導(dǎo)語：材料科學(xué)與工程實驗教學(xué)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(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，在建設(shè)省級實驗教學(xué)示范中心的過程中形成了教學(xué)、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(xué)體系，形成了自主式、合作式、研究式為主的實驗教學(xué)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(luò)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(guān)鍵詞：實驗教學(xué)中心；實驗教學(xué)改革；中心建設(shè)；示范作用

材料科學(xué)與工程作為一個工科專業(yè)，在其本科教學(xué)與研究生培養(yǎng)中實驗教學(xué)是極其重要的一部分。培養(yǎng)材料學(xué)科學(xué)生專業(yè)知識應(yīng)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(xué)是必不可少并且及其重要的環(huán)節(jié)[1−7]。積極探索科學(xué)的實驗教學(xué)方法與手段，推動實驗教學(xué)體系的改革，建立規(guī)范的制度與科學(xué)的管理手段都對實驗教學(xué)質(zhì)量的提高以及教師科研產(chǎn)出與人才培養(yǎng)有促進(jìn)作用。材料科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心建設(shè)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(xué)評價四大模塊的實驗課程。僅面向材料科學(xué)與工程以及高分子材料科學(xué)與工程兩個專業(yè)的學(xué)生，各模塊實驗課也比較獨(dú)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(jìn)行教學(xué)改革，向相關(guān)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(xué)生的素質(zhì)迫在眉睫。因此實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)與發(fā)展對高校實驗室建設(shè)、實驗教學(xué)及創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)都有非常重要的意義[8−14]。

1實驗教學(xué)示范中心建設(shè)概況

暨南大學(xué)材料科學(xué)與工程為加強(qiáng)學(xué)校材料學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)和突出材料學(xué)實驗特色，2005年成立了材料科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心。2008年獲批建設(shè)校級實驗教學(xué)中心并建立了比較完善的管理制度和運(yùn)行機(jī)制，開啟了規(guī)范化的運(yùn)行模式。2014年獲批建設(shè)省級實驗教學(xué)示范中心，中心以提高實驗教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)實踐型、創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，近年來對實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法等進(jìn)行了徹底的改革，形成了模塊化的實驗平臺和教學(xué)體系，科學(xué)的教學(xué)方法和手段，符合專業(yè)特點并適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展，全面提高了學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，基本建成了融各層次學(xué)生教學(xué)與科研為一體的綜合性教學(xué)科研機(jī)構(gòu)，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(xué)示范中心（以下簡稱中心）。中心由化學(xué)與材料學(xué)院進(jìn)行管理，業(yè)務(wù)上接受學(xué)校的教務(wù)處、設(shè)備處、資產(chǎn)處以及財務(wù)處等部門的指導(dǎo)。主要負(fù)責(zé)材料科學(xué)與工程系的高分子材料科學(xué)與工程，材料科學(xué)與工程兩個專業(yè)的實驗教學(xué)工作，同時面向院內(nèi)應(yīng)用化學(xué)、生物化學(xué)等專業(yè)開設(shè)實驗課程，并且為校內(nèi)相關(guān)專業(yè)，如生科院、藥學(xué)院、醫(yī)學(xué)院、理工學(xué)院等的本科生畢業(yè)設(shè)計、研究生科研項目、教師科研項目以及學(xué)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(shè)備1464臺套，總價值約2356萬元。其中單價在10萬以上的設(shè)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(guān)院校提供服務(wù)。

