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關鍵詞： 高分子材料與工程專業 有機化學 教學現狀 教學改革
有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分，它的主要研究對象是有機分子，從有機物結構入手，研究有機化合物的化學性質，在分子水平上探知未知世界的基礎學科。在我校，有機化學是面向化工學院、藥學院二年級，以及海洋學院一年級學生開設的專業基礎課程，是“大類培養”的主干課程。通過有機化學課程的學習，可使化學類學生掌握有機化學領域的基本理論、基本知識和實驗操作技能，把握有機化學發展領域的新概念、新動向和新技術，同時為后續專業課的學習打下堅實的基礎。
1.教學現狀
在工科院校，有機化學的教學課時“縮水”，如我校有機化學雖然是“大類培養”的重要專業基礎課，但是其課時數被壓縮到64個學時，教師必須在一個學期之內完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業的基礎課，是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續專業課的基礎，學生必須在有限的課時數里掌握《有機化學》這門課程，難度大，任務重。
另外，由于江蘇省高考制度，較大部分的學生高中階段選修的“物生”，進入大學后化學知識特別是有機化學基礎知識非常薄弱，一個教學班級里，學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學，對于選“物生”的學生來說，沒有化學基礎，一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時，多數學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業認知不夠，不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業學習的重要性，更是對有機化學失去興趣。
再者，有機化學課程自身的特點，由于有機物數量多，結構多變，機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數又被壓縮，教師為了教授完大綱的教學內容，不得不采取“滿堂灌”教學方法，使得學生缺乏主動獲得知識的能力，被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結束，發現學生知識掌握不好，除了少部分拔尖的學生，大部分學生對這門重要的專業基礎課一知半解，學到的有機知識很少。
2.教學改革
結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業特點，對教學內容進行優化、取舍；改進教學手段，選聘高年級本科生、研究生做助理班主任，讓他們參與本科生教學，形成多元化的本科生教學隊伍；改革考核方式，實現高分子材料與工程專業有針對性的考核方式，教考分離。
（1）改革教學內容
有機化學的教學關鍵是引導學生“有機”這一學科，不同于其他幾門基礎化學課，有機化學基本不涉及計算，不涉及公式，說的是圖片的拼接，化學鍵的斷裂與重組，以構建新的有機分子。那么，在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關鍵。當我們談到如何面對課時數被壓縮這個問題，如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關鍵問題，就能依據高分子材料與工程專業的培養方案，深入分析研究教學大綱和教學目標，對教學內容進行取舍。
在改革教學內容時，還要考慮以下兩個方面問題：一是研讀多種版本的教材，最新版本的中、英文有機化學教材和專著等，從不同研讀、分析深度的教材方面，準確把握“基礎有機化學”教學重點、難點，結合高分子材料與工程專業的特點來取舍教學內容。二是關注高分子領域的研究前沿，發展動態，結合傳統的知識，推陳出新，把最新的知識信息教授于學生，引導學生了解最新的前沿，激發他們的興趣，使之感覺到目前所學知識的有用性。
（2）改革教學手段
我校近年實施了一項“班主任助理”制度，選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理，取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學，形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。
高年級本科生已經學習了有機化學專業基礎課，經歷過有機化學的學習和考核，有自己的學習方法和技巧；他們已經進入高分子材料與工程專業課程學習，對哪些知識對專業課學習重要有切身體會；他們與低年級學生同屬于一個年齡階段，有更多的共同話題，溝通交流更容易，幫助學生及早發現自己的優缺點，揚長避短。
高分子材料與工程研究方向的研究生，通常具有扎實的專業基礎知識，已經接觸了專業的前沿研究方向，可以對高分子材料與工程專業低年級學生的學業、思想及心理等方面給予關心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領下主動做一些創新創業項目，這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足，增強本科生對基礎知識學習的熱情，使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。
（3）改革考核方式
良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情，提高他們學習的積極性。目前，我院不同專業實行統一考試，如環境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業統一出卷，流水閱卷、統一登分，做到公正、準確。但是，這種“統一”的方法抹殺不同專業對有機化學需求的不同，使得教師和學生忽視基礎課對后續專業課的影響，結果是為了考試而學習，不能真正掌握自己專業需求的有機化學知識。
為了提高學生的整體素質和學習積極性，我們應實現不同專業單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現出適合高分子材料與工程專業的題目，結合他們的后續專業課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎知識，哪些知識是關聯高分子材料與工程的專業知識。同時，建立針對性的有機化學試題庫，使學生接觸更多不同的題型，拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業的有機化學試題庫，有機化學課程理論考試按照一定的難度系數、教學要求、考試范圍等，統一從試題庫里抽調，實現教考分離。
3.結語
為全面提升高分子材料與工程專業的有機化學教學質量，我們要結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業的專業特點，從學生的實際出發，認真分析總結，精選教學內容，創新教學手段，改革考核方式，不斷激發學生的學習興趣，以提高高分子材料與工程專業的人才培養質量。
參考文獻：
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關鍵詞：材料類專業；物理化學；教學改革；建議
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0128-02
