西北工大材料示范中心

陕西省级实验教学示范中心

申请书

学校名称:西北工业大学

中心名称:材料实验教学中心

中心网址:https://www.360docs.net/doc/bd7113007.html,/cailiao/ 中心联系电话: 029-88492643

中心通讯地址:西安市友谊西路127号(710072)申报日期:2008年6月

2005年陕西省教育厅制

1.实验教学中心总体情况

实验教学中心名称 材料实验教学中心 所属学科名称 材料

隶属部门/管理部门 国防科工委/西北工业大学材料学院/教务处和实

验室管理处

成立时间 2003

中心建设 发展历程

西北工业大学材料实验教学中心,源自1938年的原西北工学院,1957年经院系调整后,西北工学院与西安航空学院并校为西北工业大学,材料实验教学的发展迎来了新的春天,在原热加工专业的基础上,经院系调整和专业完善后成立了“材料热加工系”,主要包括:金属学及热处理车间设备、金属压力加工及机器、铸造工艺及设备、焊接工艺及设备等专业,各专业都设置了实验室。1976年“材料热加工系”改名为“材料科学与工程系”,1996年为了适应大类招生的需要,组建了“材料科学与工程学院”,1999年开始,专业调整为:材料科学与工程和材料成型及控制工程两个本科专业,2003年起又增设了复合材料与工程新专业,并正式挂牌成立了“材料学院”和“材料实验教学中心”,材料实验教学的发展迎来大的跨越。

由于原来按照旧的专业模式设置的实验室,布局分散,利用率低,不能很好地适应目前专业设置和发展的需求,为了适应教改新形势,反映学科的最新发展,拓展学生的知识面,扩大办学规模,在充分调研的基础上,材料实验教学中心将原有的教学实验设施进行了调整、重组和优化,下设材料微观分析与热处理实验室、材料物理性能与力学性能实验室、材料成形与控制工程实验室、材料超高温性能和复合材料工程实验室以及材料创新综合实验室等,现依托材料学、材料加工工程和材料物理与化学三个国家重点学科,与凝固技术国家重点实验室、超高温复合材料国防重点实验室、摩擦焊接技术陕西省重点实验室、陕西省材料分析研究中心和3个相关的省级工程技术研究中心一起构成材料实验教学示范中心,形成了强有力的人才培养平台。

除复合材料工程为新办专业外,其余两个专业:材料成型及控制工程和材料科学与工程均为陕西省高等教育名牌专业。并校50多年来,材料学院共培养出本科生近万人,包括中国工程院院士张立同、中国工程院院士赵振业、中国科学院院士杨卫、全国十大杰出青年荣毅超等一大批著名学者、专家、企业家和高级管理人才。培养硕士生1000余人,博士生300多人。

材料实验教学中心的建设始终与国家“211工程”和“985工程”建设紧密结合,通过“211工程”本科教学条件建设和“985工程”教育部材料创新一级平台的重点建设,共投入建设经费4000多万元,主要用于材料实验教学及科研条件的改善。2003年完成本科教学综合实验建设项目(学校立项经费:38万元,院系配套近20万元),建成了材料成型与控制工程综合实验系统,并开始进行综合、创新教学实践。同期完成了省级教改项目(0203008)---“材料成型及控制工程专业综合实验体系建设与创新教育实践”。此后,2004年通过名牌专业建设项目,学校和陕西省共投资50多万元,对材料实验教学中心的实验教学条件进行了更进一步的完善。后续,2005年通过本科教学条件建设项目,学校

和国防科工委共投资120万元,建成“材料制备、成型与性能分析实验系统”。通过以上项目的建设,材料实验教学中心新近购置了本科实验教学必备的专用大型仪器设备5台(套):数码显微分析仪、材料快速成型设备、热膨胀分析仪、金相试样自动制备系统、无机非金属材料试样制备系统等。2007年批准成立的陕西省材料分析研究中心,已投入建设经费500多万元,同时争取到国防科工委教学基地建设经费360万元,共投资860万元用于两个特色实验室的建设:材料微观组织与结构分析实验室和超高温力学性能实验室。正在建设的材料实验大楼将在人才培养中发挥重要的作用。

材料实验教学中心现拥有透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X 射线衍射

仪、等离子光谱仪、光学和数码显微镜等材料微观分析仪器,以及材料常规与超高温力学性能试验机、材料常规与超高温物理性能实验仪、物理及化学气相沉积设备、高温烧结设备、大型材料成形设备、数控材料成形性能试验机、材料快速成形设备和高性能工作站、多媒体材料性能分析仪以及先进的焊接机器人等大型本科教学专用仪器设备100多台套,设备总资产超过5000万元。此外,凝固技术国家重点实验室、超高温复合材料国防重点实验室、摩擦焊接技术陕西省重点实验室、难变形材料锻造技术国防工业应用研究中心以及3个省级工程技术研究中心,还拥有先进的大中型科研仪器设备200多台套,总资产超过

1.5个亿,在实验教学过程中发挥着极其重要的作用。

材料实验教学中心现拥有一支以院士和长江学者为带头人,由知名专家,

教授、副教授和工程技术人员组成的从事实验教学和实验技术研究的核心队伍,介万奇、黄卫东、李克智教授担任教育部课程教学指导委员会委员,杨延清教授担任教育部实验教学指导委员会委员。材料实验教学中心现有面积2000多平方米,承担着20多门次课程的实验教学任务,开设出的本科教学实验项目80多个,为研究生开设公共实验专题课3门,实验项目10余项。年均参加实验的学生人数有1800多人次,开设出的实验项目有400多个计划学时。此外,中心还增设材料成形计算机辅助设计和材料生产自动化技术课的教学实践环节,并走出校门创办产、学、研教学基地,接纳相关专业100%的学生进行教学实践活动,同时还加大了对实践性教学环节的投入,将学生放到科研和生产第一线,能够做到认识实习、上机训练、生产实习、软件学习、课程设计和毕业设计等专业技能实践与训练连续、系统和规范化。