2實驗教學(xué)的改革

2.1建成了三大實驗平臺，即教學(xué)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(shè)計符合國家環(huán)保和安全的要求，2014年7月獲批建設(shè)省級實驗教學(xué)中心。同年9月，實驗教學(xué)中心逐漸遷移至暨南大學(xué)番禺新校區(qū)，面積增加一倍，這對于實驗教學(xué)中心的建設(shè)提供了更有利的硬件平臺。實驗教學(xué)中心以此為契機(jī)，對原有資源進(jìn)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(xué)中心主要有三個實驗平臺：教學(xué)實驗平臺、公共實驗平臺和科研實驗平臺。其中教學(xué)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(wù)于本科實驗教學(xué)；公共實驗平臺主要由材料測試分析和細(xì)胞培養(yǎng)方面的實驗室組成，主要服務(wù)于本科生和研究生教學(xué)，同時為本科創(chuàng)新教育和科研服務(wù)；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(wù)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(wù)。中心構(gòu)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(xué)內(nèi)容體系。根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)的基本任務(wù)，實驗教學(xué)中心進(jìn)行了一系列的改革。從教學(xué)內(nèi)容上，改變各門實驗課只涉及各自內(nèi)容的形式，設(shè)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(xué)內(nèi)容，建立覆蓋整個材料四要素，即材料制備、加工、結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)性能以及材料的應(yīng)用。每個模塊中實驗分為三個層次，即專業(yè)基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計型實驗、研究創(chuàng)新型實驗（實驗?zāi)K和層次之間關(guān)系如圖2所示），其中專業(yè)基礎(chǔ)驗證性實驗比較簡單，涵蓋基礎(chǔ)的材料知識，使學(xué)生獲得感官上的一些認(rèn)知。綜合設(shè)計性實驗要求學(xué)生根據(jù)給定的題目，自行設(shè)計和獨(dú)立完成，能有效地提高學(xué)生分析問題的能力，將知識應(yīng)用到實踐中，進(jìn)一步加深對知識點的理解。研究創(chuàng)新型實驗要求學(xué)生應(yīng)用多方面的知識，進(jìn)行綜合考慮，查找文獻(xiàn)資料，自主設(shè)計創(chuàng)新性實驗。并且結(jié)合實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，從而真正提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)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(xué)方法?！白灾魇健笔歉淖円郧敖處熖峁嶒灳唧w步驟的教學(xué)方法，由學(xué)生根據(jù)實驗要求自行查找資料設(shè)計實驗步驟，教師參與指導(dǎo)與引導(dǎo)?！昂献魇健敝饕菍W(xué)生合作完成實驗，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作的精神，以及團(tuán)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(xué)生自行選擇材料，查詢相關(guān)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(xué)生進(jìn)行研究探索型實驗，旨在培養(yǎng)學(xué)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(xué)生自己選定制品，通過文獻(xiàn)知識調(diào)研確定分析手段，最后根據(jù)測試結(jié)果分析制品的成分，研究式的教學(xué)方法更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，更能培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。2.4實驗教學(xué)管理制度化和網(wǎng)絡(luò)化。實驗教學(xué)中心在建設(shè)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(xué)實驗室的管理。實驗教學(xué)管理制度和實驗室管理的規(guī)章制度，加強(qiáng)了實驗室的規(guī)范化管理。已實施的制度有：本科教學(xué)實驗室管理辦法、教學(xué)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(zé)任制度，系實驗室負(fù)責(zé)人與院簽署安全責(zé)任書，每個科研實驗室負(fù)責(zé)老師與系簽訂實驗室安全責(zé)任書，加強(qiáng)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(yù)約使用，提高儀器的效益。為了進(jìn)一步擴(kuò)大中心的示范作用并提高開放程度，實驗教學(xué)中心初步開始信息化管理，基本形成了材料系實驗教學(xué)中心信息管理平臺。中心實驗室信息管理平臺跟材料科學(xué)與工程系信息管理平臺連作為一個有機(jī)整體，與學(xué)院和學(xué)校的其他實驗室管理平臺進(jìn)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(jìn)行實驗課程的選課、貴重儀器與開放實驗室的預(yù)約，教師可通過平臺進(jìn)行網(wǎng)上答疑，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行成績管理等。2.5建立了科學(xué)的、多樣化的實驗考核方法。對于基礎(chǔ)性的實驗，指導(dǎo)老師將根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)來考核評價，綜合考慮學(xué)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(jié)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(shè)計型實驗，主要考察學(xué)生文獻(xiàn)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(jié)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(jié)能力按不同比例進(jìn)行成績評定。文獻(xiàn)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(jié)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(xué)生創(chuàng)新實驗計劃等，經(jīng)驗收合格結(jié)題則給予2學(xué)分，且對在創(chuàng)新實踐活動中，成績突出的學(xué)生，在學(xué)生保研和就業(yè)時，予以優(yōu)先推薦。

3實驗隊伍的建設(shè)

材料科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心的建設(shè)密切結(jié)合了材料專業(yè)和高分子材料與科學(xué)專業(yè)的學(xué)科建設(shè)，考慮了教學(xué)實驗室建設(shè)和科研創(chuàng)新的需要，優(yōu)化了招聘規(guī)則。實驗教學(xué)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(xué)和材料工程的各個領(lǐng)域。人員總體專業(yè)水平高，其中具有博士學(xué)位的人員比率達(dá)到82%，碩士為18%。3年內(nèi)引進(jìn)了2名博士，2名實驗技術(shù)人員，目前人員專業(yè)和年齡結(jié)構(gòu)合理。參照學(xué)校和學(xué)院文件，在能力范圍內(nèi)對實驗隊伍作出相關(guān)支持措施。鼓勵實驗教學(xué)人員積極參與進(jìn)修和學(xué)習(xí)培訓(xùn)，提升自己能力，鼓勵實驗教學(xué)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(guān)的培訓(xùn)。鼓勵實驗教學(xué)人員積極申報教改項目，開發(fā)儀器新功能，積極指導(dǎo)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(shù)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(shù)老師日常主要承擔(dān)院系公共服務(wù)、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(wù)占20%（承擔(dān)教學(xué)秘書、實驗秘書、研究生秘書、本科生班主任、黨支部職務(wù)等等工作），此項根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)滿意度以及學(xué)生評價評定分?jǐn)?shù)。儀器管理占40%（其中十萬以下儀器管理包括日常維護(hù)、購置入賬、報廢等占30%；共享平臺儀器占70%，根據(jù)機(jī)時數(shù)、損壞率進(jìn)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(rèn)可）評定分?jǐn)?shù)。教學(xué)輔助占40%，根據(jù)承擔(dān)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(jìn)行分?jǐn)?shù)評定。