物理化學課程是高校化學專業最重要的一門基礎課程，該課程內容豐富、前后連貫、邏輯推理清晰、理論性強，不僅可對化學、化工、環境專業學生開設，也可為生物、材料、食品、水建等專業學生設置。隨著社會的發展和科學技術的進步，高等學校不斷深化教學改革，全面提高教學質量，對物理化學學科的課程講授和發展也提出了更高的要求。結合我校的實際情況，以及我們近幾年在建設校級精品課程的探索與實踐，重新審視材料科學與工程專業物理化學課程的教學內容、教學方法和教學環節，發現目前我校材料專業物理化學課程教學中還存在以下的問題：
1.現行的教學計劃中，無機化學相關課程以及后續一些專業課，與物理化學授課內容中有一些重復之處。
2.教材中抽象理論太多，造成了學生對這門基礎課程產生了比較枯燥無味的感覺；加之內容多，課時量有限，老師在課堂講授中不能針對某一化學原理或原理推導過程進行深入的剖析和講解。
3.與之配套的物理化學實驗課，經常采用多個班級集中循環進行試驗的模式，有時理論部分未講授到，但實驗課程因為循環時間到，又必須開始，即實驗內容超前于理論教學的進度，或者理論課早已講授完畢，而實驗課程卻推后進行，學生不能及時將理論和實驗相聯系，無法達到預期的教學效果。目前我校物理化學的實驗內容，基本以驗證基礎理論為主，缺少綜合性、設計性及性能測試試驗，因此物理化學實驗體系缺少培養學生創新思維的意識以及提高學生動手能力的舞臺。
因此，需要積極推進課程體系改革，充實和更新教學內容、改進教學方法、豐富實驗教學，從而全面提高物理化學課程的教學質量和效果。
一、優化整合相關學科內容，打破學科壁壘，構建新的教學體系
對于我校材料科學與工程專業，按照2013版教學大綱的要求和已制定的教學計劃，其中包含的課程，如無機化學、無機非金屬材料、催化作用原理、膠體與界面化學等專業課，它們都與物理化學課程密切相關，有些課程如催化作用原理和膠體與界面化學，直接是從物理化學的大體系中劃分出去的。由于我院材料專業招生時間不長，而這些課程總是不同的教師授課，教師之間就授課內容未來得及進行充分的交流，經過幾年的授課，發現同一知識點的簡單重復難以避免。因此，建議課程組就這一現象，加強教師間的交流與合作，將這些課程的內容進行有效的整合，突破原來以學科和專業來劃分的粗放型的課程體系，建立起適合于自己專業的有效課程體系，是目前我院物理化學教學改革的一項重要任務。
我校材料學科專業物理化學課程采用的是南京大學沈文霞主編的《物理化學核心教程》第二版教材，主要的授課內容包括熱力學（熱力學第一定律、熱力學第二定律、化學平衡和相平衡）和動力學部分（包括化學反應速率、電化學、表面現象和膠體化學），共56課學時，大學二年級上半年授課；而無機化學，同分析化學一起共48學時，無機部分主要講授熱化學（熱力學第一定律）、稀溶液的性質、膠體溶液、化學平衡及化學反應速率；根據教學大綱的安排，膠體和界面化學、催化作用原理這兩門課程各安排24個學時，在大學三年級下學期開展。通過幾年授課，經老師觀察和學生反映不難發現，以上所述這些課程，在知識內容上相互之間都存在著一定的重復性和交叉性。
針對課程內容重復的問題，為了避免盲目浪費學時數，有效改善不同課程之間的重復授課，充分利用大學課堂掌握更多的知識，使我們在課堂上的幾十分鐘內有效地完成教學任務，這里提議對材料系開設的幾門相關課程教學內容進行整合，使每門課都有其側重點，建議組建一個全新的教學體系，同時要照顧到這些學科知識的完整性和獨立性。例如，講授無機化學課程時，建議把化學熱力學和化學平衡作為重點內容詳細講授，而其他內容，如電化學、相平衡和化學反應速率這些內容作為物理化學課程的授課側重點。物理化學理論課程中的膠體、表面現象則可放在膠體和界面化學以及催化作用原理這兩門課程中主要講授，物理化學課程就不講授這部分內容。這樣既節省了時間，又突出了重點，不僅使教學內容獨立而完整，還可以適當減輕因課時量小帶來的物理化學的教學壓力，彌補了物理化學課程內容多、課時少的矛盾，老師在授課的過程中再也不擔心時間不夠用而只能淺顯的表述；對于學生來說，仍然是掌握了整個物理化學的原理，而且更加堅實。
二、掌握專業知識框架，改革教學方法
通過對物理化學課堂的觀察，發現學生們剛開始對這門課還保持有神秘感，大多數同學對這門課還是很有興趣的，加之從師哥師姐們那里聽說這門課容易掛科，因此學生們剛開始上課的時候都很認真。但是隨著課程的深入，部分同學開始松懈，開始排斥這門課程，以至于后來干脆放棄學習。經過細心調查分析發現，學生們在失去學習興趣后，慢慢迷失在這門課程中。盡管老師在課堂上一再強調要理清楚各章節之間內容的聯系，重點記憶關鍵結論，但大部分同學仍然做不到，不能掌握物理化學課程的知識框架，也沒有選擇性的記憶關鍵問題，總是被動地接受課堂上講授的內容，甚至被很多的數學推導過程迷惑。而實際上這門課程內容銜接緊密，邏輯性很強。把各章節之間的知識框架理清楚之后，就坦然的接受和明白了各章的結論，也有利于知識點的重點記憶。在教學過程中，注重課程之間的聯系，通過知識點的連接和相關內容銜接相關的課程，及時引導學生把所學的內容納入到學科的框架中，幫助學生建立較完整的知識框架，不要迷失在盲目的理論推導中。
物理化學這門課理論性很強，內容較多而抽象，公式又多，學生接受很困難，這就對老師的課堂教學提出了更高的要求。為了能夠進行有效的課堂教學，激發學生的學習興趣，常把日常生活現象中涉及的物理化學原理介紹給學生。比如，舉例高溫下食物容易變質的問題，聯系化學動力學的理論加以說明；講解溫度對反應平衡和反應速率的雙重影響時，例舉合成氨工業中如何選擇最佳溫度；涉及講授表面化學的理論時，可以例舉農民鋤地能防止水分蒸發的現象，或者小氣泡、液滴、呈球形的現象，加以解釋后，學生就會對表面性質有清晰的認識；講授滲透壓的時候，聯系滲透壓的作用，提問為什么肥料用多了農作物會“燒死”？打吊瓶時為什么會感覺到疼痛？讓學生帶著問題聽課，面對生活中各種現象去思考，多問幾個為什么，自己到物理化學中去尋找答案，激發學生學習這門課程的興趣，也就達到了提高教學質量的目的。
除此之外，在課堂上還可以采用小班討論或者Seminar討論式教學模式，以教師和學生為共同的教學主體，就某些共同關注的問題，在和諧的氣氛中進行討論，加強教師和學生之間的交流和溝通。課下，利用我校教務處網站的網絡教學平臺，與學生進行課下的交流和習題討論、小測驗等，與傳統的課堂教學模式相比，它具有互動性、合作性、學術性的優勢。
三、強化配套實驗教學
實驗教學在物理化學課程的教學中占有十分重要的地位，它與物理化學課程緊密配合，鞏固和加深對物理化學原理的理解，提高學生對知識靈活應用的創新能力，還培養了觀察和分析問題的能力。
為了避免實驗課程超前理論課程，建議在學習完物理化學相關理論后，及時在學期后半學期開設實驗課程。課程組已經設置獨立的實驗課并計算學分，如：配合表面現象，開展了液體表面張力的測定實驗、粉體粒度分析實驗；為了鞏固反應速率反應章節的學習，開設蔗糖反應速率常數、乙酸乙酯反應速率常數的測定實驗等。同時，也應鼓勵學生根據所學理論，合理設計實驗項目，開展綜合性創新實驗，增加設計研究型實驗，根據設計實驗的題目、要求等內容，讓學生查閱相關資料，并利用學過的理論知識，選用相關的儀器、藥品，分析實驗中的難點和關鍵步驟等，自行完成實驗內容、并上講臺講授實驗，以培養學生發現和解決問題的能力。
經過幾年的探索和實踐，我院化學化工學院材料專業物理化學課程的教學改革將有助于提高學校物理化學課程的教學質量和效果，促進了物理化學這門校級精品課程的建設和發展。
參考文獻：
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關鍵詞:高分子材料;高分子化學;實驗教學
高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。
