以科研促进材料类专业实践教学改革
学科交叉背景下材料学科实践教学改革探索
学科交叉背景下材料学科实践教学改革探索李晓丹何瑞（重庆工商大学材料科学与工程系重庆400067）摘要：新工科的背景下对材料专业人才的要求将会越来越高，开展学科交叉背景下的实践教学改革探索已刻不容缓。
本文分析了当前高校实践教学存在的问题，提出了建立科学的课程体系、实行学科交叉实验方案及实验资源共享模式、注重工程类教师培养、建设优质的生产实习基地与实习方案、多样化的考核评价方式、创办跨学科竞赛平台等建议，以有效提升材料学科实践教学的质量。
关键词：学科交叉材料学科实践教学习课程体系生产实习中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1674-098X(2021)10(b)-0155-04 Exploration on the Reform of Practical Teaching of Materials Subject under the Background of InterdisciplinaryLI Xiaodan HE Rui(Department of Materials Science and Engineering,Chongqing Technology and Business University,Chongqing,400067China)Abstract:Under the background of new engineering,the requirements for materials professionals will be higher and higher.It is urgent to carry out the reform and exploration of practical teaching under the background of interdisciplinary.This article analyzes the problems existing in the practice teaching of materials subject under the current interdisciplinary background,and puts forward some suggestions,such as establishing a scientific curriculum system,implementing the interdisciplinary experimental scheme and experimental resource sharing mode, paying attention to the training of engineering teachers,building a high-quality production practice base and practice scheme,diversified assessment and evaluation methods,and establishing an interdisciplinary competition platform,in order to effectively improve the quality of practical teaching of materials discipline.Key Words:Interdisciplinary;Material subject;Practical teaching and learning;Curriculum system;Production practice物质材料是人类社会文明发展的基础［1］，随着现代科学技术的发展，传统的材料已经不能满足人类的需求，研发出具有优良性能的新材料也已经成为当前热门的科学领域［2］，材料专业是一门偏实际应用的专业，涉及大量的交叉学科如化学、物理学及复杂的实验操作等［3］，当前高校开展工科教育最重要的就是进行学科交叉融合［4］，随着科学技术的迅速发展，出现了大量细分的专业，然而完成重大项目等都需要多学科之间相互合作攻关，学科与学科之间进行交叉，建设新工科大环境，培养出创新型人才已成为当前工科教育的根本需求［5］。
