任俊鵬 段玉玉 張培衛(wèi)

摘 要：“材料分析方法”課程是材料科學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課之一，該課程涉及廣泛，實(shí)踐性和理論性較強(qiáng)。針對(duì)地方院校新辦工科專業(yè)大型儀器缺乏，教學(xué)時(shí)間、空間受限等問題。改革教學(xué)模式，在理論教學(xué)中，將材料分析的前沿技術(shù)引進(jìn)課程;在實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，把虛擬仿真、校企聯(lián)合、科研教學(xué)有效融合等模式運(yùn)用到實(shí)踐教學(xué)中，更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

關(guān)鍵詞：地方院校;材料分析;虛擬仿真;校企聯(lián)合

0 引言

“材料分析方法”課程是針對(duì)材料科與工程專業(yè)本科大學(xué)生開設(shè)的專業(yè)課，從分析儀器的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理為基礎(chǔ)，介紹實(shí)驗(yàn)中分析方法的原理和適用范圍。針對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的具體實(shí)例分析來展開學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)材料專業(yè)學(xué)生利用儀器、分析解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)是鞏固課堂理論知識(shí)的重要途徑之一，通過對(duì)實(shí)際樣品的分析，進(jìn)一步掌握材料的主要分析方法及基本理論，培養(yǎng)學(xué)生從理論到實(shí)踐的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力。隨著教育方式的改革與社會(huì)的發(fā)展，為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地方院校緊跟社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，紛紛設(shè)立工科專業(yè)，助力地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1-3]。與傳統(tǒng)工科院?；蚓C合院校相比，新建工科專業(yè)的地方院校，往往存在著資金不足、師資短缺及大型儀器缺乏的現(xiàn)狀，不能更好地培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展有用的工程實(shí)用性人才服務(wù)。本文立足于地方院校新建工科專業(yè)的基本特征與現(xiàn)狀，以新建材料科學(xué)與工程專業(yè)為指引，以材料專業(yè)重點(diǎn)課程“材料分析方法”課程為研究對(duì)象，深入剖析新建工科專業(yè)的現(xiàn)狀，尋找解決問題的方法，真正為培養(yǎng)地方積極發(fā)展的工程實(shí)踐化人才服務(wù)。

1 “材料分析方法”課程面臨的現(xiàn)狀

材料科學(xué)與工程專業(yè)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)材料學(xué)科實(shí)踐性人才的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)。在部分新建材料科學(xué)與工程專業(yè)的地方院校中，往往在開辦實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)存在實(shí)驗(yàn)器材缺乏，時(shí)間、空間受限，實(shí)踐教學(xué)體系不完善等問題，導(dǎo)致無法使得每個(gè)學(xué)生都有實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，尤其在面對(duì)突發(fā)情況而無法開辦線下教學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程更無法開展。大型儀器的占地面積過大，導(dǎo)致部分地方院校尤其是師范類高校應(yīng)用較少，使得學(xué)生們只能以分組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣使得學(xué)生們實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得不到發(fā)展。大型儀器在各高校的實(shí)驗(yàn)中占有著舉足輕重的地位，它是學(xué)校輸出科研前沿技術(shù)成果的保證，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、發(fā)展科研的重要工具，也是衡量高校培養(yǎng)人才的重要指標(biāo)。目前，地方院校只能利用分組的方式向?qū)W生展示大型儀器的使用方法和基本理論，使得學(xué)生無法親手操作，甚至不能清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)的測(cè)試過程，難以達(dá)到相關(guān)實(shí)驗(yàn)的目的和要求。

“材料分析方法”實(shí)驗(yàn)這門課程存在時(shí)間、空間以及大型儀器設(shè)備限制，不能很好地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，不能很好地培養(yǎng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需要的專業(yè)性、實(shí)用性人才。尤其在為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展而新建立的材料科學(xué)與工程等工科專業(yè)，人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)較為薄弱，尚未具備獨(dú)特的個(gè)性化人才培養(yǎng)方案。因此在材料科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)過程中，不能很好地針對(duì)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需要，對(duì)本專業(yè)建設(shè)現(xiàn)實(shí)情況的綜合分析較為簡(jiǎn)單，沒有明確地區(qū)發(fā)展對(duì)材料專業(yè)人才的多元化需求。在學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的同時(shí)，由于大型儀器缺乏、專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目限制等問題，不能很好地培養(yǎng)一批被地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展所服務(wù)的實(shí)踐性工科人才。因此，急需改革人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。本論文以材料科學(xué)與工程主干課程“材料分析方法”實(shí)驗(yàn)為例，探索完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為更好地培養(yǎng)實(shí)踐性工程人才提供依據(jù)。

2 構(gòu)建完善的工科實(shí)踐教學(xué)體系

為了服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地方院校紛紛建立工科專業(yè)，地方院校新開辦的工科專業(yè)存在的實(shí)驗(yàn)儀器缺乏、實(shí)踐教學(xué)體系不完善、畢業(yè)生不被地方企業(yè)社會(huì)所認(rèn)可、就業(yè)差的問題，嚴(yán)重制約新辦工科專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，依托學(xué)校自身?xiàng)l件，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)，創(chuàng)新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，培養(yǎng)為地方社會(huì)企業(yè)所認(rèn)可的工程應(yīng)用型人才，實(shí)現(xiàn)新辦工科專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是地方院校建立工科專業(yè)的最終目標(biāo)。

2.1? 虛擬仿真技術(shù)有效應(yīng)用

利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，按照大型儀器分析的基本格局搭建虛擬仿真平臺(tái)，完整展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作過程，解決新建工科院校實(shí)驗(yàn)室大型儀器缺乏的困境，讓每一個(gè)學(xué)生真正接觸到大型分析儀器的操作流程及操作規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力。

