導語：材料科學與工程實驗教學研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：該文以提高實驗教學質(zhì)量和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標，在建設省級實驗教學示范中心的過程中形成了教學、公共、科研三大實驗平臺，建立了“四要素、四模塊、三層次”的實驗教學體系，形成了自主式、合作式、研究式為主的實驗教學方法和手段，實行多元化的實驗考核方法以及制度化、網(wǎng)絡化的管理，建立了一支高水平的實驗隊伍，在科研成果以及人才培養(yǎng)方面取得了一定的成績，具有一定的示范作用。

關鍵詞：實驗教學中心；實驗教學改革；中心建設；示范作用

材料科學與工程作為一個工科專業(yè)，在其本科教學與研究生培養(yǎng)中實驗教學是極其重要的一部分。培養(yǎng)材料學科學生專業(yè)知識應用能力、創(chuàng)新能力、實驗技能、以及良好的就業(yè)能力，實驗教學是必不可少并且及其重要的環(huán)節(jié)[1−7]。積極探索科學的實驗教學方法與手段，推動實驗教學體系的改革，建立規(guī)范的制度與科學的管理手段都對實驗教學質(zhì)量的提高以及教師科研產(chǎn)出與人才培養(yǎng)有促進作用。材料科學與工程實驗教學中心建設前有材料合成與制備、材料成型加工、材料分析與表征、材料生物學評價四大模塊的實驗課程。僅面向材料科學與工程以及高分子材料科學與工程兩個專業(yè)的學生，各模塊實驗課也比較獨立，相互交叉聯(lián)系少。中心根據(jù)現(xiàn)有專業(yè)和課程特點進行教學改革，向相關院系開放選修實驗課程，探索合理的人才培養(yǎng)模式，全面提高學生的素質(zhì)迫在眉睫。因此實驗教學示范中心的建設與發(fā)展對高校實驗室建設、實驗教學及創(chuàng)新型工程應用人才的培養(yǎng)都有非常重要的意義[8−14]。

1實驗教學示范中心建設概況

暨南大學材料科學與工程為加強學校材料學基礎教學和突出材料學實驗特色，2005年成立了材料科學與工程實驗教學中心。2008年獲批建設校級實驗教學中心并建立了比較完善的管理制度和運行機制，開啟了規(guī)范化的運行模式。2014年獲批建設省級實驗教學示范中心，中心以提高實驗教學質(zhì)量和培養(yǎng)實踐型、創(chuàng)新型人才為目標，近年來對實驗教學內(nèi)容、教學模式、教學方法等進行了徹底的改革，形成了模塊化的實驗平臺和教學體系，科學的教學方法和手段，符合專業(yè)特點并適應學科的發(fā)展，全面提高了學生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，基本建成了融各層次學生教學與科研為一體的綜合性教學科研機構，取得了顯著的效果和成果，形成了一些具有示范作用的特色，2017年通過驗收成為省級實驗教學示范中心（以下簡稱中心）。中心由化學與材料學院進行管理，業(yè)務上接受學校的教務處、設備處、資產(chǎn)處以及財務處等部門的指導。主要負責材料科學與工程系的高分子材料科學與工程，材料科學與工程兩個專業(yè)的實驗教學工作，同時面向院內(nèi)應用化學、生物化學等專業(yè)開設實驗課程，并且為校內(nèi)相關專業(yè)，如生科院、藥學院、醫(yī)學院、理工學院等的本科生畢業(yè)設計、研究生科研項目、教師科研項目以及學生的創(chuàng)新科研活動提供場地支持。實驗室現(xiàn)在兩個校區(qū)總面積5700m2，實驗室現(xiàn)有設備1464臺套，總價值約2356萬元。其中單價在10萬以上的設備45臺套，價值約1500萬元。15臺大型儀器上校共享平臺，為全校師生以及校外相關院校提供服務。

