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关键词:材料;本科;创新能力;实验平台
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2014)41-0269-03
一、前言
高等教育的任务是要合理调配和使用有限的教育资源,为国家培养更多、更好的人才和创造更多、更好的科研成果,而创新能力的培养是高等教育人才培养中的重中之重。党的十六届五中、六中全会做出了建设创新型国家的战略决策,而建设创新型国家决定的因素是人才,关键是创新型人才。创新型人才对党和国家事业发展至关重要。作为建设创新型国家重要支撑和动力的高等学校,必须不断提升自主创新能力,真正担负起培养创新型人才的重任。面对经济社会发展的新形势,加强大学生创新能力的培养,探索适合我国国情的高等学校创新人才培养之路,是当前我国高等教育面临的重要问题。培养大批接受过良好工程教育,具有坚实基本工程素养和卓越创新能力的未来工程师,是国家走新型工业化道路、建设创新型国家战略目标的必然要求。教育改革必须适应培养创新人才的需要,因此,培养创新型人才已成为现阶段我国高等院校在人才培养中的首要任务,是实现创新型国家战略目标的重要保障。
二、材料学科创新人才培养现状
材料是一个科技含量高、学科范围广、技术密集、应用性强的学科,其理论构想、创意、验证和研究都必须依赖实践来完成,即通过理论与实践的结合,使其有形化、物质化。实验教学在材料专业教育中占据着战略性的重要地位,是培养材料领域创新人才的关键环节,具有其他任何教学方式不可替代的独特作用。实验室能为学生提供一个实践平台,学生在实践教学中不仅学习科学实验的基本知识、方法和技能,更要受到严谨的科学作风训练,培养科学的世界观和方法论,在科学实验产生科技发展突破性成果的一个个实例中激发探索精神和创新激情,形成创新人才所必须具有的独立思考能力,分析问题、解决问题的综合能力和创新能力。在目前的材料类专业实验教学过程中,一般是将本科教学和科研分开,本科实验教学自成一体,有专门的实验室,专门的实验人员负责指导学生实验,而科研资源是博导、硕导带着研究生在科研实验室进行科学研究。本科教学实验项目几年甚至几十年不变,而在当今科学技术发展日新月异,知识爆炸的年代,这一本科实验教学模式显然与时代的发展不符,与培养创新性材料人才的目标相差甚远。以山东理工大学材料学院的本科教学实验为例,本科教学实验室承担材料科学与工程、材料化学和高分子材料与工程三个本科专业的实验教学任务,该体系传授材料学科基本实验知识和技能,但对于训练学生科学思维方法和创新实践能力则力不从心。而学科所拥有的国家工业陶瓷工程研究中心等科研平台不承担一个本科实验教学项目,在创新性材料人才培养过程中暴露出许多不足。因此,我们将材料科学与工程实验中心的材料学科教学和科研实验资源重新配置,最大限度的做到资源共享,提高利用效率,期望能更好地服务于本科教学,提高材料类本科创新性人才的培养质量,同时也拓宽了科研和社会服务资源,为高校实验平台资源建设和管理模式改革进行探讨。
三、材料学科教学科研一体化实验平台的建设措施和成果
我们的实验室改革围绕如何科学配置实验资源和功能,最大限度的做到资源共享,提高利用效率,更好服务于教学、科研和社会服务的开展,提高大学生的创新能力,其中主要进行以下几方面的工作。
1.材料学院实验资源现状分析。截至2007年,材料科学与工程学院材料学科实验室完成了初级建设阶段,拥有了较为完整的学科教学实验体系和实验基础条件,实验设备总值达到了950余万元,但是没有一台单价5万元以上的设备,承担着材料学科三个本科专业的实验教学任务,实验任务由实验中心的专职实验员准备、指导完成。而以国家工业陶瓷工程研究中心为代表的科研平台科研仪器设备资源总值达到了1800余万元,其中5万元以上的设备50余台件,承担研究生培养和教师的科研任务。但科研平台在运行中暴露出许多问题,比如管理人员不足、设备开发利用不够、教学科研资源分离,导致资源设备的利用效益偏低,大型设备的人才培养功能得不到利用,设备的领用、管理、使用、服务机制不够健全。这种状况使大型设备的人才培养功能得不到利用,本科生创新能力的培养得不得保障。随着学校建设教学科研型大学目标的提出,学校进入内涵式发展阶段,材料学院也明确提出以培养“能力强、素质高、具有创新精神的应用型人才”为目标。因此,如何做好实验资源的优化配置、精细管理和充分共享,推动教学科研社会服务三大功能的实现,具有重要的现实意义。
