无机非金属材料工程专业规范实践体系的构建

第26卷　第3期2007年6月理　工　高　教　研　究Journal of Technology College EducationVol .26　No .3　June 2007无机非金属材料工程专业规范实践体系的构建＊景德镇陶瓷学院　李月明　顾幸勇　范学运　汪永清　江向平摘要:　根据高校无机非金属材料工程专业规范构建知识体系的内容和要求,以设计实践教学知识体系为载体对学生进行能力培养和素质教育,强化知识结构的设计与建设,使实践知识模块构成一个适当的训练系统,从而构建完整的专业规范知识体系,实现无机非金属材料工程专业人才培养目标。

＊教育部高等学校理工科专业规范的研究项目. 实践教学是高等学校根据专业培养目标的要求,有计划地组织学生以获取感性知识,进行基本技能训练,提高实践能力,培养创新精神,增强独立工作能力和科研能力的各种教学形式的统称。

它是高等学校贯彻党的教育方针,实现基本培养规格,造就合格人才所必不可少的重要教学活动,包括实验、工程实训、课程设计、科研活动、专业实习、毕业论文(设计)等多种形式的实践课程。

实践教学在整个教学过程中占有十分重要的地位,有着其他教学形式不可替代的作用。

构建实践教学体系是改革实践教学、提高实践教学质量水平的根本策略。

一、专业规范实践体系构建的原则实践教学体系的构建,必须服从于人才培养目标,人才培养目标的确定,为专业培养模式确定了基本规格。

高校理工科无机非金属材料工程专业的培养目标是“培养适应社会主义现代化建设需要、德智体全面发展,具有创新精神和实践能力,获得工程师基本训练的高级工程技术人才”。

显然,要满足上述工程技术人才的培养目标,科学的实践教学体系的构建是完成这个目标的重要保证。

建立实践教学体系必须贯彻三个原则:1.整体性原则　要体现理论教学与实践教学相互联系、相互渗透的整体功能。

2.有序性原则　要把不同层次的实践教学环节连接成一个体系,使实践教学低层结构向高层次结构转变,最终保证实践教学培养目标的实现。

3.效率性原则　要避免实践教学内容重复,节省时间和教学经费。

二、专业规范实践体系的构建所谓实践教学体系,是指实践教学内容体系,即围绕专业人才培养目标,在制定教学计划时,通过合理的课程设置和各个实践教学环节(实验、实习、实训、课程设计、毕业设计、创新制作等)的合理配置,建立起来的与理论教学体系相辅相成的教学内容体系。

这个体系有明确的教学要求和考核办法,能使教学内容前后衔接、循序渐进、由简单到复杂、层次分明、并且有很强的连接性和完整性。

图1　无机非金属材料工程专业实践教学体系框架结构图无机非金属材料工程专业的实践教学体系的构建,采用顶层设计的方法,整体优化结构,“以实验和实训为基础,设计为主线,以科学研究、工程训练为依托”,构建如图1所示的实践教学体系框架。

由此可以看出,本专业实践教学内容知识体系由三个实践教学子系统构成,即实践教学基础子系统,实践教学主线子系统,实践教学依托子系统。

1.实践教学基础子系统　该系统是由实践和实训两个模块构成,其中实验模块由基础实验、工程技术基础实验、专业基础实验、专业实验等教学基元组成,这些实践教学一般在实验室进行,要求达到的教学目标是基本知识和实验基本技能、技巧的训练,强化独立实验能力和分析问题能力的培养;实训模块由于工艺操作如金工实习、电子工艺实习,和计算机技能如计算机上机、信息检索与利用等以及课程实习教学基元组成,这些基元在一定的训练基地进行,主要是培养学生的基本操作能力,提高学生的实践动手能力和综合能力。

(1)实验教学　实验教学和理论教学相辅相成。

实验教学是实现教师和学生不断交流过程的桥梁,可以弥补理论教学的不足,加深理论知识的理解,启发学生深入思考,敢于创新,达到理论联系实际的教学效果。

其目的,一方面向学生传授实验基础理论知识,包括仪器、仪表的测量方法,误差分析、设计原理和相关理论等,另一方面,训练学生的基本技能,包括:仪器设备的操作使用、维护,仪器设备的连接与组合,实验环境和条件的设计,实验过程中一般故障的排除,实验结果的分析和解释等。

根据实验性质将实验分为一般观察性实验,验证性实验、设计性实验、研究性实验。

无机非金属材料工程专业规范包括以下典型实验:1)公共基础系列实验:主要包括数学实验,物理实验,生物实验;2)工程技术基础实验:主要包括电工电子实验,机械基础实验;3)专业基础实验:包括化学系列实验,材料技术基础实验;4)专业方向实验:针对专业课程开设的实验。

(2)实训　实训教学模块就是通过学生的亲身参加实践训练,强化基础实践教学,接受基本的工程训练,把抽象的理论知识与实际操作结合起来,进一步提高实践动手能力,并通过工程训练了解现代技术和方法在各种工程技术中的应用。

无机非金属材料工程专业规范包括以下实践训练课程:1)工艺操作训练:包括金工实习,电子工艺实习等;2)计算机技能训练:包括与计算机课程结合的计算机基础上机,计算机基本技能训练,信息检索与利用,计算机在材料科学中的应用等。

2.实践教学主线子系统　该系统主要由设计模块,包括数学建模,设计性实验,课程设计和工程设计,毕业设计等实践基元。

工程设计能力是工科学生的核心能力,设计能力体现了学生的科学思维,创新和创造能力,是工程师必须具备的能力。

通过设计训练可以充分调动学生的学习主动性和积极性,牢固掌握课程知识,增强学生的自信心,激发学生的求知欲望;培养学生科学思维,提高学生独立分析问题和解决问题的能力;工程设计训练是培养和提高学生的创造能力的有效手段。