2實驗教學的改革

2.1建成了三大實驗平臺，即教學實驗平臺、公共實驗平臺和科研實驗平臺。中心原有實驗室的設計符合國家環(huán)保和安全的要求，2014年7月獲批建設省級實驗教學中心。同年9月，實驗教學中心逐漸遷移至暨南大學番禺新校區(qū)，面積增加一倍，這對于實驗教學中心的建設提供了更有利的硬件平臺。實驗教學中心以此為契機，對原有資源進行統(tǒng)籌規(guī)劃，實現(xiàn)合理布局及資源共享。重新規(guī)劃整合后實驗教學中心主要有三個實驗平臺：教學實驗平臺、公共實驗平臺和科研實驗平臺。其中教學實驗平臺主要由材料合成、制備、加工方面的實驗室組成，主要功能是服務于本科實驗教學；公共實驗平臺主要由材料測試分析和細胞培養(yǎng)方面的實驗室組成，主要服務于本科生和研究生教學，同時為本科創(chuàng)新教育和科研服務；科研實驗平臺主要由教師的科研實驗室和工程中心組成，主要服務于研究生和教師的科研，同時為本科生的畢業(yè)論文及創(chuàng)新項目服務。中心構成如圖1所示2.2建立了“四要素、四模塊、三層次”的實驗教學內(nèi)容體系。根據(jù)材料科學與工程專業(yè)實驗教學的基本任務，實驗教學中心進行了一系列的改革。從教學內(nèi)容上，改變各門實驗課只涉及各自內(nèi)容的形式，設計各門知識相互聯(lián)系的實驗項目，形成各門課程知識融合的綜合性教學內(nèi)容，建立覆蓋整個材料四要素，即材料制備、加工、結構、性能為主要內(nèi)容的新格局。在實驗內(nèi)容上融合專業(yè)的四個模塊：材料的制備合成、材料的加工成型、材料結構性能以及材料的應用。每個模塊中實驗分為三個層次，即專業(yè)基礎實驗、綜合設計型實驗、研究創(chuàng)新型實驗（實驗模塊和層次之間關系如圖2所示），其中專業(yè)基礎驗證性實驗比較簡單，涵蓋基礎的材料知識，使學生獲得感官上的一些認知。綜合設計性實驗要求學生根據(jù)給定的題目，自行設計和獨立完成，能有效地提高學生分析問題的能力，將知識應用到實踐中，進一步加深對知識點的理解。研究創(chuàng)新型實驗要求學生應用多方面的知識，進行綜合考慮，查找文獻資料，自主設計創(chuàng)新性實驗。并且結合實驗結果進行科學的分析，從而真正提高學生應用所學知識解決問題的能力。2.3形成了自主式、合作式、研究式為主的實驗教學方法。“自主式”是改變以前教師提供實驗具體步驟的教學方法，由學生根據(jù)實驗要求自行查找資料設計實驗步驟，教師參與指導與引導?！昂献魇健敝饕菍W生合作完成實驗，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作的精神，以及團隊分析問題解決問題的能力。如高分子物理、高分子成型加工實驗課采用分組實驗的形式，教師在介紹完重要的知識點后，由學生自行選擇材料，查詢相關注意事項和擬定實驗條件，小組協(xié)作完成實驗?！把芯渴健笔怯蓪W生進行研究探索型實驗，旨在培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。如材料分析與表征實驗課的綜合實驗是由學生自己選定制品，通過文獻知識調(diào)研確定分析手段，最后根據(jù)測試結果分析制品的成分，研究式的教學方法更能激發(fā)學生的學習興趣和潛能，更能培養(yǎng)學生綜合應用知識的能力。2.4實驗教學管理制度化和網(wǎng)絡化。實驗教學中心在建設省級示范中心的過程中建立了一套比較完善的管理制度，規(guī)范教學實驗室的管理。實驗教學管理制度和實驗室管理的規(guī)章制度，加強了實驗室的規(guī)范化管理。已實施的制度有：本科教學實驗室管理辦法、教學實驗室開放管理辦法、本科生創(chuàng)新實驗室管理辦法、科研實驗室管理辦法、測試平臺管理辦法等，并且實行安全責任制度，系實驗室負責人與院簽署安全責任書，每個科研實驗室負責老師與系簽訂實驗室安全責任書，加強師生安全意識和消除實驗室安全隱患。對貴重儀器平臺的測試儀器實行全校共享，通過平臺預約使用，提高儀器的效益。為了進一步擴大中心的示范作用并提高開放程度，實驗教學中心初步開始信息化管理，基本形成了材料系實驗教學中心信息管理平臺。中心實驗室信息管理平臺跟材料科學與工程系信息管理平臺連作為一個有機整體，與學院和學校的其他實驗室管理平臺進行了聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)和信息基本實行互通有無，資源共享。通過中心網(wǎng)頁進行實驗課程的選課、貴重儀器與開放實驗室的預約，教師可通過平臺進行網(wǎng)上答疑，布置學習任務，進行成績管理等。2.5建立了科學的、多樣化的實驗考核方法。對于基礎性的實驗，指導老師將根據(jù)學生的綜合表現(xiàn)來考核評價，綜合考慮學生的出勤、實驗技能熟練程度，對知識點的理解度等，最后綜合實驗過程中的素養(yǎng)和實驗報告給予綜合打分。出勤率占10%，知識點的掌握和實驗技能占40%，實驗報告和實驗結果的討論占40%，實驗過程的素養(yǎng)（注意臺面清潔，玻璃儀器的清洗，公共試劑臺衛(wèi)生保持等）占10%。對于設計型實驗，主要考察學生文獻調(diào)研能力、實驗過程中分析問題解決問題的能力以及試驗后的總結分析能力。實驗按照百分制計算，根據(jù)具體的實驗項目，對實驗前的分析調(diào)研能力、過程中的實驗技能和解決問題能力以及實驗后分析總結能力按不同比例進行成績評定。文獻調(diào)研能力占30%，實驗技能和儀器操作占30%，實驗報告和實驗結果的分析討論占30%，實驗過程的素養(yǎng)（臺面整潔、儀器使用后整理等）占10%。對研究創(chuàng)新型實驗，包括挑戰(zhàn)杯，大學生創(chuàng)新實驗計劃等，經(jīng)驗收合格結題則給予2學分，且對在創(chuàng)新實踐活動中，成績突出的學生，在學生保研和就業(yè)時，予以優(yōu)先推薦。