2.教学、科研一体化实验平台建设。课题组通过调研相应高校材料学科实验室建设的情况,研究分析我校材料学科实验教学及科研方向等,针对实际找出实验资源配置、共享、使用、管理中存在的问题。通过分析问题,制定调整改进管理办法并付诸实施。根据学科特点和仪器设备类型重新划分实验室,按照专业培养方案要求,确定实验室的教学功能,充分整合学科资源建设教学科研一体化实验平台,打破教学科研资源壁垒,实施学科实验资源共享,以中心为依托统一构建学科教学科研实验平台。不再将实验室明确分为本科教学实验室和科研实验室,将原来的本科教学实验室和各类研究中心(国家工业陶瓷材料工程技术研究中心、山东省陶瓷基复合材料重点实验室、山东省陶瓷基复合材料工程技术研究中心实验室、工程陶瓷制备技术国家地方共建工程中心、先进陶瓷材料研究所、功能高分子材料研究所、晶体材料研究所、表面工程研究所、皇冠新材料研究所、鲲鹏精细陶瓷材料研究所、15个校企共建工程技术中心等)有机整合为材料学科教学科研共享资源平台,平台管理人员实行专兼结合,实验室专职人员负责仪器设备管理、维护和维修工作,兼职教师参与实验教学的指导和实验室的管理工作。实验中心的大型精密贵重仪器设备实行专人专管,将中心拥有的29台大精贵仪器设备按照功能分为15个机组,每个机组聘用2名以上的管理人员,实行机组负责制,每个机组必须利用大精贵仪器开设3项以上本科实验项目。材料学科教学科研一体化实验平台实行时间和仪器设备全方位开放。大学生可以利用实验平台信息网站进行实验仪器设备使用预约、实验时间预约。实验时间上的开放,可以让学生能够自主选择安排实验,有力调动了学生学习的主动性和积极性。实验设备自由开放,学生在实验室预约登记后就可以随时去实验室进行实验,实验室会有专门的实验教师安排指导。
3.开展创业,创新训练、竞赛,与教学实验互相补充。材料学科教学科研一体化实验平台除具备进行大学生实验教学功能外,还建设成为大学生创业、创新训练、学科竞赛的平台。利用平台优质资源开展各层次的材料实验技能大赛、新材料创新设计大赛、组织参加“挑战杯”创业计划大赛,开展国家级、校级科技创新项目,与实验教学互相补充,弥补实验教学在教学内容和模式上的局限和不足,形成完整的实践创新体系,这是提高当代大学创新素质的有效途径。
4.充实实验教学队伍,提高实验教学质量。教学科研一体化平台聘任高水平的理论课教师和科研人员参与到实验教学中,充实实验教学队伍,提高实验教学队伍水平和素质。目前平台已经聘请了28名专任教师为兼职实验指导教师。中心实行实验室工作人员的动态流入机制,提高了实验指导人员的数量和水平。实行“科研导师”制,为每个本科生配备科研导师,引导本科生参加科技创新活动,以大学生第二课堂创新研究活动和开放实验室项目为纽带,加强课外实验教学,将实验教学延伸到学科的科研基地,逐渐使课外实验教学成为培养学生创新能力的重要途径之一。
5.规范过程管理,完善监控体系。实验资源平台建立以后,运行和管理由实验中心统一组织和协调,学科实验教学指导委员会负责对实验教学的重大问题进行决策。建立完善各项平台运行过程管理制度、平台开放制度和质量监控评价体系。实行实验室房间责任人制和大精贵仪器设备机组负责制,实验室责任人和大型机组每年年底考核,考核的主要内容包括为大学生服务的实验项目数、实验教学质量、指导大学生创新项目数、参与学生人数和大学生获奖情况等方面,考核合格的实验室和机组续聘,不合格的解除聘用。
6.教学科研一体化实验平台实践效果。实验教学打破本科生实验单一的演示实验方式,组织各种形式的兴趣科技小组,配备大型精贵设备机组责任人为指导教师,让学生参与到教师的科研课题中,在实验研究过程中提高样品处理、仪器操作、结果分析等实验技能。平台“以研究引领教学,以研究促进创新,教学和研究相互交融”,大量科研项目整合提炼为研究创新实验内容,通过课程实验、创新活动、技能大赛等多样的实验教学方式锻炼学生。把科研活动、工程实践与实验教学紧密结合起来,提高实验教学质量。每年中心大型设备使用培训相关实验项目和学生创新活动课题达30多项,受益学生170余人。如培训学生对化学气相渗透炉、多功能高温烧结炉、计算机控制流变仪、高效液相色谱仪等大精贵设备操作熟练,提高了学生的就业竞争能力,学生在毕业时受到企事业单位技术开发部门、质量控制检测部门的欢迎。利用教学科研一体化实验平台资源,近三年毕业生论文有7篇获得山东省优秀学位论文,42篇获得学校优秀论文;17名同学在大学生数学建模大赛和“挑战杯”创业计划大赛等比赛中获奖;本科生正式发表学术论文22篇;在“大学生第二课堂创新活动”项目中,本科生承担完成285项;材料学院本科毕业生一次就业率达到90%以上。
参考文献:
[1]刘英,李佳,徐兆军,等.工程素质与创新精神的培养与实践[J].化工高校教育,2011,118(2):25-27.