一、高分子化學實驗教學現狀剖析
1.實驗教學體系和內容欠爭理
多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。
2.實驗教學方法單一
學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。
3.實驗嫩學手段落后
在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。
二、新教學模塊的實踐性探索與成效
針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。
1.基礎技能實驗教學模塊
基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。
基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%～50%為宜,課時數約30學時,開設8～10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。
2.綜合設計實驗教學模塊
綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。
教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%～1.0%、反應溫度設定在75℃～85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
3.研究創新實驗教學模塊
設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。
本實驗模塊是實驗教學的最高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。
三、結論
基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著,特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系,高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立,以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。
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關鍵詞：卓越工程師；材料力學；改革方案
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0102-02
據報道，截至2013年底我國開設工科專業的本科高校1047所，占本科高校總數的91.5%；高等工程教育的本科在校生達到452.3萬人，占高校本科在校生規模的32%。當前我國高等工程教育的目標是培養社會需要的高級工程技術人才，但是現階段的教育模式并不能滿足社會發展所急需要的專業技術人才，隨著城鎮化建設進程的加速，在今后很長時期內，工程建設領域對創新型高素質工程技術人才的需求將日益迫切。[1]教育部2010年6月正式啟動的“卓越工程師教育培養計劃”旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。然而在實踐過程中，高校除了面臨著更新教學理念、提高教師能力、增加教育投入、加強學風考風建設等諸多問題之外，課程建設同樣面臨著配套改革的艱巨任務。
由于材料力學課程作為土木工程、輸電工程、給排水、工程管理、熱能動力、建筑環境、機械等相關專業的重要專業基礎課，因此其課程體系、教學內容與教學方法能否適應卓越工程師教育培養計劃要求對于后續專業課的開展具有深遠影響。本文以東北電力大學“卓越工程師教育培養計劃”試點專業開設的材料力學課程為背景，就教學改革的內容和具體措施開展研討，旨在探索材料力學課程在卓越工程師教育培養過程中的改革途徑，提高教學質量。
一、課程特點及改革的必要性
材料力學課程是一門與工程實際緊密聯系的內容體系成熟的經典課程，具有較強的理論性、邏輯性和系統性。課程以桿件的變形破壞分析為主，要求學生掌握桿件的內力、應力和變形的分析研究方法，能對桿件進行合理的強度、剛度和穩定性設計。同時材料力學也是一門與工程實際緊密聯系的課程，有助于培養學生科學的思維方式和分析解決工程實際問題的能力。要求學生具備良好的高等數學基礎、大學物理基礎和理論力學基礎，還要求學生具有良好的科學素質和動手能力。在系統地理解基本概念和基本理論的基礎上，需要足夠的復習時間并完成一定量的作業題，同時結合課程內容設計相應的實踐環節。
傳統的課程模式注重的是講授知識，教學偏向學術化、對授課效果和學生掌握程度的考量主要以卷面成績為主要手段，而對學生工程實踐環節學習效果的評價多以考查方式進行。同時教師多是畢業后直接進入高校工作，工程背景不足且缺少深入施工現場的機會和時間，使得教師的課堂教學難以結合工程實例進行。因此造成多數教師和學生對實踐環節缺乏足夠的重視，經常流于形式。
“卓越工程師教育培養計劃”的重要內容之一是強化學生的工程能力與創新能力，因此，傳統的課程模式嚴重影響了卓越工程師教育培養計劃的實施效果。為了適應卓越工程師教育培養計劃的實施需要，材料力學課程必須從理念、內容、方法等各方面進行相應的改革，必須借助計算機等新技術手段及成果，強化學生的實踐能力、設計能力和創新能力培養，探索新的教學改革途徑。
二、課程改革途徑探索
1.確立“以學生為本”的現代教育理念
鑒于材料力學課程理論性較強，采用傳統以教師為中心的教學方法容易產生“枯燥、難懂、不生動”的不良效果。學生長期處于被動接受的狀態就會直接或間接扼制創新能力的發展。要在教學過程中充分發揮學生的主動性，必須樹立“以學生為本”、“以學生為中心”的理念。教學應以培養學生、發展學生為目的。教師以最專業化、最佳的服務促進學生最大限度的發展，才能體現教師勞動的最大社會價值。應以充分發揮教師的主導作用，突出學生主體地位，體現因材施教、個性培養和鼓勵創新的教學思想來指導教學改革。
2.設定合理的課程結構
按照卓越工程師教育培養計劃的目標要求，我校“卓越班”的材料力學課程最多安排84學時，其中理論學時72學時，實驗12學時；制訂了針對不同專業卓越工程師教育培養計劃的教學大綱；開設討論課和綜合課，培養學生全局思路和解決方法，引入教學樓、電廠廠房設計等工程實例，引導學生的工程思維。實驗教學中增設了綜合性、設計性、創新性內容，對培養學生的動手能力、科學研究能力、觀察能力、創新能力起到重要作用。安排如桁架設計等小型綜合性作業，運用載荷計算、應力分析、截面尺寸設計、變形及穩定性分析等材料力學知識提高學生的綜合能力。
3.整合及精簡教學內容
根據工程需求整合教學內容及結構。將課程中一些繁瑣的理論推導進行部分刪減，如慣性積的轉軸公式、畸變能公式。內容順序進行適當調整，如將軸向拉壓變形、扭轉變形及彎曲變形的超靜定問題歸納到一起講解，優化課程結構。在縮減課時的同時突出了重點。
根據具體授課對象選擇教材及授課內容。結合本校實際，調查各開課專業對材料力學內容的職業需求，以及后繼課程的需要，進一步精選傳統內容，拓寬基礎內容，為引入當代前沿技術開設窗口與接口，并進一步強化基本知識、基本理論與基本方法對于卓越工程師人才培養的重要性。
根據最新科技發展對材料力學課程的要求及卓越工程師教育培養計劃需要，及時充實新的教學內容。組合出單元式的課程內容模塊，形成按需選用的開放式課程體系。
4.強化工程能力的培養