3實驗隊伍的建設

材料科學與工程實驗教學中心的建設密切結合了材料專業(yè)和高分子材料與科學專業(yè)的學科建設，考慮了教學實驗室建設和科研創(chuàng)新的需要，優(yōu)化了招聘規(guī)則。實驗教學中心目前在編教職工總?cè)藬?shù)為21人，其中教授9名，副教授6名，講師1名，實驗師4名，人員總體年輕化。人員的專業(yè)配置比較齊備，涉及材料科學和材料工程的各個領域。人員總體專業(yè)水平高，其中具有博士學位的人員比率達到82%，碩士為18%。3年內(nèi)引進了2名博士，2名實驗技術人員，目前人員專業(yè)和年齡結構合理。參照學校和學院文件，在能力范圍內(nèi)對實驗隊伍作出相關支持措施。鼓勵實驗教學人員積極參與進修和學習培訓，提升自己能力，鼓勵實驗教學人員積極參與實驗室管理以及實驗技能的會議，參與與工作相關的培訓。鼓勵實驗教學人員積極申報教改項目，開發(fā)儀器新功能，積極指導創(chuàng)新實驗項目，對成績突出者，給予獎勵。中心根據(jù)實驗技術老師的日常工作形成了一套比較完善的考核制度，由于本中心實驗技術老師日常主要承擔院系公共服務、儀器管理、實驗課程輔助三大塊工作，考核制度也圍繞此三大塊工作制定。公共服務占20%（承擔教學秘書、實驗秘書、研究生秘書、本科生班主任、黨支部職務等等工作），此項根據(jù)領導滿意度以及學生評價評定分數(shù)。儀器管理占40%（其中十萬以下儀器管理包括日常維護、購置入賬、報廢等占30%；共享平臺儀器占70%，根據(jù)機時數(shù)、損壞率進行評定），由考核小組根據(jù)老師填報內(nèi)容（經(jīng)秘書審核認可）評定分數(shù)。教學輔助占40%，根據(jù)承擔課程數(shù)量和人時數(shù)，區(qū)分專業(yè)實驗課以及公共實驗課乘以系數(shù)后考核小組進行分數(shù)評定。