[2]程清蓉.改革设备管理模式,建立共享技术平台[J].大学教育,2013,(2):42-43.
[3]欧阳津,申秀民,赵云岭,等.改革实验教学模式培养创新性人才[J].中国大学教学,2008,(2):79-80.
[4]许志刚,刘智敏,字富庭.大学生课外科研训练的探索与实践[J].大学教育,2013,(9):20-21.
[5]顾文豪,齐元胜,赵世英.论学生实践创新能力与学科竞赛平台的辩证发展关系[J].大学教育,2013,(2):19-20.
【Key words】Powder materials and technology;Teaching benefits teachers as well as students;Leading science and technology
《粉体材料与工程》是我校材料科学专业本科生主干专业课程之一,集理论概括性与跨学科交叉性于一身,同时也与基础学科和应用科学紧密相连[1],综合运用现有教学技术和手段,结合前沿专题与实验教学,对于提升学生对于知识的综合运用能力、实践创新能力具有重要的意义。本课程对学生未来的就业与科研工作,同样具有认知与过渡的重要作用。
1 粉体材料与工程在国民经济与前沿科学中的重要意义
粉体材料的理论知识与实际应用,遍布与人们的生产生活,从古至今,从生产到科研,从工业到农业,无处不在。无论中华文明中的陶瓷与火药,制墨与印染,还是现代工业的选矿与煤炭运输,石油业的催化与超硬材料的磨料磨具,粉体材料与技术都在默默的发挥着重大的作用。
随着现代检测与微观技术的发展,特别是纳米技术与纳米材料产业的迅速崛起,人们对于粉体有了更为广阔的分类(块体,颗粒,超细/超微颗粒,纳米颗粒,皮米/飞米颗粒)[2]。对于微观粉体科学的研究,在太阳能电池、无机抗菌材料、纳米仿生材料、超导材料、复合功能材料等前沿科学的研究中越来越被人们所重视。
2 粉体材料与工程的课堂与实验教学内容
针对于材料科学专业,《粉体材料与工程》的课堂教学主要针对以下几个专题进行讲授:颗粒的几何特征,粒径测试方法,粉体颗粒的力学性质,粉碎与制备,分级与分离,储存与转运,混合与造粒,危害与防治等[1-5]。增加备受关注的纳米材料与技术,应用广泛的粉体工业设备的专题介绍。同时辅以《粉体材料与工程实验》课程的实验设计与操作(包括气流粉碎实验、粒度测试与表征、颗粒表面改性等实验),使学生充分认识粉体材料与技术所涉及的物理、化学等各个学科知识,并了解粉碎、造粒、粒度测试与表征等微型仪器设备的原理与使用;综合本专业实习基地(协进陶瓷)现场的实习认知与实际操作,充分调动学生对于知识的运用和理解,激发科研兴趣,为就业与科研工作打下良好的基础。
3 粉体材料与纳米材料
纳米材料与纳米技术是新型科学与技术的代表之一,因为其对神秘微观世界的深入分析以及对现代生产生活的巨大影响而越来越多的被广大同学所喜爱,在绝大多数的材料科学与工程院校均独立开设了课程。纳米粉体属于微观粉体的一种,是粒径尺寸介于1-100纳米的粉体颗粒;纳米粉体具有粉体的一般特性,纳米技术适用于多数的粉体工程;且纳米粉体和技术具有自己独特的尺度特性,如燕山大学、吉林大学与美国芝加哥大学合作制备的纳米孪晶结构金刚石,其硬度相当于天然金刚石的两倍[6]。这些研究成果的引入与介绍,为课堂教学增添了较大的学习乐趣。《粉体材料与工程》课程中,纳米材料与技术是其中重要的一部分,因此把握好粉体材料/技术与纳米材料/技术对于提高学生的学习热情与科研兴趣具有重要的作用,也可以为《纳米材料》等课程的学习打下基础。
4 粉体材料及粉体技术与科学研究
考研、读博,从事科研工作,是学生们毕业后的选择之一,也是现在科技发展、社会需求对教育教学提出的一个潜在要求。粉体材料与技术,涵盖了粉体制备技术、测试技术、表面改性技术、纳米材料与技术、显微仪器操作与设计、分子药物制备、纳米能源器件等各种先进的技术与理念[7]。因此,针对于粉体材料的教学,在基本教学内容中,添加一定的前沿科学知识,有助于学生科研兴趣的培养,对于今后研究生科研课题的基础教育与衔接,有着重大的影响。粉体产业相关的仪器设备,如今在实验室中更加微型化、普遍化,如激光粒度仪、扫描电子显微镜等,这些设备的原理掌握与熟练操作,对于今后的科研工作、设备的改造与研发,有一定的推动作用。