姓 名 李付国 性别 男 出生年月1965年12月 民族 汉 专业技术 职 务

教 授 学位 博士 毕业院校西北工业大学 通讯地址

西安市友谊西路127号材料学院 邮 编 710072 电子邮箱 fuguolx@https://www.360docs.net/doc/bd7113007.html,

联系电话 029-******** 中

任 主要职责 教学实验中心实行主任负责制,具体职责如下:

1.负责材料实验教学中心的长期建设规划和短期建设计划;

2.负责材料实验教学中心的日常运行管理,并对实验中心的运行效能进行

评估;

3.负责材料实验教学中心的实验教学课程的改革研究与实践,并整合优化现有的实验教学环节,落实、检查和协调实验教学计划的执行;

4.负责学生专业技能的实践与训练,以及各种学习竞赛、科技制作及创新实践等教学环节的组织与协调工作;

5.负责材料实验综合创新项目的建设,并融合、优化相关课程的实验项目,以提高学生综合实验与分析能力,组织编写实验教材;

6.保证材料实验教学中心的设备完好与正常运行,同时做好实验教学中心的开放运行和仪器设备的开放使用与管理;

7.针对研究生专题实验课的教学需求和创新实践要求,制定有关规章制度,并检查执行情况;

8.负责材料实验教学中心实验技术人员的定编、实验工作量的审定、业务培训和考核工作;

9.负责材料实验教学中心仪器设备的验收、建帐、维修、调拨、报废等管理工作。

10.负责材料实验教学中心实验室条件、实验环境的维护与改造工作,负责落实技术安全及劳动保护等工作。

教学科研 主要经历

1965年12月生,河北省邯郸人,西北工业大学教授、博士生导师。

1984年~1988年在西北工业大学材料科学与工程系,锻压工程专业学习,获学士学位;1988年~1991年在西北工业大学材料科学与工程系,金属塑性加工专业学习,获硕士学位;1991年硕士毕业后留校从事科研、教学和实验室管理工作,并在职攻读博士学位,1994年获博士学位(材料加工工程学科);1995年晋升副教授职称,1998年破格晋升教授职称;1998年起从事材料类各专业主要课程体系的改革研究与实践,2002年起主要从事材料类各专业综合实验体系的改革研究与实践,2003年起,主要从事材料实验教学的改革研究与实践,并任材料实验教学中心主任。

1999年陕西省优秀教学成果二等奖;1998年西北工业大学优秀教学成果二等奖;2002年西北工业大学优秀教学成果二等奖;2004年西北工业大学优秀教学成果二等奖;2007年西北工业大学优秀教学成果一等奖;1998年西北工业大学先进工作者;1999年教书育人先进集体(主要参加者)和1995年教书育人先进个人获得者;连续六次荣获奖教金,其中2001、2002年连续两次荣获校优秀奖教金;1998年入选学校跨世纪教学带头人和“双百”优秀人才计划;2006年教学评估先进个人;2006年教学研究论文获陕西省高等教育学会资产与实验室工作委员会论文一等奖。

先后主持和作为骨干参加了3项国家自然科学基金、6项省部级科学基金、1项国家“973”项目、2项国防预研及多项型号攻关课题的研究工作。发表学术论文60余篇,被国内外各种文摘转引达30多篇次。其中近五年发表的学术论文35篇,参编教材、专著4本,现已出版3本,学术论文被SCI、EI等收录20多篇。

从92年起至今有3项科研成果通过鉴定,认为达到国际领先和先进水平,荣获过省部级科技进步奖励四项,其中:科技进步二等奖2次,三等奖2次。2002年获得国家专利一项(ZL02262264.0),2006年获得国家专利一项(20062007907.X),2005年申报国家发明专利一项(CN200510043040.5)。

科研成果在多家单位推广使用,特别是“九五”和“十五”以来重点开展的“材料成形工艺设计与过程控制一体化技术”研究,已在国防型号和国家预研等课题中得到应用,从而有力保障了航空预研和国防型号工程的生产,带未了较大的经济效益、社会效益和军事技术效益。

承担的主要教学研究和建设项目如下:

1.材料类各专业课程体系及主要教学内容改革研究与实践

陕西省高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划(983019),5. 5万元(含配套),主要参加,1999年1月至2002年1月。

2.材料成型及控制工程专业综合实验体系建设与创新教育实践

陕西省21世纪初高等教育教学改革工程(0203008),4.5万元(含配套),主持,2003年1月至2006年1月。

3.材料成型及控制工程专业建设项目

西北工业大学重点专业建设项目(名牌专业),50.0万元(含配套),主持,2003年1月至2006年1月。

4.材料成型及控制工程综合实验系统

西北工业大学本科教学综合实验建设项目(G10502),56.0万元(含配套),主要参加,2001年9月,至2003年3月。

5.材料成型及控制工程专业课程体系建设及创新教育实践

西北工业大学教学改革研究项目(M015152),0.5万元,主持,2004年1月至2005年12月。

6.材料制备、成型与性能分析实验系统

“985”本科教学条件建设项目,120万元,主要参加,2005年1月至2006年12月。

7.材料学院本科教学实验环境改造

迎评环境改造项目,30万元,主持,2006年11月至2006年12月。

获得的主要教学成果奖励如下:

1.材料热加工原理、设备及工艺CAI课件研究与实践,1999年陕西省优秀教学成果二等奖(排名2);

2.《材料加工工艺过程的检测与控制》(国防科工委规划教材),西北工业大学出版社,2006年2月;

3.《材料成形计算机模拟》(第二版)(国家十五规划教材),机械工业出版社,2006年2月;

4.《材料成形计算机模拟》(第一版)(国家规划教材),机械工业出版社,2001年12月;

5.《中国模具设计大典》,江西科学技术出版社,2003年1月;

6.材料类各专业的教学实验整合与创新教育实践,陕西省高等教育学会资产与实验室学术年会一等奖,2006年12月;

7.材料成型及控制工程专业综合实验平台建设与创新教育实践,陕西省高等教育学会资产与实验室学术年会优秀奖,2006年12月;

8.材料成型及控制工程专业教学改革研究与实践,西北工业大学本科教学工作会议征文汇编(一),2002年4月;

9.精心组织、严格管理,提高毕业设计质量,《高等教育研究》,1997年第2期。

10.材料热加工设备计算机辅助教学研究与实践,1998年西北工业大学优秀教学成果二等奖(排名1);

11.材料成型及控制工程综合实验系统建设与创新教育实践,2002年西北工业大学优秀教学成果二等奖(排名1);

12.材料成型及控制工程专业课程体系建设与创新教育实践,2004年西北工业大学优秀教学成果二等奖(排名1);

13.材料成形及控制工程专业创新教育实践,2007年西北工业大学优秀教学成果一等奖(排名2)。

教学科研 主要成果

取得的主要科研成果和承担的主要科研项目如下:

1.航空工业总公司(省部级)科技进步二等奖:“冷挤压过程中缓冲降压机理研究(工程)”,排名2,1991年。

2.国家教委科技进步三等奖:“冷挤压过程中缓冲降压机理研究(理论)”,排名2,1992年。

3.陕西省科技进步三等奖:“锻压冲击载荷的特性及其传递理论研究”,排名2,1995年。

4.陕西省教委科技进步二等奖:“锻压冲击载荷的特性及其传递理论研究”,排名2,1994年。

5.主持航空基础科学基金项目:“受热冲击载荷作用的金属基体材料表面改性与优化新方法研究”,1994年—1997年。

6.主持航空基础科学基金项目:“航空难变形材料热成形过程可靠性设计与智能控制一体化技术”,1998年-2001年。

7.主持航空基础科学基金项目:“基于电模拟技术的航空复杂构件精密体积成形过程的电路仿真与组织优化”,2003年-2006年。

8.完成国家自然科学基金项目“锻模瞬态温度薄膜热电偶测试法及热强度研究”,1991年-1994年;

9.完成国家自然科学基金项目“瞬态温度与压力复合型双信息传感器的研究”,1995年-1997年;

10.参加完成国家“973”项目“钛合金精密成形时的基础问题研究”,2 000年-2005年;

11.参加完成国家自然科学基金项目“钛合金塑性变形过程的三尺度耦合模型与数值模拟”,2005年-2007年。

正高级 副高级中级 其

博士硕士学士 其它 总人数

平均

年龄

人数 8 20 7 11 5 16 3 专职人员

占总人数比例 23% 57% 20% 31%14%46% 9%

35 46

实验课程数实验项目数面向专业数实验学生人数/年 实验人时数/年教学简况

23 82 8 916 4.1万

实验用房使用面积(M2)设备台件数设备总值(万元) 设备完好率 环境条件

2000 600 5000 96%

出版实验教材数量(种)主编 参编 自编实验讲义数量(种)实验教材获奖数量(种)

教材建设

12

近五年 经费投入 数 额 来 源 主要投向

近5年共投入本科教学和科研平台建设经费5088万元,其中实验教学仪器设备投入近2000万元。

材料实验教学中心的建设与国家“211工程”和“985工程”建设紧密结合,通过“211工程”本科教学条件建设和“985工程”教育部材料创新一级平台的重点建设,“十五”期间共投入建设经费4000多万元,主要用于材料实验条件的改善。

2003年完成的本科教学综合实验建设项目(学校立项经费:38万元,院系配套近20万元),建成了材料成型及控制工程综合实验系统,并开始进行综合、创新型教学实践。

2004年通过名牌专业建设项目,学校和陕西省共同投资50多万元,对材料实验教学中心本科教学实验条件进行了改造。后续,又于2005年通过本科教学条件建设项目,学校和国防科工委共同投资120万元,建设“材料制备、成型与性能分析实验系统”。通过以上项目的建设,材料实验教学中心购置了教学实验必需的专用大型实验仪器设备5台(套):数码显微分析仪、材料快速成型设备、热膨胀分析仪、金相试样自动制备系统、无机非金属材料试样制备系统等。

2007年批准成立的陕西省材料分析研究中心,已投入建设经费500多万元,同时还争取到国防科工委教学基地建设经费360万元,共投资860万元建设两个特色实验室:材料微观组织与结构分析实验室和超高温力学性能实验室。

正在建设的材料实验大楼也将投入使用。

近五年 中心人员 教学科研 主要成果

近5年共获得国家教学和科研奖励8项(国家级成果奖5项,教材和课程奖3项;省部级教学和科研奖励30多项(教学奖励2项,科研奖励30项);发表学术论文1000多篇,SCI收录的论文数有近400篇,EI收录的论文数500多篇,ISTP 收录20余篇,授权专利56项。获奖证书详见附件1(10699_9_g_1)。