材料科学与工程专业实验教学改革
种 校 内外相 结合 的 实践 教 学模 式
关键 词 ： 材料 科 学与 工程 ； 实验教 学 ： 革 改
教育部于 １９ 年制定了《 ８ ９ 普通高等学校本科专
科学与工程作为“ 宽口径” 的引导性专业 。东北大学 材料科学与工程专业在这个方 向上进行 了多年 的探
二 、适应 宽 口径材 料 科 学与 工程 专 业的 实 验教
新 意识 为 主要 目标 的 实验 教 学体 系 ； 革 了传 统 的 以认 识 实 习、 产 实 习和 毕 业 实 习 为特征 的 岗 改 生 位培 训 式教 学 ， 建 了专 业基 本 技 能 训 练 、 构 专业 实践 等 实验 教 学环 节 ： 分利 用校 内实验 条件 。 充 建 设 了涵盖材料 制 备 、 处理 、 工 、 结构表征 、 能检 测 等 材料 研 究 全流 程 的校 内 实践 基 地 。 索 出 加 微 性 探
力 和创 新能 力 。通 过 收集和研 究 国内外 知 名大 学材 设 计 、 工工 艺 设计 、 加 控轧 控 冷 、 微 组织 表 征 与分 显
料专业的实践教学方式和实验课 内容 ，结合我国实 析、 力学性能检测等内容 ， 涵盖形变诱导相变和动态 验室现状和学生特点 ，研究并提 出材料类专业实验 再结晶两个交互作用的物理冶金过程 ，还包括通过
养出我 国第一批材料专业的毕业生 ，９ ４ １５ 年开始以 命 密切相关 ， 培养学生的大工程意识 ， 是宽 口径材料
金相热处理专业招 生 ，９３年成立金属学 系，后更 科学与工程专业课程设置不可忽视的一个方面。在 １６
名为金属材料系 、 材料科学与工程系。 这样 的思想指导下 ，东北大学材料科学与工程专业 在改革开放前 ， 沿袭原苏联的模式 ， 按生产 岗位 于 ２ ０ ０ ０年率先构建 了宽 口径材料专业人才培养方 培养工程师 ， 强调与工厂 、 企业生产岗位对 口、 配套 ， 案以及相应的教学内容和课程体 系。 设置了金属材料及热处理 、 精密合金 、 高温合金 、 粉 改革后 由于专业 口径拓宽 ， 教学 内容包括金属 、 末冶金和复合材料五个专业方向。 改革开放后 ， 这种 无 机非金属和高分子材料 ，我们发现要找到一个能
新工科背景下材料类应用型人才培养实践教学体系构建
［摘要］在新工科建设背景下，传统专业亟须通过改造升级以适应行业发展和人才需求。
文章分析了传统材料类专业实践教学中存在的问题，针对地方应用型高校的特点，提出了通过产教融合、校企合作、平台建设等途径，推动实践教学内容的创新、实施模式的改革以及评价体系的完善，并结合学校的办学特色，构建了面向新工科的航空特色应用型人才培养实践教学体系。
经过不断的改革与实践，学生的实践创新能力得到了显著提高。
［关键词］新工科；应用型；材料类；实践教学；产教融合［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）04-0124-04［收稿时间］2022-11-25［基金项目］2022年辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目“产教融合、虚实一体新工科视域下材料类航空特色应用型人才培养实践教学体系创新与实践”；辽宁省一流本科课程“金属材料焊接性”；沈阳航空航天大学教学名师基金项目（110221002）；沈阳航空航天大学本科教学改革研究项目（JG2020040）；沈阳航空航天大学焊接专业核心课程群优秀课程思政教学团队项目。
［作者简介］张占伟（1981—），男，安徽人，博士，副教授，研究方向为焊接冶金。
为积极应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展和“中国制造2025”等国家战略和倡议，教育部启动了“新工科”和“双万计划”等计划[1-2]。
这些计划的提出为我国高等教育改革指明了方向，对推动我国企业的转型升级和社会快速发展具有重要意义。
材料类专业作为我国高校开设最早的专业之一，在社会发展过程中，其专业人才在众多领域都发挥着重要作用，不仅服务于航空航天、武器装备等国防领域，还广泛应用于工程机械、医疗器械、生物工程、建筑材料、化工机械、车辆运输等领域。