（1）強化工程應用能力的實踐訓練。以基礎性、綜合性、設計性實驗為主體，將實驗內容進行模塊化整合。開展“創新性”實驗教學活動，提高學生的綜合能力和素質。綜合性實驗培養學生具有良好的團隊精神；設計性的實驗鍛煉學生自主設計方案解決工程實際問題的能力；創新性實驗則由學生提出課題，在教師指導下進行，旨在提高學生的動手能力、分析問題及解決問題的能力。
（2）強化工程創新能力的實戰訓練。圍繞“能力”與“創新”，要求學生積極參加大學生創新活動計劃項目及國家或省市技能競賽，接受創新意識和工程能力的訓練。讓學生學會找出問題、分析問題和解決問題的方法。[2]與材料力學課程直接相關的競賽（如結構設計競賽、機械設計競賽、大學生力學競賽等各種大學生科技競賽）可以作為實施卓越工程師教育培養計劃的重要實踐平臺。以2013年吉林省高校聯合舉辦的結構設計競賽中，學生根據所學的力學知識查閱桁架結構的設計資料，從結構構件的受力特點出發對構件的結構形式、截面選擇及節點的受力分析做了大量的工作，設計出了多種高蹺方案，并取得了良好的競賽成績，讓所學知識能夠學以致用，通過實戰培養了學生的工程創新能力。
（3）強化綜合應用能力的先導性訓練。材料力學課程是多專業共享的一門重要專業基礎課。在許多相關專業中，結合工程實際問題的畢業設計選題都會涉及到材料力學知識的綜合運用，如對火力發電廠主廠房建筑物的結構選型、對結構中的梁、柱的結構計算均要用到材料力學知識。因此，在課程教學期間提前組織先導性訓練，結合畢業設計題目需求進行適當內容的鋪墊能夠激發學生的學習興趣，同時還能促進學生理論與實際的結合，使學生學以致用。
5.改革考試、考核方法
科學的考試制度有助于良好教風、學風的形成，有利于教學質量的穩步提升。“卓越班”的考核既要考查學生掌握知識的情況，更重要的要考查學生運用知識解決實際問題的能力和認知創造能力。以考核來引導學生不拘泥于書本，不迷信權威、獨立思考、大膽探索的精神。
實踐中，采取分解考核項目，加大平時考核力度，筆試和面試相結合的形式，增加學生課堂上的參與意識，注重學生綜合能力的培養。加大平時成績在總成績中所占的比例，將實驗成績記入到學生的考試總成績中。安排有興趣的同學參與教學課件制作及課堂教學評價來提高學生的學習積極性。對于參加與相關的競賽取得好成績的學生，按照一定的比例計入學生的平時成績或替代實踐成績，取得了滿意的考核效果。
6.積極運用現代化教學手段，探索新的教育模式
由麻省理工學院和哈佛大學發起的慕課（MOOCs）是新近涌現出來的一種在線課程開發模式，具有時間空間靈活、使用客觀、自動化的線上學習評價系統，運用大型開放式網絡處理學生的互動和回應，學生自我管理學習進度、自動批改、相互批改、小組合作等，保證教學互動、全天候開放等優勢，為學生提供了更大的選擇權。但“慕課”的出現對授課教師也帶來了更為嚴峻的挑戰，教師需要更快地提高自己的教育技能。總體來看，“慕課”的出現為卓越工程師教育培養計劃的實施提供了更廣闊的空間，“慕課”良好的教育資源與培養工程技術人才所需要的實踐環節有機結合，必將為材料力學課程改革注入新的生機與活力。
三、結束語
卓越工程師教育培養計劃的主要目標是培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。本文提出的基于卓越工程師教育培養計劃的材料力學課程改革方案，經近兩年的實踐，在更新教育觀念、改進教學方法、探索新的考試、考核方式以及采用新的教學手段方面進行了廣泛探索，對課程進行了大膽改革和實踐。東北電力大學材料力學課程2005年榮獲吉林省優秀課程稱號，2007年被評為吉林省省級精品課程。但新的課程體系還需要經過更多的實踐和驗證，今后還將繼續更新和完善，以培養更多高素質的卓越工程師后備人才。
參考文獻：
專業：高分子材料科學與工程 姓名：魏釗華 學號：200336001086 實習編號：G4 070
金工實習是一門實踐性的學科基礎課，是高等院校工科專業學生進行工程訓練、培養工程意識、學習工藝知識、提高綜合素質的重要必修課。
作為一名材料學院高分子專業的學生，金工和本專業有著直接的聯系，但是通過金工實習能夠使我們接觸到生產實際，獲得機械制造一般過程的感性認識，了解到一些先進的生產技術設備；進行有關實踐技能訓練，培養一定動手能力和嚴謹的工作作風；同時，在勞動觀點、質量和經濟觀念、理論聯系實際和科學作風等工程技術人員應具有的基本素質方面受到培養和鍛煉。記得一個老師就說過，我們來這里有兩個目的，一是了解而非真正學習手藝，即獲得機械制造一般過程的感性認識，二是體驗生活鍛煉動手能力，即接觸真正的生產實際。我認為這是非常正確的！機械制造生產過程實質上是一個資源向產品或零件的轉變過程，是一個將大量設備、材料、人力和加工過程等有序結合的一個大的生產系統。兩個星期的時間不可能使我們完全的掌握這門技術。但是重要的是我們在金工實習過程中鍛煉得到能力和經驗！對于一名大學生，特別是一名華南理工大學理工科的大學生，實踐和理論相結合顯得尤其重要，而實習就直接提供了這個橋梁，它讓我們把從書本上學到的東西加以運用，同時也讓我們學習到了從書本上學不到的東西。
身為大學生的我們經歷了十幾年的理論學習，不止一次的被告知理論知識與實踐是有差距的，但我們一直沒有把這句話當真，也沒有機會來驗證這句話的實際差距到底有多少。金工實習給了我們一次實際掌握知識的機會，離開了課堂嚴謹的環境，我們感受到了車間中的氣氛。同學們眼中好學的目光，與指導教師認真、耐心的操作，構成了車間中常見的風景。就在課堂中的我們感受到了動手能力重要性，只憑著腦子的思考、捉摸是不能完成實際的工作的，只有在擁有科學知識體系的同時，熟練掌握實際能力，包括機械的操作和經驗的不斷積累，才能把知識靈活、有效的運用到實際工作中。我國現行的教育體制，使得通過高考而進入大學的大學生的動手實踐能力比較薄弱。因此，處于學校和社會過渡階段的大學就承擔了培養學生實踐能力的任務。金工實習就是培養學生實踐能力的有效途徑。
金工實習過程中，安全第一！這句話誰都知道，但不一定放在心上，所以金工實習的第一天，我們便被安排去看一個實習安全方面的錄像，錄像里詳盡的播放了許多工種的實習要求，像電焊氣焊，熱處理等。看著許多因不按要求操作機器而發生的事故，再加上老師告訴我們的以前發生的類似事件，我真的有點害怕，許多人也和我有同樣的感受。老師看出了這一點，就告訴我們，只要按照正確的方法，掌握要領，是不會發生事故的，于是我明白了，規范的操作，是安全的重要保證！
因此兩周的金工實習我都一直把安全放在首位，嚴格按規操作，絕對不在車間打鬧嬉戲，認真謹慎不敢有半點馬虎。
在第二天的鉗工實習中，我們知道了鉗工的主要內容為刮研、鉆孔，攻套絲、鋸割、銼削、裝配、劃線；當我們用鋸條將鐵棒上的11mm長的鐵塊鋸下來時，我們是多么的欣慰啊。然而這還是第一步，我們接下來還要對其表面進行處理并找出其中心，然后還是用手一步一步將它由圓柱狀磨成六面體狀。一切都是多么的艱辛！但甚感高興的是：我們還得到了勞動成果——自己親手做的六角螺冒。看著這最后的小咚咚，大家都笑了，都把它收藏起來了作為以后的美好的回憶！
于是，我學到了：做工業設計時，一定要耐心，不厭其煩的對進行精加工！
在借下來的車工實習中，我們了解了車刀的種類，常用的刀具材料，刀具材料的基本性能；知道了車刀的組成和主要幾何角度。在操作中，同學之間配合得委完美.從一開始的笨手笨腳，到后來熟悉后的速度加快，大家越車越來勁，越來興趣。很快，一個相當光滑而有高精度的圓柱轉軸工件就這樣誕生了！
其實在這么多的工種當中，我最感興趣的是數控技術——微機數控車削加工、微機數控線切割加工、微機數控銑削加工.以前的我根本不知道那么多的精致零件、圖案等是如何生產出來的，看了數控技術所生產出來的產品，真是打開眼界！原來人類利用機器生產的水平是如此之高，太令人興奮！這也讓我打心眼里想，這么先進的設備，這么優越的學習條件，我一定要更充分地利用好這一切，為自己儲備下一定的能量！
......