主要教学成果:

1.科技创新平台培养高素质人才,2005年国家级教学成果二等奖;

2.材料的力学性能(第二版),2002年全国优秀教材二等奖;

3.“材料的力学性能”,2004年获国家精品课程;

4.“材料科学基础”,2004年获国家精品课程;

5.科技创新平台培养高素质人才的实践,2005年陕西省教学成果特等奖;

6.材料力学性能课程教学体系改革与实践,2003年陕西省教学成果二等奖;

7.杨根仓教授2004年荣获全国模范教师称号;

8.介万奇教授2007年荣获全国模范教师称号;

9.介万奇教授2006年荣获国防科工委优秀教师称号;

10.“材料成型及控制工程”,2002年被评为陕西省高等教育名牌专业;

11.“材料科学与工程”,2003年被评为陕西省高等教育名牌专业;

12.西北工业大学优秀教学成果一等奖4项,二等奖8项。

主要科研成果:

1.2007年国家技术发明二等奖1项(“×××铸造工艺与装备);

2.2004年国家技术发明一等奖1项(耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术);

3.2004年国家科学技术进步一等奖1项(100MN油压机双动铝挤压技术与装备研制);

4.2003年国家科学技术进步二等奖1项(钛合金β锻造工艺基础研究及工程应用);

5.2003年省部级科学进步奖励8项(国防科技进步一等奖1项,三等奖2项;

陕西省科技进步一等奖1项,二等奖4项);

6.2004年省部级科学进步奖励5项(国防科技进步二等奖1项,三等奖1项;

陕西省科技进步一等奖2项,二等奖1项);

7.2005年省部级科学进步奖励3项(国防科技进步一等奖1项,二等奖2项);

8.2006年省部级科学进步奖励2项(陕西省科技进步二等奖2项);

9.2007年省部级科学进步奖励6项(国防科技进步二等奖1项,三等奖3项;

陕西省科技进步一等奖1项,三等奖1项)。

中心成员简表

序号 姓 名

出生年

中心

职务

专业

技术

职务

所属

二级

学科

中心

工作

年限

中心工作职责

兼职人员

所在单

位、部门

1 张立同 女 1938.04本 指导

委员

会主

院士材料学49

材料实验教学指导

委员会主任

超高温复

合材料国

防重点实

验室

2 介万奇 男 1959.02博 委员 长江

学者

材料学21

材料实验教学指导

委员会委员

兼 材料系

3 黄卫东 男 1956.09博 委员 长江

学者

材料加

工工程

25

材料实验教学指导

委员会委员

凝固技术

国家重点

实验室

4 杨 合 男 1962.09博 委员 长江

学者

材料加

工工程

19

材料实验教学指导

委员会委员

材料成型

及控制系

5 成来飞 男 1962.05博 委员 长江

学者

材料学23

材料实验教学指导

委员会委员

复合材料

6 李贺军 男 1957.12博 建设

委员

会主

教授材料学18

材料实验教学建设

委员会主任

(材料实验整体建

设规划)

材料学院

院长

7 张 军 男 1967.10博 委员 教授材料加

工工程

13

材料实验教学建设

委员会委员

(材料学实验建

设)

材料学院

主管教学

副院长

8 李淼泉 男 1964.03博 委员 教授材料加

工工程

22

材料实验教学建设

委员会委员

(材料成型实验建

设)

材料学院

主管实验

副院长

9 杨延清 男 1955.06博 委员 教授材料学35 材料实验教学建设

委员会委员

(材料微观分析实

验建设)

教育部实

验教学指

导委员

10 李克智 男 1959.03博 委员 教授材料学27 材料实验教学建设

委员会

(复合材料实验建

设)