4建設(shè)成效

4.1實驗教學(xué)方面取得的成效1）新的“四要素、四模塊、三層次”教學(xué)內(nèi)容體系使得實驗項目更具設(shè)計性和創(chuàng)新性，教學(xué)效果好按照高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的要求和本學(xué)科的發(fā)展趨勢，實驗教學(xué)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(jìn)行改革，增加了綜合性和設(shè)計性實驗項目的比例。“四要素、四模塊、三層次”的實驗教學(xué)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(shè)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(xué)內(nèi)容。目前共設(shè)有10門專業(yè)實驗課程，84個實驗項目，設(shè)計性實驗30項，綜合性實驗24項，設(shè)計和綜合性實驗比例由原來的47%提高至64%。增加設(shè)計性和綜合性實驗項目的比例后，更加提高了學(xué)生的實驗積極性，增強(qiáng)了實驗動手能力，并激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。2）自主式、合作式、研究式為主的實驗教學(xué)方法使得學(xué)生實踐創(chuàng)新能力增強(qiáng)，成果豐富實驗教學(xué)中心注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，積極開展學(xué)科競賽、開設(shè)開放性實驗。全系約80%的同學(xué)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(xué)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(xué)中心為依托本科生承擔(dān)國家級、省級和校級大創(chuàng)實驗項目78項，承擔(dān)挑戰(zhàn)杯35項；發(fā)表SCI文章39篇，授權(quán)專利9項，并且每年呈遞增趨勢。3）實驗教學(xué)制度化、網(wǎng)絡(luò)化促進(jìn)了實驗室的規(guī)范化管理示范中心在實現(xiàn)教學(xué)管理的制度化和網(wǎng)絡(luò)化后，師生在使用實驗室時更加規(guī)范，安全意識增強(qiáng)，實驗教學(xué)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(xué)能有條不紊的實行。4）科學(xué)的實驗考核方法促進(jìn)了學(xué)生的實驗?zāi)芰︶槍Σ煌愋偷膶嶒烅椖坎捎貌煌目己朔桨福@種多元化的考核方法更有助于提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生較高的素養(yǎng)。學(xué)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(xué)交流實驗現(xiàn)象，實驗設(shè)計等知識，增強(qiáng)了學(xué)生的主動性。課后學(xué)生也會積極翻閱文獻(xiàn)資料去解釋實驗現(xiàn)象以及支撐自己的實驗設(shè)計，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的興趣以及應(yīng)用課本知識的能力。4.2隊伍建設(shè)方面取得的成效中心教師積極開展科研和教學(xué)改革研究，成果豐富。實驗教學(xué)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(dān)和完成的國家、省、市及橫向課題76項，科研經(jīng)費(fèi)總計2576萬元，發(fā)表學(xué)術(shù)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(xué)技術(shù)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(xué)改革項目，發(fā)表了教學(xué)論文12篇。4.3示范輻射方面取得的成效實驗中心進(jìn)一步通過與企業(yè)合作開發(fā)產(chǎn)品、技術(shù)和申報項目，促進(jìn)與企業(yè)的合作，促進(jìn)學(xué)生的實習(xí)和就業(yè)，積極推動中心示范輻射作用。目前已有9個實習(xí)基地，其中已獲得廣東省產(chǎn)學(xué)研結(jié)合示范基地2個、省部產(chǎn)學(xué)研結(jié)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(xué)系、食品系、環(huán)境學(xué)院、生科院和理工學(xué)院等學(xué)院的學(xué)生，每年為本科生研究生的畢業(yè)論文設(shè)計、學(xué)生的挑戰(zhàn)杯、大學(xué)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(xué)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(xué)參賽，在提高學(xué)生創(chuàng)新能力的同時也提高了本中心的知名度。

5結(jié)束語

為滿足社會對人才的需求，實驗中心將進(jìn)一步完善現(xiàn)有的實驗教學(xué)實驗室的建設(shè)，為全系的實驗教學(xué)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(xué)生教學(xué)與科研的高水平要求的實驗室和教師隊伍，為材料科學(xué)與工程學(xué)科的實驗教學(xué)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(wù)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(xué)材料科學(xué)與工程系