還有很多其他的工種，雖然印象不是很深刻，但也在無形中培養了我對金公實習的了解和熱愛！
經過兩個星期的金工實習,我初步掌握了金屬加工的基本知識、基本操作方法。在這兩星期的學習中，主要學習了以下幾方面的知識：金屬加工基本工種包括銑工、車工、電火花加工等的操作。我想任何人對新東西都有一種天生的好奇。同樣，面對那么復雜的機器，看著那些粗糙的原料在那里變成精美的工具。誰又不心動？希望自己能夠掌握它，至少能夠了解它。
人生本身就是一個不斷學習的過程，更何況我們這些還沒有步入社會、獨立生活的大學生呢？抱著一種極強的學習欲望開始了我的金工實習。
作為一名大學生，第一次接觸到機床，工件之類的新東西，第一感覺就是非常好奇，之前在書本上學的東西終于在現實中見到了。不要小看這笨重的機器，正是這笨重的機器奠定了我們的工業基礎；更不要小看這簡單的操作，正是這簡單的操作，構成了實踐和理論的結合。這些機器加工成的工件簡單也不錯，但試想支撐現代化建設的哪一臺機器不是由這種簡單的工件來的。看到指導教師神奇般的用手中的工具做出漂亮的工件，是又敬佩又心急。等到自己做的時候，才知道這東西不是簡簡單單就能做出來的，有時還累得腰酸背痛。不過累歸累，心中仍然感慨頗多。實習車間里，一臺臺機床運轉著，工件被一步步加工成形，雖然工件很簡單，操作過程也不難，但是工件上的每一點都融匯著我的汗水，每一刀都刻著我心情。而當我把自己親手加工的工件交到老師手里時，那種自豪感是必須親身體驗才能感受到的。生平第一次有機會“學以致用”，很有成就感，也真切的體會到真理必須要用實踐去檢驗，不親自去動手試驗一下，你學的再好也白搭。有很多東西是書上沒寫的，只有在實踐中才能體會得到。紙上談兵只會讓人走進誤區，實踐才是永遠的老師。
老師們教得非常認真，時間雖短，但是他們卻是盡其最大的努力，在如此有限的時間里多教給我們一點東西，希望我們能真的有所收獲，而不是空手而歸。一開始我們的心理多少有一點借此機會好好放松一下的想法，并不是百分之百的投入。但是老師的認真讓我們擺正自己的心態，把更多的心思用在實習上，以真正學到有用的知識。我們認真聽取老師的講解，同時在老師的指導下完成任務。例如車工時，我們用傳統的車床車一個球，難度比較大，而且存在一定的危險性，但我還是全身心地投入到了工作中。當看著自己親手做出的工件時，我心中無比喜悅。但是，也有極少數同學對此表現出了煩躁心理，不想參加練習或應付了事。這些同學應該認真思考一下學校安排這門課的用意，不應該浪費這一次難得的實踐活動。實習滿足了我們好奇的心情，使我們的興奮感漸漸消退，但是它留在我們心中的卻是那種工作時的艱辛，更重要的，它讓我們有了一種責任感，對社會發展的責任，對國家的責任。這種責任感促使我更加認真的學習，努力充實自己，用科技知識武裝自己，以求盡快的投入到現代化建設中。
我們學校實習中心的設備還是比較先進的，這是現代化工業制造技術的發展要求，也是我們學校實習條件得到改善的反映。儀器設備的價格都比較昂貴，動輒幾萬乃至十幾萬。但先進的儀器設備代表著現代化工業的方向。兩周的金工實習，工種基本上是微機數控加工,電火花加工,CAD設計,Mill9設計,數銑加工等非傳統實習內容在內的多工種的工程訓練。這些科技含量相當高的工種中，我們能夠真正體驗到高科技帶來的樂趣。同時也知道了現在這方面工業技術的國內水平如何以及是否與世界先進水平的存在差距，讓我們產生了一種責任感，推動我國科技進步的責任感。
我校金屬材料工程專業作為具有傳統優勢和較強的區域性需求的專業，為首批被教育部批準的國家級特色專業建設點，也是河北省品牌特色專業[3-5]。隨著生源的改變和高素質創新型人才培養目標的提出，該專業的培養目標和培養要求也提升到了更高的層次。根據教育部《關于加強“質量工程”本科特色專業建設的指導性意見》，作為特色專業建設核心的新的人才培養方案對實踐教育環節進行了較大的改革，實行將原來嵌入在各專業課和專業基礎課中的實驗與理論課程分離，重新優化整合，與專業技能培訓相結合，創建新的教學模式。
2 構造專業實驗與技能一體化的教學模式，建立“四級實驗平臺”
為滿足金屬材料工程特色專業的建設和創新型人才培養模式的需求，突出并強化實踐教育環節和學生能力的培養和訓練，迫切需要加強實驗教學的改革與創新。我校將專業實驗與專業技能培訓融為一體，針對金屬材料工程專業多門專業課程，實行“四級實驗平臺”教學改革。
2.1 優化整合，編寫四級實驗指導書
將以往所屬材料科學基礎、鋼的熱處理、材料性能學、工程材料學、表面工程、腐蝕與防護等專業基礎課與專業課程中的實驗進行統一整合，按“專業基礎性”“拓展技能訓練”“材料工藝設計實驗”和“材料性能測試與分析”四級平臺進行實驗設計與技能培訓。其中專業基礎性實驗包括金相顯微試樣的取材與制備，金相顯微鏡的構造、使用與圖像的采集和處理，鐵碳合金平衡狀態下的顯微組織觀察，金屬的塑性變形與再結晶，熱電偶與爐溫儀表的成套性檢定，目的是讓學生掌握材料學科最基本的金相試樣制備、顯微鏡使用及鐵碳合金基本組織等。拓展技能訓練實驗包括化學器皿的使用及鍍液的配置，電鍍、化學鍍設備及鍍層常用檢測設備的使用，電化學試樣的制備，恒電位儀的使用與極化曲線的測試，綜合實驗—合金鍍層的制備及鍍層性能的檢測和耐蝕/耐磨性的評價，目的在于訓練學生熟悉金屬材料表面處理的常用方法、操作以及表面處理設備和檢測設備的使用方法，并在此基礎上進行鍍層工藝設計和性能評價。材料工藝設計實驗包括奧氏體晶粒顯示及晶粒度測定，鋼的淬透性的測定，常用工業用鋼典型熱處理組織的觀察，鑄鐵及有色金屬顯微組織觀察，綜合實驗—熱處理工藝設計及操作，目的在于讓學生熟悉常用鋼典型熱處理后的組織形貌特征及熱處理基本操作和實際密切相關的晶粒度、淬透性測試方法，同時針對所學專業知識進行熱處理工藝設計、操作及組織分析等一系列綜合訓練。材料性能測試與分析實驗包括電子拉伸試驗機的使用及拉伸實驗，材料的硬度實驗，單擺沖擊試驗機的使用及系列沖擊實驗，斷口形貌分析，綜合實驗—金屬材料熱處理工藝及力學性能測試分析，目的在于讓學生了解并熟悉工程材料常用力學性能的實驗方法及所用設備、失效的斷口形貌特征，并在此基礎上通過綜合設計實驗訓練學生合理選材、工藝設計、性能測試與評價等綜合技能。