教育部课

程教学指

导委员

11 李付国 男 1965.12博 中心

主任

教授

材料加

工工程

16

中心管理和材料综

合创新实验

12 刘正堂 男 1952.12硕 教师 教授材料学33 材料物理实验教学 专

序号 姓 名

出生年

中心

职务

专业

技术

职务

所属

二级

学科

中心

工作

年限

中心工作职责

兼职人员

所在单

位、部门

13 乔生儒 男 1946.03硕 教师 教授材料学39 超高温力学性能实

验教学

14 李京龙 男 1964.12博 教师 教授材料加

工工程

21

摩擦焊接技术综合

实验教学

15 王锦程 男 1972.08博 教师 副教

材料加

工工程

11

材料微观组织分析

实验教学

16 王永欣 男 1971.02博 教师 副教

材料学15

材料科学基础实验

教学

17 张建国 男 1955.06本 教师 副教

材料学36

材料现代分析方法

实验教学

18 孙晓燕 女 1958.06本 教师 副教

材料学27 工程材料实验教学 专

19 李庆华 男 1970.09硕 教师 副教

材料加

工工程

16

计算机辅助设计实

验教学

20 王 泓 男 1963.04博 教师 副教

材料学22

材料的力学性能实

验教学

21 刘建睿 男 1964.01博 教师 副教

材料加

工工程

23

材料成型及控制

(铸造)实验教学

22 陈忠伟 男 1970.01博 教师 副教

材料学8

材料微观分析实验

教学

23 张 勇 男 1965.10本 实验

技术

高工

材料加

工工程

24

材料成型及控制

(焊接)实验教学

24 马彩霞 女 1959.01本 实验

技术

高工

材料加

工工程

28

材料成型及控制

(焊接)实验教学

25 陈 彦 男 1954.05本 实验

技术

高工材料学39 材料热处理实验 专

26 李晓芹 女 1957.07本 实验

技术

高工

材料加

工工程

37

材料成型及控制

(锻造)实验

27 韩宏宪 男 1954.02本 实验

技术

高工

材料加

工工程

34

材料成型及控制

(冲压)实验

28 华 慧 女 1957.07本 实验

技术

高工材料学33 功能材料实验 专

29 张赋升 男 1960.04本 实验

技术

高工

材料加

工工程

28

材料成型及控制

(焊接)实验

30 张秀莲 女 1961.07专 实验

技术

高工材料学28 复合材料实验 专

31 李烈凤 女 1953.11本 实验

技术

高工材料学33 材料微观分析实验 专

序号 姓 名

出生年

中心

职务

专业

技术

职务

所属

二级

学科

中心

工作

年限

中心工作职责

兼职人员

所在单

位、部门

32 高大路 男 1954.08本 实验

技术

高工

材料加

工工程

38

材料成型及控制

(焊接)实验

33 单志发 男 1949.07本 实验

技术

高工

材料加

工工程

39

材料成型及控制

(铸造)实验

34 张津生 男 1953.08本 实验

技术

高工

材料加

工工程

39

材料成型及控制

(凝固)实验

35 张晶宇 女 1958.03专 实验

技术

工程

材料学33

材料常规物理性能

实验

36 高 蓉 女 1962.11本 实验

技术

工程

材料学26

材料高温物理性能

实验

37 谢红霞 女 1970.12专 实验

技术

工程

材料加

工工程

16

材料常规力学性能

实验

38 王 东 男 1977.11本 实验

技术

工程

材料学9

超高温材料性能实

39 艾艳玲 女 1973.04硕 实验

技术

工程

材料学13 材料微观组织分析 专

40 李晓历 女 1971.04本 实验

技术

工程

材料加

工工程

15 凝固技术实验 专

41 史小红 女 1974.07硕 实验

技术

工程

材料学8 复合材料实验 专

2.实验教学

2-1.实验教学理念与改革思路(学校实验教学相关政策,实验教学定位及规划,实验教学改革思路及方案等)

西北工业大学是我国培养航空、航天、航海人才的重要基地,学校一贯高度重视实验教学在人才培养中的作用。2002年5月西北工业大学召开了本科教学工作会议,会议主题确定为:树立一流目标,实施教改工程,提高教学质量,培养高素质、创新型人才。其宗旨就是要结合“十五”规划和“211工程”建设,加大对本科教学工作的重点投入,构建新世纪人才培养体系,建设“十大工程”,以人才培养为根本,教学质量为生命线,建设上速度,管理上水平,学风上层次,改革见成效,实现结构、质量、规模、效益的协调发展,为把西北工业大学建设成为“国内一流、国内外知名”的高水平大学打下坚实基础。

在此次会上,把建设“综合、创新、设计型实验工程”列为“学校新世纪十大教改工程”之一。2004年学校又专门召开了实验室与设备工作会议,出台了若干加强实验室建设的政策。人才的创新精神和创新能力仅靠课堂教学是不够的,综合性的教学实践是不可或缺的重要环节。但教学实验在很大程度上是与教学内容相关的,没有教学课程的改革,就不会有教学实验的改革,也就是说,教什么内容就开设相应类型的实验,教学实验可以和教学内容不同,但不能完全脱离教学内容。所以,在进行教学实验建设和实践时,应先进行教学内容和课程体系的改革。而主要教学内容和课程体系的改革研究与实践应与专业的培养目标和大类培养模式相适应。

西北工业大学材料实验教学中心,已形成了“以创新人才培养为目标,以素质教育为前提,科研与教学并重的人才培养模式和实验教学改革理念”。为了符合“大材料”的教学模式和适应大类招生的需要,实验教学培养模式已从狭窄的专业培养目标向“宽口径、厚基础、高素质、具有创新精神和实践能力的高水平材料类人才”的培养目标而迈进。针对这一培养目标,经过多年的学科发展与科研教学积淀,以及广大教职员工的辛勤努力,已形成了“厚基础、宽口径、强能力、重发展”的实验教学课程体系:其中,在专业化方向建设上,注重学科交叉,促进专业融合;在实验课程体系建设上,拓宽专业口径,加强共性教育;在人才培养模式上,柔化专业方向,注重能力培养;在素质教育方面,改革实践性教学环节,突出个性发展,提升创新能力。

结合承担的教改项目,一线教师相继开展了:①以素质教育为目标的专业培养模式的改革研究与实践;②以创新能力为目标的主要教学内容和课程体系的改革研究与实践;③以实践能力培养为目标的综合实验体系的改革研究与创新教育实践等实验教学研究项目。

由西北工业大学、西安交通大学、西安理工大学、西安工业大学、西安建筑科大、西安矿业学院等六所高校联合,从1998年开始,在陕西省高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划的支持下,共同开展了《材料类各专业课程体系及主要教学内容改革研究与实践》课题的研究。2002年我校材料学院又独立承担了陕西省21世纪初教学改革与研究项目《材料类专业教学综合实验

创新教育的研究与实践》。

“传统的实验课程体系及有关教学内容虽然对材料类人才培养起到过重要的作用,但也存在着实验内容综合性不强、验证性实验过多、发挥实验自身能动性和主体性作用欠缺、实验教学安排未能很好地揭示材料研究的基本方法和过程等局限性,以及存在仪器设备等教学资源的浪费等现象”。“在实验教学内容方面,由于主讲教师仅从各门课程本身出发来考虑实验安排问题,这就导致实验内容比较单一、部分重复,无法反映学科之间的相互交叉和渗透,不能很好地、全面地训练和培养学生综合考虑问题、系统研究问题和综合运用知识的能力。特别是大类招生以后,随着课程体系的改革和教学内容的整合与精简,传统的教学实验内容已经难以适应新形势下教学改革的需要”。