然而，随着社会进步和科技发展，企业对人才的需求提出了更高的要求。
传统的材料类专业教学体系已经无法满足新工科对人才的新素质和新知识体系的要求。
因此，对传统专业进行改造升级，以培养出符合新工科背景下工程人才培养标准的应用型、创新型工程人才，显得尤为重要。
材料科学与工程专业创新性实验教学体系的改革探究
（） ３ 研究创新能力实 验平 台 ： 为发挥 学生 的研究创 新潜 能
培养学生的动手能力 、 综合能力 、 创新 能力和科学 思维 能力 提供 的一个崭新的平 台， 这一 实验 教学层次形式 较为灵 活 ， 不受 课时 限制 ， 可在 课 内 或课 外 完 成 。
科学研究实验 ： 针对 高分子 材料 、 复合 材料 、 电子材 料 三个 身系统性 和科 学性 的 、 整 的实验 体 系。全 面培 养学 生 的科 学 专业方 向分别开设 ， 完 实验以新 材料前沿研究 课题为 主线 ， 以教师 作风 ， 实验技 能 以及 综合 分析 、 发现 和解 决 问题 的能力 ， 学 生 科研 项 目成果为选材 内容 ， 使 以问题 解决方式 为主导 ， 整个实 验从 具有创新 、 创业精神和实践能力 Ｊ 。 方案设计到仪器 、 析手 段的选择 等完全 由学生独立 完成 ， 分 教师 只给予指导性的 建议 。实验 以开放 式实验 教学 为 主 ， 发挥实 验 ２ １ 构 建 多层次 实验 教学体 系框 架 ．
作者简介 ： 西鹏 （１７ 一 ） 男， 士／ ９１ ， 博 副教授 ， 主要从事材料科学与工程专业 的教学 、 科研工作。
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 ２ ４期
广州化工
会相关数据 的采 集与分析 。
・４ ・ １ ７
向以及多种形式实验模块 。学生从低年级开始循序递进 ， 逐步提
高， 在确保学生接 受 系统实验 基本 知识 、 本技 术 、 基 基本 操作 训
成。
材料合成 （ 制备） 与表 征综合 实验 ： 主要 将教 师的科研 课题
或科研成果引入实验教学 ， 在提高学生学 习积极性 的同时 ， 通过 多个二级学科 的交叉锻炼学生独立思维 、 独立完成工作的能力 。
新工科背景下教研融合的材料类专业创新型人才培养模式探索
新工科背景下教研融合的材料类专业创新型人才培养模式探索新工科背景下，教研融合的材料类专业创新型人才培养模式是培养具备创新能力和综合素质的材料科学与工程人才的一种教育模式。
该模式旨在融合教学与研究，通过跨学科的教学体系和有效的实践环节，培养学生的创新意识、科研能力和团队合作精神，以应对新时代材料科学与工程发展的需求。
首先，该模式强调课程的创新性和实践性。
传统的材料类专业教育侧重于理论知识的传授，而新工科背景下的创新型人才培养模式要求将课程设置为与时俱进的前沿科研内容，并注重学生的实践能力培养。
通过开设课程如材料工程设计、材料物理实验、科研方法与技巧等，培养学生的创新思维和实际应用能力。
其次，该模式倡导跨学科的教学体系。
在材料类专业的培养中，强调多学科的交叉融合。
例如，材料科学与化学、物理、机械、电子等学科的融合，通过开设跨学科的必修科目和选修科目，培养学生对不同学科的综合理解和应用能力，打破学科壁垒，促进协同创新。
第三，该模式注重科研实践的环节。
开设科研实践环节是培养学生创新能力的关键。
通过组织学生参与科研项目，如企业合作项目、青年科学基金等，让学生亲身参与科研工作，锻炼研究设计能力和科学素养。
同时，在实践环节中鼓励学生进行科研成果的转化和创业实践，推动科技创新与产业发展的紧密结合。
最后，该模式强调全方位的素质培养。
作为创新型人才，学生应具备广泛的知识面和卓越的综合素质。
因此，该模式在培养学生专业知识和实践能力的同时，注重培养学生的人文素养、领导能力和团队合作能力。
通过开设人文素质课程、公共管理课程、创新创业课程等，培养学生的综合素质和社会责任感。
总之，新工科背景下教研融合的材料类专业创新型人才培养模式能够满足新时代材料科学与工程人才培养的需求。