虛擬仿真技術(shù)可以部分或全面代替高風(fēng)險(xiǎn)、高消耗、高污染以及高成本的實(shí)踐環(huán)節(jié)，從而有效地解決實(shí)踐教學(xué)資源短缺、時(shí)間以及空間受限等一系列問題。尤其在面臨突發(fā)性事件，無法開展線下教學(xué)時(shí)，打破時(shí)間、空間的限制，順利完善實(shí)踐教學(xué)。同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。在學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)之前，教師就可以利用仿真技術(shù)進(jìn)行在線操作，使學(xué)生們從宏觀上了解大型材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)的具體流程。同時(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生們?cè)诟叨确抡娴沫h(huán)境中安全高效地開展實(shí)驗(yàn)，不僅可以節(jié)約大量的時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，更避免了在實(shí)際操作過程當(dāng)中可能存在的危險(xiǎn)，還有效地幫助學(xué)生培養(yǎng)了創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力。

2.2? 科研項(xiàng)目有效融入實(shí)踐教學(xué)

材料科學(xué)與工程專業(yè)以材料性能研究為基礎(chǔ)，綜合培養(yǎng)具備解決材料性能問題的工程應(yīng)用化人才?！安牧戏治龇椒ā边@門課程作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際分析材料成分、性能的實(shí)用性課程，以培養(yǎng)具備分析、解決材料性能的工程應(yīng)用型人才。課程以科研訓(xùn)練項(xiàng)目為載體對(duì)個(gè)人創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是很有效?？蒲信c創(chuàng)新是專業(yè)素質(zhì)與創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力的結(jié)合。材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生主持或參與科研項(xiàng)目是對(duì)其專業(yè)素質(zhì)的檢驗(yàn)。通過科研項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生利用實(shí)踐課程所學(xué)知識(shí)去解決科研項(xiàng)目遇到的問題。同時(shí)，科研項(xiàng)目涉及材料的分析測(cè)試等手段，可以步鞏固實(shí)踐課程。學(xué)生在參與科研項(xiàng)目的過程中能夠深入地掌握材料分析測(cè)試等相關(guān)知識(shí)，成為工程培養(yǎng)所需要的應(yīng)用性人才。

2.3? 開辦校企聯(lián)合課程

校企結(jié)合適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，是培養(yǎng)創(chuàng)新性和實(shí)踐性人才的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性人才的關(guān)鍵。在面臨著新辦工科院校大型儀器短缺的窘境，僅僅依靠網(wǎng)絡(luò)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作不能真正地讓學(xué)生掌握材料分析測(cè)試的方法和儀器操作。學(xué)校結(jié)合有條件的企業(yè)，開展校企聯(lián)合課程，讓學(xué)生真正地進(jìn)入企業(yè)中，實(shí)習(xí)操作相關(guān)大型儀器，成為掌握地方企業(yè)所需要的材料分析檢測(cè)的人才。以材料類專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程“材料分析方法實(shí)驗(yàn)”為例，學(xué)校將課程開設(shè)到有條件的企業(yè)中，真正地讓學(xué)生參與企業(yè)的失效樣品的分析檢測(cè)過程，進(jìn)一步了解掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、差熱分析（TG-DSC）等分析儀器的使用要求和檢測(cè)范圍，真正實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用操作教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)所需要的人才，被地方企業(yè)認(rèn)可，為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

2.4? 建立“學(xué)校+企業(yè)”聯(lián)合考核模式

實(shí)踐課程最終的考核評(píng)價(jià)是確保實(shí)踐課程教學(xué)效果的關(guān)鍵，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力的最終環(huán)節(jié)。改善原有的課程論文、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)踐操作等來作為考核的模式，真正實(shí)現(xiàn)放歸課程考核評(píng)價(jià)給企業(yè)。企業(yè)以學(xué)生的實(shí)踐操作及是否符合該企業(yè)的專業(yè)型人才為依據(jù)，建設(shè)完善的“學(xué)校+企業(yè)”的實(shí)踐考核方式，確保優(yōu)秀實(shí)踐的學(xué)生為地方企業(yè)、社會(huì)所認(rèn)可，保證學(xué)生的就業(yè)率，也為地方院校新辦工科專業(yè)的招生提供有力的保障，實(shí)現(xiàn)新辦工科專業(yè)的長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展，教育的形式也逐漸多元化，人才培養(yǎng)模式也逐漸走向成熟。不管是開展虛擬仿真、校企結(jié)合課程、科研項(xiàng)目，還是建立校企考核模式，都是在更好地培養(yǎng)材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生，讓學(xué)生具備“材料分析方法”的理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合的能力。以上是對(duì)材料專業(yè)建設(shè)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行的綜合分析，文章明確了地區(qū)發(fā)展對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)優(yōu)秀人才的多方面需求，制定材料科學(xué)與工程專業(yè)在“材料分析方法”實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)方案，旨在培養(yǎng)專業(yè)性、實(shí)用性的優(yōu)秀材料專業(yè)人才，為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐繼明，褚效中，趙宜江.“新工科”背景下地方師范院?；I(yè)建設(shè)探索與實(shí)踐[J]. 廣東化工，2019（3）：239-240.

[2]任俊鵬，龍福國(guó)，王莉霞，等.高校材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新改革探索[J].山東化工，2020（2）：181-182.

[3]葉玉，康順吉.獨(dú)立學(xué)院材料近代分析測(cè)試方法課程教學(xué)改革初探[J].廣東化工，2017（22）：161-162.

（編輯 王永超）