整合教学资源,成立实验教学中心。材料实验教学中心,以改变小而不全、重复设置、资源浪费等弊端,坚持“资源共享,优化组合”的原则,在院管教学实验中心的框架内对现有的各专业实验室和分散的实验教学内容进行大范围的重组整合,由于实验中心原来按照旧的专业模式设置的实验室,布局分散,利用率低,不能很好地适应目前专业设置和发展的需要,为了适应教改新形势,反映学科的最新发展,拓展学生的知识面,扩大办学规模,在充分调研的基础上,材料实验教学中心将原有的教学实验设施进行了调整、重组和优化,下设材料微观分析与热处理实验室、材料物理性能与力学性能实验室、材料成形与控制工程实验室、材料超高温性能和复合材料工程实验室以及材料创新综合实验室等,现依托材料学、材料加工工程和材料物理与化学国家重点学科,与凝固技术国家重点实验室、超高温复合材料国防重点实验室、摩擦焊接技术陕西省重点实验室、陕西省材料分析研究中心和3个相关的省级工程技术研究中心等构成材料实验教学示范中心,形成了强有力的人才培养平台。

结合教改项目,建设综合型实验课。结合承担的教学研究项目,材料实验教学中心打破原来每门专业基础课和专业课所开实验内容的界限,把不同材料的共性提炼出来,按照材料制备、材料成型、过程控制、微观组织与性能分析与测试来安排综合性实验。对材料实验教学体系进行整合和优化。综合实验项目包括《材料组织与性能分析》、《材料成型及控制》和《超高温复合材料综合设计》等,以上内容基本覆盖了材料学科体系,内容涉及到材料的制备、组织性能分析和材料的加工及成形控制等。综合实验教学体系以材料学科的本科教学培养计划为基础,并结合学科的最新发展和工程实际,以培养学生实践能力和创新精神为重点,以训练学生操作技能为主线,与理论课教学密切联系又相对独立。实验教学方式分三个层级,即基础、综合、设计与创新,贯穿其中的主线是学生能力的培养。

加大投资力度,完善综合型实验平台。2003年学校投资建设了材料成型及控制工程综合实验系统,并开始进行综合、创新型教学实践。通过综合实验平台的建设及实验系统的优化,开设出了设计型和综合型的创新教育实验。所建综合实验系统平台具有示教、设计和实验等功能,能够满足学生进行综合、开放、设计和创新教育实践的要求,同时该平台具有很好的扩充性,可以根据教学需要随时增加相关的实验项目。通过以上综合、创新和设计型的实验,可以提高学生全面的综合素质与能力,培养学生的动手能力与创新思想,深入消化

所学专业内容,使所学理论与实践紧密结合。与所承担的教改项目紧密结合起来,很好的配合了该专业的课程体系的改革,满足了大材料专业学生实验课程教学的要求。解决了学科交叉及相互间的渗透,有利于学生综合能力和创新能力的培养。

基于学科优势,实行开放式教学。材料实验教学中心实行开放教学。在开放形式上,不仅仅是教学方法上的开放,而是在时间上的全天开放,学生可以根据教学进度,自主选择实验时间,消除了以往一人做,多人看的传统实验教学模式的弊端,使每个学生都有实际操作与动手的机会,学生也可以在业余时间到实验室去,自己动手设计自己感兴趣的实验或是参加教师的科研工作。实验室开放的范围包括:教学实验中心、国家重点实验室、国防重点实验室和省部级工程中心等,具有覆盖面广、效果好等特点,学生进入实验室进行创新实验之前,要结合实验指导书的内容,但不局限于指导书进行创新实验设计;通过申请获准后,由实验室提供实验所需的软、硬件,并提供必要的创新实验经费。

发挥师资强项,开展创新教育实践。材料实验教学中心拥有一支以院士和长江学者为带头人,由知名专家,教授、副教授和工程技术人员组成的从事实验教学和实验技术研究的核心队伍。中心充分发挥现有师资力量强项,开展创新教育实践。超高温复合材料学科组在本科生进入实验室进行毕业设计期间,将本科毕业生的培养模式融入到科研实验当中,并遵循因材施教原则,对不同程度学生提出不同要求。对基础好、能力强、思想活跃的学生着重提高他们的独立思考能力,激发他们的创新精神,鼓励他们深入钻研。对于基础差、能力弱的学生,在毕业设计前期,着重于基本内容训练,要求他们对现有资料进行分析,在吃透几种参考资料和方案后,再要求他们对方案重点和难点进行综合分析,提出自己实验方案来。实验室的科学管理主要体现在对学生的“量化”管理上,提出“学习看成绩,论文工作看业绩”的指导思想。以分数的形式予以记录,这包括实验室参与实验室建设或工作、学习成绩、学术报告,发表论文等。

2-2.实验教学总体情况(实验中心面向学科专业名称及学生数等)

中心面向全校航空学院、航天学院、航海学院、材料学院、机电学院、动力与能源学院等6个学院。

涉及材料科学与工程、材料成型及控制工程、复合材料与工程、飞行器设计工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和热能动力工程等10个大类专业。

开设的实验课程主要包括:《材料科学基础》、《工程材料》、《材料制备原理与技术》、《材料的力学性能》、《材料的物理性能》、《材料热处理原理及工艺》、《复合材料原理及工艺》、《材料成形原理及工艺》、《材料成形设备及控制》、《材料成形工艺及模具设计》、《材料现代分析技术》等20多门。