设计训练从大一的数学建模开始,一直贯穿到毕业环节的整过学习过程。

(1)建模训练　工科数学教育不是培养数学家,而是培养具有良好数学素质的工程师。

通过数学建模实践活动,可以激发学生的学习兴趣,使学生养成勤奋学习,善于动脑的好习惯。

让学生打好数学基础,掌握一定的数学技术,具备运用和驾驭所学知识,利用现代计算技术对实际问题建模求解的能力,为学生走上工作岗位后具有再学习的潜力。

因此专业规范中要求开设数学建模课程。

(2)设计性实验　设计性实验就是让学生按照自己设计的实验方案去做实验,从形式上应该包括原理性设计实验、操作性设计实验和制作性设计实验;从认知上应该包括利用已经掌握的知识和常用的仪器所做的设计、开拓常用仪器的新用法所做的设计和在一定方向扩展知识后利用新知识新技术所做的设计等等。

设计性实验的开设可以培养和检验学生应用理论知识、掌握实验选择与操作仪器、确定实验条件和分析数据等方面的能力,提供学生一个宽阔的思考空间和选择余地,发挥学生的科学思维和想象能力,使学生的创新意思和综合能力受到启发与锻炼,培养学生实事求是的科学态度和相互帮助的协作精神。

无机非金属材料工程专业规范包含以下设计性实验课程:1)设计性物理实验;2)设计性化学实验;3)设计性专业基础实验;4)设计性专业实验。

(3)课程设计　除与课程相结合的基本实验外,从提高综合能力出发,还应该作为单独课程开设综合性课程设计。

通过课程设计训练,可以培养学生查阅资料,制图、计算、分析问题和解决问题的能力,锻炼学生的创新能力,科学思维,独立工作以及表达能力,培养严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

本专业规范提出了以下课程设计:1)电子电工课程设计;2)机械课程设计;3)创新设计。

(4)工程设计　工程设计主要包括结合专业课程的工程设计和毕业设计。

工程设计是一个科研和教学结合最为密切的实践环节,是培养学生综合利用所学知识与技能,解决本专业工程技术设计问题和进行科研基本训练的重要教学形式,既是专业学习的综合性实践,也是对学生独立工作和科研能力的检验。

工程设计应当密切结合企业实际工程项目或课题,对科研任务中选择有价值的题目进行设计,实验和研究。

本专业规范工程设计包含工程设计训练和毕业设计。

由于无机非金属材料工程专业主要是培养具有工程师的基本素质的应用型人才,因此,毕业设计的形式主要是结合具体的工程实际选择设计课题,而不是通常所说的毕业论文。

无机非金属材料工程专业的人才培养和应用实际情况表明,该专业既可以培养材料领域的科学家,也可以培养材料领域的工程师。

材料科学家研究材料的现象、探寻内部存在的规律,侧重科学研究能力;而材料工程师则分析材料生产和应用过程的工程问题,提出解决问题的措施,侧重工程应用能力。

因此,专业规范的实践教学体系要尽可能兼顾培养材料科学家和材料工程师的综合需要,考虑人才发展变化的需要,因而设计了毕业设计和毕业论文两个实践环节供学生选择。

但学生选择了其中一项,必然另一项能力得不到训练。

为了弥补这一不足,设计了科技方法训练的实践环节,将科技方法训练和毕业设计结合在一起进行教学安排,即做毕业设计的学生在科技方法训练期间做科研方法(论文),而做毕业论文的同学在科技方法训练期间做工程设计。

92 李月明　顾幸勇　等:无机非金属材料工程专业规范实践体系的构建 3.实践教学依托子系统　该系统由科学研究和工程训练两个模块构成。

科学研究模块由科研方法和科研试验基元组成,如科技方法训练,毕业论文,将科学研究活动引入教学过程,提高学生科学研究与科技开发能力;而工程训练模块由认识实习、生产实习、毕业实习等环节组成专业实习基元,这些教学环节一般在实习基地进行,要求达到的教学目标主要是专业技术训练,强化生产(管理)技术能力和实践操作能力的培养。

科学研究和工程训练支持和强化了”设计”教学的主线,开阔了学生的眼界,提高了综合能力。

(1)科学研究　科学研究是科学家、发明家、工程师在科学研究和工程实践中必须掌握的一门专科学问,是科学家、发明家、工程师必备素质。

作为将要从事科学研究或从事工程师工作的毕业生,掌握科学研究方法的一般原理、规律和方法,提高学生的动手实践能力、灵活应用所学理论知识在实践中发现问题、提出问题和解决问题、培养创造思维能力,提高学生的综合素质是十分必要的。

本专业规范中提出了科技方法训练和毕业论文两个教学环节。

(2)专业实习　专业实习是结合无机非金属材料工程专业的特点,为培养在无机非金属材料领域中从事科学研究和工程师工作开设的实践基元,主要包括认识实习、生产实习和毕业实习。

在工科人才的培养中,专业实习起着举足轻重的作用。

其中认识实习主要起专业启蒙教育的作用,通过认识实习,让学生了解本专业的基本生产工艺及专业的前景与发展方向,使学生对所学专业具有一定感性认识,并为后继课程的学习打下良好的基础;生产实习是工科院校培养应用型人才必不可少的重要实践性教学环节。

通过生产实习,一方面使学生进一步消化课堂上已学过的专业知识,并使之升华,为学习其他专业课奠定基础;另一方面让学生走出课堂,向生产实践学习,培养学生理论联系实际的好作风,使学生逐步学会观察问题,分析和解决问题的方法,适应毕业后各专业岗位的需要。