构建材料类课程实验教学体系的思考

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1、构建材料类课程实验教学体系的思考　　[摘要]材料学科是一个实验性很强的学科。实验教学是实现素质教育和创新人才培养的重要环节，对培养学生创新思维和实验能力有着不可替代的作用。应调整和完善材料类实验教学体系、结构、内容，以更好地适应高素质创造性人才培养的要求。湖南大学材料科学与工程学院根据材料学科实验教学体系的培养目标，以材料基本实验操作、研究方法、现代测试分析手段为基本实验教学内容，以学生实践能力培养为核心，构建了以“材料制备与加工-材料性能测试与评价-材料组织结构分析与表征”为基础的材料科学基础性实验体

2、系：基础型实验、综合设计型实验、研究创新型实验。　　[关键词]材料学科实验教学课程体系　　[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2013）17-0125-02　　材料科学是一门研究固体材料性质规律、设计及控制材料性能的科学，其目的在于揭示材料的成分、工艺、组织结构和性能之间的关系，是与工程技术密不可分的应用科学。实验教学是连接材料学科教学工作中理论与实践的枢纽。只有高度重视实验教学工作，才能真正提高学生理解和掌握专业理论的能力，才能真正提升学生实践和创新的素质。　　一、高

3、校材料学科实验教学的现状　　长期以来，实验教学环节的重要性在教学过程中往往被忽视，实验教学仅仅附属于理论教学；整个培养过程中各个独立的教学实验之间缺乏系统性和连贯性，学生在教学实验环节所学到的只是一些与课堂教学相关零散的知识，不能系统地了解材料科学实验研究各个阶段的内在联系。从而造成知识的断裂和缺陷，学生的实验技能匮乏、工程意识淡漠；或者脱离时代和社会发展以及学生实际的状况，过分强调学生的创新实验，注重创新成果，忽略实验的基本理论和基本技能培养。在当前材料学科实验教学的培养过程中，材料类共性的基础性实验

4、没有得到重视，因而也就不可能使得学生的综合素质得到有效的培养。　　因此，构建反映时代发展需求，有利于素质教育和创新人才培养的科学合理的材料学科实验教学体系，已经成为材料学科实验教学需要亟须解决的问题。　　二、材料学科实验教学的目标　　材料学科是一门实践性很强的学科，实验教学是材料学科教学的重要组成部分，实验教学的目的在于促进学生巩固材料学科的基础理论知识，掌握材料学科实验研究的基本技能，培养学生运用材料学科的科学方法，研究和开发高性能新材料、改善和提高传统材料组织性能。在此基础上才能更好地通过综合性创新

5、实验培养学生的创新能力，而不是片面追求创新成果。　　本科阶段材料学科实验教学的培养目标应分为三个层次：一是掌握验证材料科学的基本原理，这方面的内容主要是材料科学基础课程教学中涉及的演示、验证性实验；二是掌握材料分析测试与工艺的基本技能；三是创新性能力的培养。　　三、材料学科实验教学体系内容　　随着社会经济和科学技术的发展，金属材料、非金属材料、高分子材料、生物材料等之间融合越来越密切，出现了大量的材料类交叉学科；各种材料涉及的组织结构、材料性质、设计制备技术、使用方法等不尽相同，不同材料制备技术和材料各

6、学科之间发展水平存在较大的差异；各高等院校材料学科专业特色及材料学科技术应用服务的领域不同。由于以上原因，材料学科实验课程体系内容设置存在较大难度。　　应调整和完善材料类实验教学体系、结构、内容，以更好地适应高素质创造性人才培养的要求。湖南大学材料科学与工程学院根据材料学科实验教学体系的培养目标，以材料基本实验操作、研究方法、现代测试分析手段为基本实验教学内容。以学生实践能力培养为核心，构建了以“材料制备与加工-材料性能测试与评价-材料组织结构分析与表征”为基础的材料科学基础性实验体系：基础型实验、综合

7、设计型实验、研究创新型实验。　　（一）基础型实验　　基础型实验包括材料制备实验、材料分析技术实验及材料性能测试技术实验。这部分实验内容是材料大类基础性实验，旨在使学生学会基本的仪器设备操作，了解测试原理和测试方法，重点培养学生的基本实验手段、方法和技能。　　湖南大学材料科学与工程学院将基础实验项目从理论课程中分离出来，建立与理论教学体系相对独立且有机衔接的实验课程体系。将原来依附于理论课程的《材料科学基础》、《材料工程基础》、《材料测试技术》课程实验重新优化整合为《材料制备与加工实验》、《材料性能测试技

8、术实验》、《材料组织结构分析与表征实验》3门基础实验课程，加深学生对理论教学内容的理解，验证理论教学的相关定律、定理和基本概念等。　　《材料制备与加工类实验》根据专业不同而设置相应的实验教学内容。课程主要是涉及材料的制备及生产加工的实验项目，目的是使学生掌握材料的制备及生产加工所需设备的用途、结构特点、实验方法、操作技能。　　《材料组织结构分析类实验》是材料大类基础型实验。其主要包括材料金相试样的制备及金相组织观察、材料组织结构的电子显微分