开设出的本科教学实验项目80多个,为研究生开设公共实验专题课3门,实验项目10余项。本校学生的覆盖面每年超过900多人。面向的学科专业名称和学生人数统计见下表。实验项目清单详见附件2(10699_9_g_2)。

面向学科专业名称和学生数统计表(2006~2007学年) 学 院 专 业 学生数(人)

航空学院 飞行器设计工程 58

航天学院 飞行器动力工程 29

热能与动力工程 57 航海学院

机械设计制造及其自动化 54

材料科学与工程 78 材料学院

材料成型及控制工程 130

复合材料与工程 27

飞行器制造工程 152 机电学院

机械设计制造及其自动化 205 动力与能源学院 热能与动力工程 126

此外,中心还增设材料成形计算机辅助设计和材料生产自动化技术课的教学实践环节,并走出校门创办产、学、研教学基地,可以接纳相关专业100%的学生进行教学实践活动,同时还加大了对实践性教学环节的投入,将学生放到科研和生产第一线,能够做到认识实习、上机训练、生产实习、软件学习、课程设计和毕业设计等专业技能实践与训练连续、系统和规范化。

2-3.实验教学体系与内容(实验教学体系建设,实验课程、实验项目名称

及综合性、设计性、创新性实验所占比例,实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况等)

材料教学实验中心的实验课程体系改革以“拓宽、增厚,系统、深入和完善、提高”为宗旨进行:其中“拓宽”就是要加强共性和基础性知识的教育,并注重学科交叉;“增厚”就是在课程体系“拓宽”的基础上,更应注重教学内容的深度;“系统”就是要注意课程体系的科学性,特别注意系列课群的建设;“深入”就是要结合科研和学科的发展,注重对学生学术水平和能力的培养;“完善”就是要结合课程体系建设,完善配套的实验教学环节;“提高”就是要在实验教学的基础上,应结合社会需求,构建创新培养环境,努力提高学生的工程实践能力和创新潜质。对专业基础课(原理、工艺、设备等)要“拓宽、增厚”,对专业选修课应“系统、深入”,对实践性教学环节则“完善和提高”。并通过增加专业选修课的课时与自主性,建立系列专业选修课群(学术型、方向型、工程型、复合型、管理型等)和综合型、创新性的实践环节,使的材料实验的教育教学水平大幅度提高。

材料实验教学中心,基于创新人才培养的总体目标,打破原来每门专业基础课和专业课开实验内容的界限,将《材料科学基础》、《热处理原理及工艺》、《金属材料学》、《材料成型原理》、《材料成型工艺》等课程中关于微观组织分析的实验内容融合优化,建设《材料组织分析》实验课,单独设课,以提高学生的综合实验与分析能力,从而有利于创新实验的开设。在此基础上,将逐渐开设《材料组织与性能分析》、《材料成型及控制综合实验》等材料实验专题课程。按照新修订的课程大纲要求,计划开出的有实验课的课程门数为25门,而其中:有创新型、综合性和设计性等三类实验的课程门数为22个,有三类实验的课程门数占到有实验课程门数的88%。计划开设的实验项目个数为:127项,其中有课程验证性实验68项,综合设计性实验45项,开放性实验14项,综合设计性的实验项目数占实验项目总数的46.5%。

综合型实验体验的是知识体系的综合、实验技能的综合和实验设计的综合。增加综合性实验所占的比例,进一步减小验证性实验,可以使学生充分发挥主观能动性,避免以往为实验而实验为检测而检测的呆板性和单一性,使材料各个学科专业之间能够相互交叉与融合,为培养具有宽材料基础的复合型人才奠定了基础,逐步构建起具有材料科学与工程学科自身特色的实验教学体系。2002年“材料成型及控制工程综合实验系统建设与创新教育实践”荣获了西北工业大学优秀教学成果2等奖。2004年“材料成型及控制工程专业课程体系建设与创新教育实践”荣获了西北工业大学优秀教学成果2等奖。2006年构建材料类综合创新实验获得西北工业大学优秀教学成果二等奖。2007年“材料成形及控制工程专业创新教育实践”荣获了西北工业大学优秀教学成果1等奖。2006年4月份的《实验室研究与探索》上介绍了西北工业大学材料实验教学中心“构建创新实验教学平台的实践与探索”经验。

材料实验教学实验中心,积极走出校门创办产、学、研教学基地,配合学校的工程实践中心,可以接纳本专业100%的学生进行教学实践活动,同时还加大了对实践性教学环节的投入,将学生放到科研和生产第一线,结合科研和生

产课题开展毕业设计,使本专业实践性教学环节的办学条件有了明显的提高。

毕业设计是一个实践性非常强的教学环节,它不同于课堂讲授,又有别于科研工作。在组织学生毕业设计时指导教师在重视每名学生共性发展时,还特别注重每个学生的个性发展与提高,通过采用“基于培养目标,因材施教,实施分层次培养”的育人模式,使特别优秀的学生脱颖而出,提高他们的科研与动手能力,缩短出成果的时间。同时,也能充分调动基础较差学生的积极性,取得优异的成绩。在03年毕业设计期间,学生张莹通过查阅相关文献,并结合所学的专业知识,提出了采用静电场来模拟材料成形过程的创新思路,通过03届本科生张莹和薛华,04届本科生卓维煌和05届本科生江军等同学的共同努力,该思路已经变成现实,并成为课题组的一个新的学科生长点:通过研究,该方法已经成功用于体积成形、钣金成形和冲压及挤压等工艺过程的成形分析中,效果良好。学生总结的科技创新小论文,经后期完善后发表在《机械工程学报》、《塑性工程学报》和《西北工业大学学报》等由重要影响的学术期刊上,并被EI收录。本科生在读期间在实验室完成的科研论文占学生人数的35%以上。