通過建立專業基礎性、拓展技能訓練、材料工藝設計實驗和材料性能測試與分析四級實驗平臺，編寫實驗指導書，使獨立開設的實驗實現操作技能與能力訓練一體化，突出學生的主觀能動性，培養其實驗技能與獨立分析和設計能力以及科研意識等綜合能力，使學生具備材料科學研究的基本操作技能和研究方法，提升學生的綜合素質。
2.2 集中訓練，加強課程有機聯系
我們將原來分屬于多門課程的分散孤立的實驗進行優化組合，建立四級實驗平臺，其中每級平臺分別有5個實驗，20學時，進行集中訓練，安排在大三全年和大四上半年完成。集中培訓，可以幫助學生將不同課程中學到的理論知識聯系起來，建立起專業課程之間的有機關聯。學生在訓練過程中親自動手，尤其是實驗平臺中綜合性、設計性實驗要求學生根據任務要求，自行設計工藝路線和制備方法，不但強化與鞏固了課堂理論知識，而且促進了多門課程間知識的交叉與融合，培養了學生的創新精神和獨立分析問題、解決問題的能力，激發了學生的科研興趣，受到學生的廣泛好評，為他們以后走上工作崗位以及繼續進行科學研究打下了良好的基礎。
2.3 優勢互補，聯合進行平臺建設
在專業實驗與技能一體化教學模式實施之前，分別由教研組教師與實驗教師承擔教學和實驗任務，使教學和實驗完全脫節[6]。學生在實驗時是怎么操作的，理論課教師一無所知；學生在課堂上學習了哪些知識，實驗教師也不太清楚。而且，隨著科學技術的發展和知識的更新，一些陳舊的方法和技術已經被淘汰，而實驗教師仍在使用，造成教學和實驗的脫節，對學生的素質培養和就業極為不利。
通過整合實驗，使授課教師和實驗教師共同參與到實驗平臺建設中來。專業授課教師大多數是從國內外重點高校畢業的博士生，具有扎實的專業理論基礎和較強的研究能力，對目前本領域研究方向的發展較為熟悉，能夠把本專業的新思想、新動向傳遞給學生。實驗教師學歷雖然不高，但具有豐富的操作經驗，熟悉各種儀器設備的使用方法及實驗的操作步驟。授課教師和實驗教師聯合，優勢互補，相得益彰，有助于教學工作的完成和學生技能水平的提高。
2.4 科學評價，建立統一的考核機制
原來分屬于不同課程的實驗都是單獨操作的，學生的實驗報告上交后由實驗教師評定，但實驗成績不作為評價指標計入學生的總成績。因此，學生做不做實驗，實驗質量優劣都不會影響其最終成績，這對于學生實踐動手能力的鍛煉是非常不利的。
將分屬于不同課程的實驗打亂，重新組合，建立四級實驗平臺，每個平臺中的實驗都由學生自己動手完成，根據學生實驗中的動手能力、團隊合作能力、創新能力等表現以及最后提交的實驗報告分別給 出評定，學生獲得各個平臺的實踐成績。這樣的評價方式，能科學地反映出學生對理論知識的掌握水平，同時在實驗中鍛煉了他們獨立思考、提出問題和解決問題的能力，有助于學生綜合素質的提高。
3結束語
對金屬材料工程專業各課程實驗進行整合，獨立開設專業實驗，打破了課程之間的界限，建立了專業基礎性、拓展技能訓練、材料工藝設計和材料性能測試與分析四級實驗平臺。通過編寫四級實驗指導書，集中訓練；授課教師與實驗教師聯合授課、科學評價等措施，突出了實踐技能和綜合能力的培養與訓練，培養了學生獨立思考、分析解決問題的能力；綜合性、創新性實驗的開設突出了學生的主體地位，體現了個性化教育的培養理念，有助于學生綜合素質的提高。
參考文獻
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關鍵詞：教學―科研一體化；實踐能力；創新精神
中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0008-02
一、引言
高校本科實驗教學是鞏固理論知識、培養創新意識和高素質工程技術人員的重要環節，然而傳統實驗項目多以基礎教學為主，即使是和專業知識最為緊密相關的專業綜合實驗等實踐內容也僅涉及到基礎的實驗操作、簡單合成方法和成形工藝實驗，學生完全不能觸及本專業發展的各個領域，更無法拓展對本專業深層次、系統地了解。實驗教學缺乏引導性，無法激發學生自主探索和創新意識。為了改變實驗教學現狀，各個高校開展了對實驗室教學模式的改革和探索，并取得了一定的成效[1-4]。
本校高分子材料與工程專業經過幾十年地發展，已形成了相對穩定的科研團隊，如生物醫用高分子材料、光電高分子材料、3D打印材料、凝膠高分子材料等，引領著本專業的不同發展領域。如何在公共實驗室資源有限的條件下，按照學校發展和人才培養的總體需求，將科研項目和科研室納入本科實驗教學環節中，建立教學―科研一體化的綜合實驗室教學管理體系，以科研帶動教學，使大學生都能涉及本專業發展的各個領域，了解本專業最新發展動態，從而激發潛能和創新精神的培養，是解決實驗教學最積極有效的途徑。
二、存在的問題分析
1.教學內容設置缺乏引導性、自主性和創新性。由于實驗室建設的滯后性，高校本科教學中設置的實驗多以基礎性和驗證性為主。傳統實驗項目的設置總是選取固定的幾個實踐操作項目讓學生進行實際操作，實驗內容局限且簡單[5-7]。傳統實驗教學內容缺乏引導性、自主性和創新性的培養，因此將本專業各科研實驗室研究項目納入到本科實驗教學，是目前迫在眉睫的事情。
2.實驗室設置缺乏系統規劃。由于缺乏統一規劃，目前大部分高校的公共實驗室和專業教師的科研室相對分散，科研室相對獨立，大部分本科生很少接觸到教師的科研項目和科研實驗室，無法觸及專業精密儀器和設備及專業發展的前沿領域。將科研實驗室納入到本科教學中，依據科研項目設計綜合性、設計性、探索性等可行的教學實驗項目，提高科研實驗室專業精密儀器和設備利用率，提高學生對本專業研究領域的認識，從而引導學生的創新意識。因此，系統規劃基礎教學實驗室和科研室的布局，起到了優勢互補和綜合利用的最佳效果[8]。