粉体材料及技术,与实际生产生活息息相关,因此开设《粉体材料与工程》相应的实验课程必不可少。为了加强学生对粉体技术的熟悉和掌握,我院单独开设了《粉体材料与工程实验》课程,实验内容以制备、表征和改性为主;依据本地的粉体行业热点(本专业对应的实习基地协进陶瓷是建筑用外墙砖领军企业之一)和实验室现有科研课题、相关设备,制定了高岭土粉碎及颗粒表征实验、粉体颗粒表面改性剂测试等实验。实验中应用到小型气流粉碎机、标准筛、激光粒度仪、扫描电子显微镜等粉体技术常用的制备(破碎)、筛分、表征设备,与《纳米材料》、《材料科学基础》和《现代材料分析测试技术》等课程紧密相连。《粉体材料与工程实验》课程,聘请材料学专业研究生作为助理,针对于粉体技术与理论知识在科研中的应用和重要性,在学生间相互交流得到强化。
5 粉体材料及技术与生活
关键词:材料化学 专业实验 科研结合
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(a)-0045-01
材料化学专业是一个在我国多所高校都设立的本科专业,这个专业研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用,具有明显的交叉学科、边缘学科和应用型学科的性质。同时,材料化学专业是一门应用型理工科专业,实验教学在此专业的教学活动中占有重要的地位。实验教学开展的好坏将直接影响本专业毕业生的水平。另一方面,实验教学是高等院校理工科专业教学体系的重要一环,在培养学生创新精神和实践能力方面具有举足轻重的作用。从大的方面讲,高等院校人才培养的结果将直接影响我国的国际竞争力,因为国家间的竞争是人才的竞争,高素质的人才是一个国家创新的根本,因此,培养创新型人才就成为摆在我国高等教育面前最紧迫的任务。针对上述观点,为更好的培养我校材料化学专业本科生的实验探索能力和创新精神,结合我校在化学与材料科研方面的特点,经过多年的实验教学探索,我们建立了以前沿科学研究融入材料化学专业实验的新型实验的教学方式,以科研骨干力量作为实验指导老师,一方面强化学生的基础动手能力,强调基本功;另一方面带领学生紧跟学科发展方向,突出以学生为中心的实验教学模式,形成依托科研方向和科研项目的研究式为主的实验教学方式。
1 专业实验的基本构成
我们将专业实验课程分为材料合成、结构及性能测试实验和材料加工与设计实验两大部分,这两部分专业实验贯穿两个主旨,一个是加强学生对专业知识的理解和掌握,同时,提高学生的基本动手能力和基本实验素养,学生在学习完成无机化学、结构化学、电化学、物理化学以及其它前导课的理论课及实验课的基础上,进一步学习材料化学方面的相关理论及实践知识。这一部分包括的实验有:(1)LaCeCoNiO3钙钛矿超细粉末的制备;(2)电沉积法制备ITO/TiO2/CdS半导体复合薄膜;(3)X射线衍射粉末法物相分析;(4)染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜电极的光电流测试;(5)TiO2/CdS半导体膜电极光电性能的测试;(6)采用比表面分析仪测定改性纳米TiO2的比表面积;(7)钙钛矿型汽车尾气三元催化剂性能的测试;(8)以SBA-16为模板电沉积Fe;(9)CVD法制备碳纳米管;(10)气敏传感器件的加工、组装及测试;(11)偶氮苯的电子结构和光谱性质的理论计算;(12)金红石相TiO2的晶体结构及相关性质的计算;(13)压力对金红石相TiO2的带系的调控作用等。通过该课程的学习,使学生对功能材料及纳米材料的制备原理、方法有深刻的理解和认识,并使学生能将化学的基本理论与功能材料有机结合起来,培养学生独立思考和创新能力来解决材料化学问题,使学生对现代材料化学的研究现状和发展趋势有所了解。