实验室开放情况,实验课程、实验项目名称及综合性、设计性、创新性实验所占比例等见附件2(10699_9_g_2)。

2-4.实验教学方法与手段(实验技术、方法、手段,实验考核方法等) 1)实验技术和手段

通过多年的改革研究与实践,对实验教学方法进行了大胆的改革,将现代化的教学手段引入到日常教学过程中,逐步采用计算机辅助教学手段进行实验授课,并编制了相应的教学课件,在院系局域网和中心网站开辟有专栏,以供学生参阅。现代化的教学方法可以弥补传统教学方法的不足,并提供可视化的教学过程。和实验课程体系配套的教学课件获得过包括陕西省优秀教学成果奖在内的各种奖励多次,教学课间基于WINDOWS操作系统,能够实现实验讲解、查询、帮助和示范等功能,从而促进了人机结合,扬长避短,变抽象为具体,为学生提供了一个轻松舒畅的学习环境。为此,学校立项投资专门建设了一个集实验网络平台、实验示教系统和综合实验系统为一体的材料实验多媒体示教系统和基于网络的综合型实验平台,从而为本中心教学方法的改革和教学手段的现代化提供了基础。中心近期完成实验教学用程序3套,电子课件3套,实验教材和指导书10余套。

2)实验教学方法

在实验教学过程中还特别注意启发思维式教学方法,即在实验课中,尽量启发学生的思维,对问题进行发散式思考,对同一个实验,鼓励学生采用不同的方法去测试; 注重开放式教学方法,即在实验中心实行全面开放式创新教学体制,在教师指导下,做到实验时间开放、内容开放、工具和材料开放,学生的实践能力和综合素质得到很好的锻炼和提高;注重个性化合作式教学方法,即在创新设计型实验中,只提出实验要求,提供实验工具,实验仪器,从方案设计、实验过程和数据处理等都由学生自行完成,强调学生实验过程的自主性和个性化;并注重研究型教学方法,即在实验过程种,特别是毕业设计期间,由学生利用实验室资源直接参与教师的科研项目,从而便于学生接触学科的前沿问题,使用高、精、尖实验仪器设备,培养学生创新精神。

以上思路很好地体现到了实验教学的各个环节,如由材料实验教学中心承担的“金相显微组织分析”实验技能竞赛,就要求参与竞赛的学生,能够立足实验指导书,全面利用教材、网络、期刊等资料,分析总结金相显微组织实验的基本原理和方法,设计并制作金相试样,确定实验内容,制定实验步骤。并通过开放时间段的自主实验,掌握金相显微镜的使用方法,金相试样的制作过程,同时能对实验结果做出科学的分析,并提交实验报告。材料教学实验中心聘请有关专家对参赛者提交的报告进行了评审,按照体现能力、基础、知识面、新思路等进行综合评审并推荐获奖。

3)实验考核方法

材料实验教学中心在注重实验技术和手段的改革研究与实践中,还积极探索实验考核方式的改革,根据实验教学的特点,从有利于激发学生实验兴趣,提高实验能力为目的,确定实验考核方式。建立多元实验考核办法,根据不同层次采取不同考核办法。因此在实验课程安排和实验考核形式上就针对课程的特点进行了调整,在考核内容上重点考查学生在学习课程基础上的综合应用能力,在集中的时间内,能够针对某一确定的问题进行分析讨论,并在线演示与

讲解,回答老师的质询。在考核方式上,以实验成绩为主,并参考平时表现(考勤和作业)评定。考查的备选内容至少有五类问题,按照难易程度分别限制最高得分为:60;70;80;90;100,学生根据自己的情况自由选择。这样,一方面考查了每位学生解决实际问题的能力,又能避免同组同学的内容重复。

2-5.实验教材(出版实验教材名称、自编实验讲义情况等)

在专业基础课和专业课的调整中,设置了《材料科学基础》、《材料工程基础》、《材料现代分析技术》等公共基础课。

承担了《材料成型工艺》国家重点规划教材、《材料加工工艺过程的检测与控制》、《工程材料的力学行为》、《切口件的断裂力学》和《激光立体成形》4部国防科工委重点规划教材的主编任务。参编了国防科工委规划教材3部。

编写出版了“材料科学与工程”系列教材5部:《材料科学基础》、《材料的力学性能》、《锻造工艺学及模具设计》、《冲压工艺及模具设计》和《工程材料学》等。现已基本形成了“材料科学与工程”的系列教材。

获得优秀教材奖励10多项,其中《材料的力学性能》2002年获全国优秀教材二等奖。《材料的力学性能》和《材料科学基础》课程获2004年度国家精品课程,《材料成型原理》和《材料成型工艺》课程分别于2004年和2005年获精品课程建设立项。

自编主要实验讲义清单如下:

1)材料科学基础实验指导书;

2)材料的力学性能实验指导书;

3)金属物理性能实验指导书;

4)工程材料学实验指导书;

5)材料成型及控制工程综合实验指导书;

6)金属材料及热处理实验指导书;

7)热处理原理及工艺实验指导书;

8)铸造合金及其熔炼实验指导书;

9)锻造工艺学实验指导书;

10)冲压工艺学实验指导书;

11)金属塑性成形原理实验指导书;

12)焊接原理及工艺实验指导书;

13)复合材料原理及工艺实验。

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