3.實驗教學缺乏有效的管理和考查機制。目前，實驗實踐教學以學分制作為對學生的考查機制，學生按照規定時間參加安排的實驗教學環節，并完成實驗指定的內容即可獲得學分。實驗教師往往在實驗前安排好所有的實驗細節，學生被動的按要求做完實驗，既沒有對實驗內容做相關了解，也沒有進行前期的查閱資料等準備工作，更無法談及探索和創新精神。無需思考和挑戰的實驗考查機制無法達到自主性和創新性的培養。
三、解決措施
1.建立教學―科研一體化的綜合實驗室。本著以科研帶動教學、教學和科研相互促進的理念，并結合本專業的研究領域采用統籌的思想規劃教學和科研實驗室的安排，形成教學和科研室的有利結合。學校正在籌劃整體搬遷事宜，新的實驗大樓已準備就緒，借搬遷的好時機系統籌建和規劃的教學―科研一體化的綜合實驗室如圖1所示。公共實驗室和科研室設置在同一區域，既方便教師科研實驗時高效利用公共實驗室資源，又利于學生對專業研究領域的認識和了解，也解決了科研室科研項目轉化為實驗教學項目提供的容納空間。
2.建立教學―科研一體化實踐項目計劃。科研項目納入本科實踐環節，應制訂完善的科研教學實踐項目計劃：（1）對科研項目納入教學環節的實踐教學內容要進行科學的論證和認定，重點考察實驗目的的明確性、實驗裝備的利用性、實驗效果的顯著性、能力培養的遞進性和激發創新意識的能動性，尤其要考察是否代表本領域最精簡、核心和是否具有完整系統性的引導項目。（2）科研教學實踐項目申請，鼓勵專業教師及其研究生對研究領域的科研項目進行提煉，制訂適合本科教學的實驗項目，對實驗目的、方案、可行性和創新性等進行充分論證，由院學術委員會審核通過后進行實施。（3）根據科研項目的變化積極更新實驗項目。國家級、省級等縱向和校企聯合的橫向科研項目代表當前該學科發展的最新方向和社會的最新需求，應根據在研的科研項目及時更新科研教學實驗項目。
3.完善實驗室實踐教學監督、管理和考核評價體系。一方面，對納入到教學實踐中的高校科研室進行考核和績效評估，促進實驗室管理體制及運行機制改革；另一方面，強化對學生能力的培養，必須整改對學生實驗環節的考查機制。完善教學―科研綜合實驗室實踐教學監督、管理和考核評價體系，應從以下三方面入手。（1）實驗室實踐教學監督、管理和考核體系的設計。①學校應建立合理、高效的激勵機制，鼓勵科研實力強的專業教師將科研項目成果濃縮為實驗項目，應用于本科教學；②教務管理人員制訂教學監督、管理措施，切實落實科研項目在實驗教學中的實施和運行；③制訂出合理的考核體系和獎勵措施，實施平時常規檢查與年終考核相結合的績效評估機制。（2）科研教師的考核與績效評估。①為了激勵科研教師向本科教學的傾斜力度，把實驗室建設與教師的科研方向結合起來，與實驗室績效評估結果結合起來，績效高的研究室加大投入力度；②為了鼓勵專業教師科研成果為本科實踐教學服務，學校除了在工作量上考慮專業教師本科實踐教學方面付出的詼外，把此項工作作為職稱評審的重要方面。（3）學生實驗環節的考查機制。科研實驗項目對學生的綜合素質要求較高，需制訂合理的考查機制才能夠充分調動學生的積極性。學生實驗環節的考查包括前期準備、實驗進展和實驗完成情況三個部分。前期準備方面的考核包括對實驗目的的認知、實驗方案設計、實驗準備等；實驗進展情況方面的考核包括分析問題和解決問題的能力；實驗完成方面的考查包括對實驗結果的分析和處理、實驗報告的撰寫等。分別從實驗前期準備報告、實驗進展報告、實驗結果報告和實驗室制定的成績考核辦法四個方面進行成績考核。
四、結語
高校科研項目和科研實驗室納入本科實踐教學環節，在提升大學生實踐創新能力素質培養的同時，也給實驗室科學規劃和實驗室教學管理帶來了新的問題。專業教師、教務管理人員和實驗管理部門必須對教學―科研一體化綜合實驗室教學管理體系進行積極探索，充分整合教學、科研資源，加強科研成果向日常教學的滲透，實現實踐教學質量的提高。
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湖北省竹溪縣城關初級中學成立于2009年8月，是城區一所寄宿制學校，現有學生1 548人，教師113人。該校2012年底被列為教育部信息化試點學校以來，全校上下高度重視，本著“育人為本，同享成功的快樂”的辦學理念，不斷加快推進教育信息化進程，完善信息化硬、軟件建設，注重以培促用、用研結合，全力促進信息技術與課程教學的深度融合。經過兩年的實踐探索，該校師生的信息化應用與研究能力顯著提升，教學質量和辦學水平逐年攀升。
1軟硬兼備創優教育信息化環境
教育信息化試點工作的推進，硬軟件建設是前提。該校建校伊始，就把信息化建設納入學校統籌規劃，按照“分期投入，逐步完善”的原則，不斷改善教育信息化環境。
1.1在軟硬件建設上多投入
累計投入500余萬元，先后建起了計算機教室2個，電子備課室1個，多媒體功能室1個；開通了30 M網絡流量和Wifi無線網絡，為任課教師每人配備了1臺筆記本電腦，教室均配備“班班通”設備，全校的信息網絡、智能廣播系統、校園監控系統、校園網站等信息化建設逐步得到完善，為信息技術與學科教學的融合提供了支撐。在軟件建設方面，堅持引進與開發并重、共建與共享同存的原則，整合名家理論文章和課堂視頻、IP網絡教育資源，充實校本資源庫，通過教師互動、學生互動、班班互通，建立起穩定有序的資源共享模式。圍繞“一師一優課、一課一優師”的目標，以年級組和備課組為單位，組織教師認真觀摩聽評，精心打磨優質課堂，實現“組組有優課、師師有優課”，并將優秀的課件、教案和微課上傳到十堰市云平臺和校園網，匯集成優質校本資源庫，供全體師生分享學習。
1.2在裝備管理上更規范
對硬、軟件逐一進行登記，建好臺賬，分類存放，做好防護措施。與處室、班級層層簽訂財產保管和使用責任書，定期進行設備管理和維護檢查，其結果直接與班主任、處室負責人的年終績效掛鉤。
1.3在設備保養上求細致
