 “3344”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的具體內(nèi)容

2.1 三結(jié)合

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)上注重三結(jié)合。

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相輔相成。實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課的進(jìn)一步深化，是從理性認(rèn)識(shí)回歸到感性認(rèn)識(shí)，再由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的螺旋式變化過(guò)程。以往理論課教師只講理論，實(shí)驗(yàn)課教師只講操作，兩者較割裂。因此，打通了理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的界限，教學(xué)科研骨干教師擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程負(fù)責(zé)人，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室制度建設(shè)。理論課主講教師同時(shí)承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，使理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅在形式上，而且在實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)理論教學(xué)的附屬地位。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與石油石化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)應(yīng)用密切結(jié)合。結(jié)合學(xué)校石油人才搖籃的優(yōu)勢(shì)，充分利用校內(nèi)外企業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，拓展本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，圍繞石油石化用材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，以服務(wù)石油石化和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程意識(shí)。

(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，將教師科研成果和先進(jìn)技術(shù)融入學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研項(xiàng)目相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)方法與科學(xué)研究相結(jié)合。此類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目反映科學(xué)前沿領(lǐng)域的新成果，激發(fā)學(xué)生研究科學(xué)與熱點(diǎn)的興趣?？蒲许?xiàng)目體現(xiàn)了多科學(xué)多知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合與交叉，學(xué)生通過(guò)參與科研活動(dòng)，提高學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力?？茖W(xué)研究為實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，發(fā)揮科學(xué)研究在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用，增加學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新意識(shí)。

2.2 三層次

針對(duì)不同年級(jí)，開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型三層次實(shí)驗(yàn)。

(1)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)針對(duì)低年級(jí)學(xué)生，主要是驗(yàn)證型和操作型實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本知識(shí)、基本概念、基本方法和基本技能的系統(tǒng)訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)學(xué)生基本知識(shí)和基本能力的培養(yǎng)。學(xué)生通過(guò)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全面訓(xùn)練，深化理論學(xué)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作方法及技能，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理和分析。

(2)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是介于基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)之間的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與科研、工程、社會(huì)實(shí)踐密切聯(lián)系，具有綜合性、設(shè)計(jì)性及應(yīng)用性的特點(diǎn)。是高年級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握了一定的專業(yè)知識(shí)后，針對(duì)某個(gè)具體問(wèn)題，綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和方法。目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用學(xué)科知識(shí)，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，加深創(chuàng)新思維培養(yǎng)。

(3)研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步延續(xù)和補(bǔ)充，為學(xué)生從事創(chuàng)新性科學(xué)研究及實(shí)踐提供條件。為配合國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，積極創(chuàng)造條件服務(wù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生可按照自己的興趣、特長(zhǎng)和條件選做教師課題或申報(bào)各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，參與科學(xué)研究。研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)以科技創(chuàng)新項(xiàng)目的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和多學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為服務(wù)對(duì)象，為學(xué)生從事創(chuàng)新性科學(xué)研究及實(shí)踐提供條件。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)科前沿、工程應(yīng)用以及發(fā)明創(chuàng)造密切聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主性，側(cè)重訓(xùn)練和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合分析和解決問(wèn)題能力。

2.3 四大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K與四大特色實(shí)驗(yàn)?zāi)K

從材料科學(xué)與工程要素及其相互關(guān)系基本設(shè)計(jì)理念出發(fā)，打破原有的專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)、專業(yè)方向課實(shí)驗(yàn)和選修課實(shí)驗(yàn)的分散實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。圍繞“知識(shí)—能力—素質(zhì)—?jiǎng)?chuàng)新”的主線，建立覆蓋整個(gè)材料科學(xué)與工程“設(shè)計(jì)—制備—加工/成型—結(jié)構(gòu)、性能—工程應(yīng)用”全流程主要內(nèi)容的新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。根據(jù)材料學(xué)科內(nèi)在聯(lián)系和學(xué)校實(shí)際，創(chuàng)建材料類專業(yè)的四大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊(①金相試樣制備與金相學(xué)模塊，②材料成分與結(jié)構(gòu)分析模塊，③材料性能分析模塊，④材料熱處理綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K)和四大專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊(①材料現(xiàn)代分析方法特色實(shí)驗(yàn)?zāi)K，②能源材料合成與制備特色實(shí)驗(yàn)?zāi)K，③石油石化表面改性特色實(shí)驗(yàn)?zāi)K，④石油石化用材腐蝕與防護(hù)特色實(shí)驗(yàn)?zāi)K)。使學(xué)生全流程參與“材料制備/合成”“材料加工/成型”“材料組成/結(jié)構(gòu)/性能”“材料應(yīng)用與評(píng)估”的模塊化實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新思維能力，體現(xiàn)材料科學(xué)與工程學(xué)科群對(duì)21世紀(jì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次與模塊化間的相互關(guān)系如圖1所示。

圖1 材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)圖

3 “3344”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)近十年的建設(shè)與實(shí)踐，材料科學(xué)與工程專業(yè)的“3344”實(shí)踐教學(xué)體系在學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。

(1)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)質(zhì)量明顯提高，優(yōu)秀人才脫穎而出。通過(guò)“3344”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)施，打破了學(xué)生刻板的按照教師的指令完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)質(zhì)量明顯提高，優(yōu)秀人才脫穎而出。近三年，以本科生為主要作者，在期刊上發(fā)表科技論文20余篇，申請(qǐng)專利40余項(xiàng)。每年均有同學(xué)報(bào)送到中科院金屬所、清華大學(xué)、北京科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等高校攻讀碩士研究生。近三年，有2名學(xué)生的畢業(yè)論文獲山東省優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文，11名同學(xué)獲校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)論文。

(2)學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)得到明顯提高。通過(guò)綜合型、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生參與科技競(jìng)賽、大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目的熱情明顯高漲。近3年，共參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目50余項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)10余項(xiàng)。特別需要指出的是，我們連續(xù)4年組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生金相技能大賽，共獲得一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)7項(xiàng)，3次獲得團(tuán)體優(yōu)勝獎(jiǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)學(xué)校“服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略，服務(wù)石油石化工業(yè)，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展”的戰(zhàn)略、堅(jiān)持“基礎(chǔ)認(rèn)知—工程訓(xùn)練—綜合應(yīng)用—探索創(chuàng)新”實(shí)踐教學(xué)體系的培養(yǎng)目標(biāo)，突出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化資源配置，促進(jìn)教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了具有濃厚石油石化特色的材料專業(yè)“3344”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系在學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)方面取得了初步成效，但仍需在實(shí)施中不斷發(fā)展和完善。

[1]李國(guó)華,位會(huì)娟,張婉婷.材料專業(yè)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014,12(31):9-12.

[2]郭亞利,馮輝宗,穆仁龍,張鵬.以實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011(7):324-326.

[3]賈陽(yáng).材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理創(chuàng)新的思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015(5):268-270.

[4]金宏偉.應(yīng)用型地方高校材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016(2):178-181.

[5]葉宏,麻彥龍.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2016(17):104-106.

[6]許建文,劉斌,顧永華,沈劍云.材料成型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心教學(xué)體系的研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015(2):167-169.

[7]崔建軍,萬(wàn)桂怡.材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的思考與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012(3):138-140.

[8]王嚴(yán)東,路大勇,張鈺,張啟忠,耿樹東,宋巖.材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)與思考[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2015(2):67-69.

[9]王彥芳,石志強(qiáng),熊偉,王引真,王炳英,何艷玲.MSE素質(zhì)教育的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2009(Z):162-163.