该模式通过创新性和实践性的课程设置，跨学科的教学体系，科研实践的环节以及全方位的素质培养，为培养具备创新能力和综合素质的材料科学与工程人才奠定了基础。
材料力学实验教学改革
材料力学实验教学改革一、引言材料力学是材料科学与工程中的重要学科之一，其实验教学一直是培养学生动手能力和实践能力的重要途径。
在当前的教学实践中，存在着一些问题，如实验内容滞后、设备陈旧、教学手段单一等，影响了学生的学习体验和实际操作能力的提高。
对材料力学实验教学进行改革，更好地配合现代化的教学理念和需求，提高教学效果，对于培养学生的实验能力和创新精神具有重要意义。
本文将围绕材料力学实验教学改革进行深入探讨。
二、改革的背景1. 实验内容滞后：随着材料科学技术的不断发展，新材料、新工艺层出不穷，然而传统的材料力学实验内容滞后于时代发展，不能满足学生的实际需求。
2. 设备陈旧：部分学校的材料力学实验室设备陈旧，性能滞后，难以支持面向未来的实验教学需求。
3. 教学手段单一：传统的实验教学主要依赖于实物实验，缺乏新型的虚拟实验、仿真实验等多样化教学手段，难以激发学生的学习兴趣和创新潜力。
三、改革的内容与措施1. 实验内容更新：结合材料科学技术的最新发展，对材料力学实验内容进行更新，引入新材料、新工艺的实验项目，使实验内容与时代发展保持同步。
2. 实验室设备更新：着力改善实验室设备，引入先进的材料力学实验设备，提高实验室的综合实验能力，确保能够满足未来教学发展的需求。
3. 加强实验室建设：对实验室进行整体规划和设计，使实验室布局更加合理，实验环境更加安全舒适，为学生的实验学习提供良好的条件。
4. 多元化教学手段：引入虚拟实验、仿真实验等多种教学手段，为学生提供更加丰富的实验学习体验，激发学生的学习兴趣和创新潜力。
四、改革的意义与影响1. 提高学生的实验操作能力：通过更新实验内容、设备和教学手段，可以更好地提高学生的实际操作能力，培养学生的动手能力和实践能力。
2. 激发学生的学习兴趣：多元化的教学手段能够激发学生的学习兴趣，提高实验教学的吸引力和趣味性，使学生更加积极主动地参与其中。
3. 增强学生的创新精神：开展前沿的实验项目和使用先进的实验设备，有利于激发学生的创新思维，培养学生的创新精神和科研能力。
以实践为主导的材料类专业教学体系的构建与实施——以南京工程学院高分子材料与工程专业为例
实践 与理论 的辩证 统 一 ， 拟 建 立 以实 践 为 主 导 的高
分 子材 料 与工程 专业 教 学体 系 ， 探 讨 该 体 系顺 利 进
行 的实 现方 式和保 障条 件 ， 实 施并 验 证 该 体 系 的应
用 效果 。
高 分子 材 料 与 工 程 专 业 工 程 师 的基 本 职 责 是
一
以南 京工 程 学 院 高分 子 材料 与 工程 专业 为例
寇 波 ， 杭祖 圣 ， 谈玲 华 ， 韩 冰 ， 张 声春
（ 南京 工程 学院材 料 工程 学院 ， 江苏 南京 ， ２ １ １ １ ６ ７ ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要： 应 用型 本 科 院 校 培 养 工 程 师 目标 的 实现 ， 需 要 建 立 独 立 完 整 的 专 业 实践 体 系 ， 并 由此 层 层 推 进 实 践 内容 ，
进行 高 分 子 材 料 合 成 与 加 工 。 本 文 以 聚 丙烯 塑 料
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ ０ － １ ６ Ｉ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２ ・ １ 卜１ ２ 基金项 目： 南 京 工 程 学 院 高 等 教 育研 究 基金 项 目（ ＧＹ２ ０ １ １ １ ８ ， ＧＹ２ ０ １ １ １ ０ ， ＧＹ２ ０ １ １ ２ ５ ， ＧＹ２ ０ １ ０ ２ ７ ） ； 南 京工 程 学 院教 学 改 革 项 目（ Ｊ Ｇ２ Ｏ ｌ １ １ ２ ） 作奢简介 ： 寇波 。 硕士 ， 讲师 ， 主要 从 事 高分 子 教 学 、 制备和性能研究 。
毕 业后 的 社 会 适 应 期 过 长 。重 视 实验 与 实 践 教 育