選配責任心強、技術好的教師，專門負責學校信息化裝備的檢查、維護、保養，明確責任，要求負責人時時做好設備、網絡的防控檢測，發現問題及時維修，確保裝備設施的正常使用。
2加強運用促進學科教學有效融合
教育信息化工作的關鍵在運用。該校采取多種形式促使教育信息化與學科教學有機融合，充分發揮其最大效益。
2.1加強信息技術培訓提高信息化應用與學科教學融合能力
近年來，該校將教師培訓納入學校常態化工作。根據教師信息化應用水平現狀和教育信息化應用的需求，學校統一安排學習進度，從最基礎的電腦文件操作、Word排版、PPT制作使用、電子白板運用、網絡搜索下載等基礎使用開始，由簡入繁，逐步過渡到優質課件制作、優課、云平臺運用、微課制作、微信公眾平臺運用等內容的技能培訓，要求教師全員培訓、全員考核，對考核不合格的教師進行補培、補考。每學期期中、期末安排兩次信息化應用檢測，檢測成績作為教師校本培訓成績記入教師成長檔案，并納入教師年終績效量化。2014年暑期時間，全體教師經過信息技術集中培訓、測評后，學校對七年級新調入教師進行了補培，對未合格的教師進行補考，確保教師全員過關，人人都能熟練進行信息化裝備的操作使用。如今，該校的每節課中，師生均能通過電子白板進行學習互動，教師設計的課件已由過去單一的圖畫轉變為生動豐富、靈活多變的動漫與音畫結合體的播放形式，教師的教案、課件、教學反思等教學常規內容全部轉變為數字資源供全體師生學習共享。
2.2通過“課內比教學”活動展現信息技術與學科融合的深度
2011年起，該校每學期都要開展“課內比教學”活動及“課件制作”大賽。例如，2014年學校開展微課制作大賽，通過競技平臺檢驗和展示教師“四環八步”課改模式下的課堂效果和信息化教學應用水平，激勵教師在平日課堂內充分利用網絡信息制好課件、備好教案、用好白板，并能通過電教手段有效開展好小組合作、探究等學習活動，學生學習興趣更濃了，課堂效率更高了。
2.3通過信息技術課提高學生學習能力
各班每周開設一節微機課，并將微機課納入其它學科同等重要的位置，同其他學科一樣參與課內比教學活動。學校定時開放微機室，成立計算機興趣小組，引導學生文明上網，激發學生掌握信息技術的興趣，提高運用計算機進行學習交流的能力。目前，90%的學生均能通過計算機開展網上交流，查找學習資料，運用Word、Excel等軟件寫文章、做統計。
2.4開展課題研究提高信息技術在課堂中的使用效益
該校建立了教研成果獎勵制度，對獲得教研成果獎勵和教學的教師給予物質獎勵，在年度績效和晉升晉級上給予分值獎勵，鼓勵教師勤奮學習和積累教學經驗，提高教研寫作水平，積極向教學類報刊雜志上投稿。創辦《城中教苑》，精選教師優秀的教研論文予以刊發，集中展示教師的科研水平，激發教師參與教學教研的熱情。充分利用每周教師例會時間，開設教育信息與課程融合為主題的論壇，安排教師匯報自己在教育信息化應用上進行研究探索的成果，交流自己在信息技術與課程融合中的經驗體會，助推教師教育信息化應用水平和課題研修能力的提升。近3年，每學期均有20余人次的課件、公開課、論文、案例獲得省市級獎勵或在縣級以上教育類報刊雜志上發表。
3開辟平臺拓展信息應用領域
信息技術的廣泛應用是提升學校信息化水平的有效途徑。該校積極為師生搭建多元的信息化應用平臺，提升師生信息化應用水平和校園管理運行效率，擴展校園服務功能。
搭建師生交流平臺。開通城中教師QQ群、微信公眾平臺、班級QQ群等網絡交流平臺，交流學習心得，下載教學共享資源，布置學習任務，進行師生心理溝通，方便了師生、家校溝通聯系，加強了學習、知識交流，促進了校園和諧。
3.1拓展信息化服務功能
在校園網開辟學校新聞、通知公告、教學科研、德育園地、教師風采、黨風黨建等專欄，內容定期更新，讓師生通過校園網，了解學校動態、教學資源、通知要求、成績查詢等信息，進行反思交流，加強師生溝通，推進學校民主管理進程，提高管理效能。充分利用校園網、中國教師行動網等渠道，建個人博客，上傳教學反思、集體備課、案例、讀書體會等個人教學資源，利用網絡傳達信息、進行校務公示、下發通知、查找資料、學習知識等，使全校實現了學習備課、教育管理的網絡化、無紙化。利用校園廣播室、校園直播系統，實行網絡傳輸和信息快速傳遞，開拓知識視野，播發校園新聞，大大激發了師生求知欲和學習情趣。
3.2充分利用十堰市云平臺
依托十堰云平臺，要求教師人人建好工作室，及時上傳集體備課、教學反思、課件、論文、微課、學生作業等常規教學資源充實自己的工作資源庫，并經常性開展師生在線互動交流，幫助學生釋疑解惑。教導處每月組織人員對云平臺使用中的個人資源上傳、下載及師生交流互動情況納入常規教學的重要檢查內容，并將檢查結果作為教師的年終績效考核的重要依據。
4完善制度健全試點推進長效機制
制度是教育信息化工作的保障。該校通過制度完善和層級管理，達到了以評促“建”、以評促“管”、以評促“用”、以評促“優”的效果。
4.1建立層級督導體系
學校制定出《城關中學信息化試點推進方案》，成立了以校長為組長、分管副校長主抓、處室或年級負責人具體落實的信息化試點推進領導小組，有詳實的推進計劃和任務分解表，明確了各處室、年級組的職責，形成了“校長——分管領導——處室、年級負責人”層級督導、分塊加以落實的機制。
4.2加強督辦力見成效
每周下發《工作督辦》，由學校辦公室和教科室在周五前進行聯合檢查、記載，確保信息化試點工作和檔案資料收集周周有進展、次次見實效。
4.3完善制度建長效機制
為確保教育信息化建設制度化、規范化，學校制定了校園網絡安全運行維護制度、實驗室管理員崗位制度、各功能室管理使用制度、電教設備器材
領用制度、計算機網絡教室管理制度、信息化應用
獎勵制度等教育信息化管理制度，依照制度進行督查，若發現落實不力的處室、年級和功能室的相關負責人，下發通報，責成限期整改。同時開展評比活動，將每周督辦記載情況做為處室、年級組和相關負責人、教師優秀評比的重要條件。