4建設成效

4.1實驗教學方面取得的成效1）新的“四要素、四模塊、三層次”教學內(nèi)容體系使得實驗項目更具設計性和創(chuàng)新性，教學效果好按照高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的要求和本學科的發(fā)展趨勢，實驗教學中心重新修訂了培養(yǎng)方案和實驗大綱，所有實驗按照大綱進行改革，增加了綜合性和設計性實驗項目的比例?！八囊?、四模塊、三層次”的實驗教學內(nèi)容體系的建立，改變了各門實驗課只涉及各自內(nèi)容的形式，設計各門知識相互聯(lián)系的實驗項目，形成各門課程知識融合的綜合性教學內(nèi)容。目前共設有10門專業(yè)實驗課程，84個實驗項目，設計性實驗30項，綜合性實驗24項，設計和綜合性實驗比例由原來的47%提高至64%。增加設計性和綜合性實驗項目的比例后，更加提高了學生的實驗積極性，增強了實驗動手能力，并激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神。2）自主式、合作式、研究式為主的實驗教學方法使得學生實踐創(chuàng)新能力增強，成果豐富實驗教學中心注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，積極開展學科競賽、開設開放性實驗。全系約80%的同學參加了各項創(chuàng)新項目，動手能力、思考能力、創(chuàng)新能力都獲得明顯的提升，已經(jīng)參加工作的同學在企業(yè)表現(xiàn)優(yōu)秀，獲得企業(yè)的好評。2014—2017年以來，以實驗教學中心為依托本科生承擔國家級、省級和校級大創(chuàng)實驗項目78項，承擔挑戰(zhàn)杯35項；發(fā)表SCI文章39篇，授權專利9項，并且每年呈遞增趨勢。3）實驗教學制度化、網(wǎng)絡化促進了實驗室的規(guī)范化管理示范中心在實現(xiàn)教學管理的制度化和網(wǎng)絡化后，師生在使用實驗室時更加規(guī)范，安全意識增強，實驗教學質(zhì)量大幅度提高。實驗室和儀器等共享程度提高，全開放式實驗教學能有條不紊的實行。4）科學的實驗考核方法促進了學生的實驗能力針對不同類型的實驗項目采用不同的考核方案，這種多元化的考核方法更有助于提高學生的實驗能力，培養(yǎng)學生較高的素養(yǎng)。學生改變了以往被動的按照老師所說步驟實驗的模式，課程上更積極與老師同學交流實驗現(xiàn)象，實驗設計等知識，增強了學生的主動性。課后學生也會積極翻閱文獻資料去解釋實驗現(xiàn)象以及支撐自己的實驗設計，進一步增強學生的興趣以及應用課本知識的能力。4.2隊伍建設方面取得的成效中心教師積極開展科研和教學改革研究，成果豐富。實驗教學中心為材料系師生的科研項目提供了較好的支持，近幾年來，中心承擔和完成的國家、省、市及橫向課題76項，科研經(jīng)費總計2576萬元，發(fā)表學術論文235篇，其中SCI/EI收錄150篇，出版專著2部，獲得中國發(fā)明專利19項，獲得廣東省科學技術一等獎、二等獎和三等獎各1項，實現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化3項。中心教師完成和獲批了14項教學改革項目，發(fā)表了教學論文12篇。4.3示范輻射方面取得的成效實驗中心進一步通過與企業(yè)合作開發(fā)產(chǎn)品、技術和申報項目，促進與企業(yè)的合作，促進學生的實習和就業(yè)，積極推動中心示范輻射作用。目前已有9個實習基地，其中已獲得廣東省產(chǎn)學研結合示范基地2個、省部產(chǎn)學研結合示范基地2個、校企共建聯(lián)合培養(yǎng)示范基地1個。中心實驗室面向全校，主要包括化學系、食品系、環(huán)境學院、生科院和理工學院等學院的學生，每年為本科生研究生的畢業(yè)論文設計、學生的挑戰(zhàn)杯、大學生創(chuàng)新項目等競賽提供實驗場地以及基本耗材儀器的支持。與華南理工大學共同承辦華南地區(qū)材料創(chuàng)新大賽，吸引了來自廣州各高校的同學參賽，在提高學生創(chuàng)新能力的同時也提高了本中心的知名度。

5結束語

為滿足社會對人才的需求，實驗中心將進一步完善現(xiàn)有的實驗教學實驗室的建設，為全系的實驗教學和師生的科研創(chuàng)新提供良好的實驗基地。建成滿足不同層次學生教學與科研的高水平要求的實驗室和教師隊伍，為材料科學與工程學科的實驗教學起到積極的示范作用。隨著實力的提升，實驗中心在面向廣東、服務全國，培養(yǎng)優(yōu)秀的材料科技人才方面，將逐步發(fā)揮更好的示范作用。

作者:文偉 饒華新 羅丙紅 許佳怡 單位:暨南大學材料科學與工程系