是 当今 世界 各 国高 等教 育 界 的 发展 潮 流［ ３ ］ ， 相 对 独 立 的实 践教 学体 系对 提 高学 生 的综合 素 质 、 培 养 学 生 的创新 精 神与 实践 能 力具 有 特 殊 的 、 不 可替 代 的
工程教育认证背景下材料科学与工程专业教学改革与实践
工程教育认证背景下材料科学与工程专业教学改革与实践工程教育认证背景下材料科学与工程专业教学改革与实践【引言】近年来，随着社会对工程人才需求的日益增加，工程教育认证成为推动中国高等教育水平发展的重要手段。
材料科学与工程专业作为工程教育的重要组成部分，在工程教育认证的背景下，亟待进行教学改革与实践，以适应行业需求、培养符合社会发展需求的高素质材料工程师。
【问题分析】材料科学与工程专业是一门综合性的学科，涉及多个学科领域的知识。
然而，传统的材料科学与工程专业教学模式存在一些问题，如课程设置过于理论化、与实际应用相脱离、教学内容重复、学生实践能力薄弱等。
这些问题使得毕业生在工业界的就业竞争中面临较大的压力。
【教学改革】为了提高材料科学与工程专业教学质量，实践与应用型教育必不可少。
首先，应增加实践环节的课程设置，引导学生参与实际项目的设计与研究。
例如，开设工程实践课程、实验实践课程，促进学生动手能力和创新思维的培养。
其次，应注重实践教学与理论教学的有机结合。
通过课堂教学与实践相结合的方式，将理论知识应用到实际中去，提高学生的问题解决能力。
同时，学校与企业可以建立合作机制，开展产学研结合的实践项目，加强产学融合，培养学生与实践相适应的能力。
【实践探索】为了落实教学改革，一些高校已经开始进行实践探索。
首先，相关学校通过与企业合作开关门课程，使学生能够亲身参与实际项目，提高实践能力。
其次，学校鼓励学生参加创新实践活动，培养学生的创新精神和实践能力。
此外，学校积极探索在线教育模式，为学生提供在线实验操作平台，使学生可以通过远程实践获得更多实践机会。
【实践成果】通过改革与实践，一些学校已经取得了一定的成果。
例如，根据工程教育认证的要求，学校调整材料科学与工程专业的课程设置，增加实践环节，优化课程结构。
此外，一些学校与企业合作开展了一些实践项目，为学生提供了更多实践机会。
学生通过参与实践课程和实践项目，不断提高动手能力和创新意识，为毕业后的就业提供了更多竞争力。
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室设施 落后老化 ， 教学设备的台套不足 ， 并且部分实验内容陈 走上社会的工作都打下 了良好的基础 。 旧， 与生产实际脱节， 缺 乏优秀实验教师， 这些现状远不 能满 足培养工程人才 需要 。但各高校在引进科研人才和多年科学
５ 大 学生参与导师子课题研究 。 成为优秀的科研助手
选拔优秀的大二年级以上 的大学生结合 自身专业和爱好
各高校开始调整 原来 的实验设置方式，更多地将科研成果和 专业实验的实验条件不足的 问题 ，影响 了本科毕业设计的开
科研项 目融入实验教 学过程 中，在完成教学 目标的 同时提升 展效果 。我院老师承担 了多项国家 自然科学基金 ，省部级厅 对学生综合能力的培养 。
级 等 科 研 课题 ，与 工 厂 合 作 的 横 向课 题 。老 师 将 自 己承担 的
我院的前身是江西省级重点实验 室，所 以成立之初就确 课题子项 目提取出来设置为本科毕业论文题 目。首先这些题 立 了以科研促进实践教学 ， 以科研 辅助教学的理念 ， 具体 在以 目都是 比较先进科研 问题，Hale Waihona Puke 绝对不陈旧落后 ， 与实际生产联 系
紧密 ， 尤其是与工厂合作 的横 向课题 ， 完全就 是解决本专业工 程 中的实际问题 ， 应用性非常强； 其次这也解 决了教学实验 设 材料类专业 的理论课程如材料科学基础 ，金属热处理原 备落后不足的问题 ， 选择一批优秀的本科毕业生， 把科研子题 理， 固体物理 ， 理论性较强 ， 且有些枯燥抽象难懂 ， 学生学习的 目设置成为他们的毕业论文题 目，那么实验 中可 以直接应用 难度较大 。课堂上将 老师 的科研经历与课程相联系 ，穿插到 老师科研设备和经费，也解决 了毕业设计实验经费紧张的 问 课程 中， 分享给 同学们 ， 使理论课程不再抽象， 极大地吸引了 题 ， 同时帮助老师完成科研任务 ， 一举 多得 。 ４ 大学生科研创新课题提高同学们 的创新和实践 能力 同学 的学习兴趣和热情 。比如在材料科 学基础 中讲单晶制备
下几 方 面 收 到 比较好 的成 效 ：
１ 科研促进理论教学。 提高老师课堂的教学效果
里， 我们添加 了课题组老师制备半导体单晶硅和光催化 Ｔ ｉ Ｏ ： 我校 已经开展 Ｙ） Ｌ 居大学生科研创新课题 ，我院共承担 双 晶实验成果， 配 以图片和实物 ， 极大地调动了同学们的学习 了 ５ Ｏ多项大学生科研创新课题 ， 其 中获国家大学生科研立项 热情和求知欲望 。又比如书本 的 Ｐ Ｖ Ｄ沉积 内容 比较难理解 ， ８ 项， 省级立项 ４项 ， 大学学生参与发表 了 ３ ０余篇学术论文 。 讲课 中引入老师的科研项 目制备 Ｔ ｉ Ｎ和 ＡＩ Ｔ ｉ Ｎ硬质薄膜 ， 对 从同学们最初整理 资料填写 申请书 ， 到初步 了解实验过程 ， 制
用 性 检测 分析 ， 数据 整 理 ， 论 文 撰 写 投递 ， 结 题报 告 撰 写 ， 结 题 答 辩
２ 科研应用在专业实验中． 提高了专业实验 的新颖性和应 等 等 ，大 学生 科 研 创 新课 题 提 供 给 参 与 课 题 的 学 生们 一 个 系
统完整的科研训练过程 ， 在这个过程 中同学们的许多能力得 比如查阅中英文资料的能力 ， 总结答辩 的能 实验教学是检验 学生综合运用所学理论知识解 决实 际问 到 了很好 的锻炼， 力 ， 动手实践能力， 实验设计能力 ， 课题小组成员配合能力 ， 科 题能力的手 段，是培养学生实践能力和创新能力的关键教学 环节。一般普通 高校实验经费投入有 限，有相当数量的实验 研 问题 独 立 思考 解 决 能 力 等 等 ，为 接 下 来 的 毕 业 设 计 和 以后
比实验成效 ， 使硬度从 ４ ０ ０ ｔ － Ｉ Ｖ提高到 ６ ０ ０ ０ ＨＶ 以上， 达到国 作课件 ， 答辩 申请立项 ， 查阅大量 中英文文献资料， 与指导老 内制备 的先进水平。通过理论和科研的 良好互动，使 同学们 师探 讨和设计实验步骤， 准备购 买实验材料 ， 安排实验进程 ， 感 受科研 的魅力， 喜欢课程学习， 对所学 习的理论知识 印象非 反 复 完善 实验 计 划 ， 试 样 正 式 制 各 过程 ， 试样的后处理， 试 样 常深刻 ， 记忆牢固。
研究中 ， 积累 了大量 的科研设备， 利用先进 的科研仪器设备改 参与老师的科研工作， 不失为一种培养学生实践动手 能力 、 科 善本科教学条件 ，将一些在材料专业适用性广的科研内容设 研创新能力、 弥补教师科研力量不足 的行之有效的好办法 。 我 置到专业实验 中， 大 幅提高 了原有 实验项 目的新 颖性 ， 实际应 院多名老师有 大量 的科研任务要完成 ，并且还担任理论的教
科研在实践教学 中发挥着越来越重要的作用。
关键词 科研 材料专业 实践教学 促进 文献标识码 ： Ａ ３科研应用到毕业设计 （ 毕业论文） ， 资源的共享率提高 中图分类号 ： Ｇ ６ ４ ２
随着社会科技 的迅猛发展，企业对大学生综合能力要求 越来越高。材料类专业作为促进 科学技术进步的重要支柱专
以科研 促进材 料 类专业实践教学改革
张淑娟 李明升 李文魁 白凌云
（ 江 西科 技 师 范大学材料 与机 电学院 江 西 ・南昌 ３ ３ ０ ０ ３ ８ ）
摘 要 科研与教 学形成 了良好互动 ， 科研提高理论教学效果 ， 科研反哺实验教 学。 通过大学生科研创新课题和参与 老 师科研子课题训练能行之有效的培养大学生的科研能力和创新能力， 科研促进 了材料类专业实验体 系改革的进程 ，
毕业论文 （ 设计） 是本科教育的最后一个综合性实践教学 业之一 ， 更 需将创新精神融入实践能力 的培养中， 强化学生的 环 节 ，毕 业 论文 更 注 重 本 科 生 对所 学知 识 的融 会 贯 通 以及 实 工程实践能力与创新 能力 。国家教育部也特别强调 “ 高等教 际应用 ，一篇优秀 的毕业论文是对 四年所学知识和技能的总 育要重视培养大 学生创新能力、 实践能力和创业精神” ， 所 以 结与升华。但 很多高校 的现状同样面 临着 ，本科毕业 设计和