另一方面,是学生科学研究能力的培养和创新能力的培养,利用实验教师的紧跟时代的科研课题,激发学生的学习热情,同时,让学生体会到在科学探究过程中的乐趣。包括有:(1)基于纳米结构TiO2光电池的组装及其性能;(2)TiO2纳米粒子的制备、表征及其光催化性能;(3)功能复合微球设计合成及性质研究等实验,这些实验的结果并不是唯一的,学生可以选择自己感兴趣的方向选择其中一个。通过材料化学实验,使学生了解无机化合物功能材料领域的最新进展,系统掌握无机纳米粒子、超微粉体的制备、分离、表征以及性质研究等方法,培养学生的综合创新能力。
2 专业实验与科研相结合
依托功能无机材料化学教育部重点实验室、光电与能源环境材料省级重点实验室、功能材料省高校重点实验室,我院教师在新型石墨烯材料、半导体光电转换电极材料、光催化材料、化学传感器、光存储材料和有机光电功能材料及器件等方面的研究已经达到了国际前沿水平,同时,承担材料专业化学专业实验教学的老师全部承担参与了国家自然科学基金项目,并且绝大多数老师都是国家自然科学基金项目的项目主持人,这些资源为给学生开展优质的材料化学专业实验提供了保证。学生根据每一位指导教师的研究方向和课题并结合学生自己的兴趣,设计和执行实验方案。在各科研团队老师的指导下,分析实验结果,对存在的问题提出解决方案,最后得出实验结论。随着科研团队研究方向的发展,实验内容每隔三、四年即会调整更新,让学生始终能跟踪材料科学发展的方向,体会到创新的乐趣,自然增加了学生的积极性。
3 为学生创造条件继续深入科研
对一些学有所长,并且有时间和精力的同学,我们对他们开放实验室,为学生创造条件。有兴趣的同学可以在课余深入到教师的科研实验室,在相关教师的指导下,进行科学探索研究。因为专业实验的老师绝大部分都是科研骨干,所以学生在上专业实验课程的时候,能够了解各个老师的研究方向并找到自己感兴趣的方向,在课余时间,学生就可以找到相关的老师,继续自己感兴趣的研究,为他们日后打下基础。进几年来,已经有几位本科生在专业实验之后,走进实验室进行科学研究,并凭借其本科阶段的研究经验成功申请到奖学金,到发达国家的大学继续攻读研究生学位。
经过这些专业实验课程的改革之后,学生的上课热情高涨,学习的积极性也极大的提高起来,而且还有一些学生迸发了进一步进行科学研究的热情。这样又倒过来推动了学生对理论课程的学习,从总体上改善了学生的学习效果,能够更好的培养创新型人才。
参考文献
[1] 杨琼芬.材料化学专业实验课程体系和教学方法改革探索[J].四川职业技术学院学报,2011,21(3):90-91.
陈小龙研究员出生于1964年,1984年在山东工业大学获工学学士,1988年在哈尔滨工业大学获工学硕士,1991年获得中国科学院物理研究所的理学博士学位,曾在德国海德堡大学和拜罗伊特大学做洪堡学者。系统的专业基础知识和良好的学术素养训练为他日后的科研道路夯实了基础。陈小龙老师从1993年担任中科院物理研究所副研究员、1997年担任研究员以来,主要开展了宽禁带半导体晶体、新功能晶体探索和物性方面的研究工作,取得了丰硕的科研成果并实现了多项技术突破。1999年,他获得国家杰出青年科学基金、2003年入选中国科学院“百人计划”、2004年起至今兼任中国晶体学会副理事长和国际衍射数据中心(1CDD)中国区主席。于2007年获得“ICDD Fellow”称号,2009年成为“新世纪百千万人才工程”的国家级人选,获得国务院政府特殊津贴,并且在同年获第五届“发明创业奖”特等奖,由他带领的宽禁带半导体材料研究与应用团队还获得了2010年度“中国科学院先进集体”荣誉称号。
陈小龙研究员先后主持了国家“863”、“973”和国家科技支撑计划等23个重大科研项目。他主导并系统开展的碳化硅晶体生长的基础和应用研究工作,解决了多项关键性的科学问题及系列关键技术,成功生长出2N4英寸的高质量晶体,由他带领团队攻克了晶体制备重复性和稳定性等关键的工程化问题,在国内率先实现了碳化硅晶体的产业化;发现非磁性元素铝掺杂在碳化硅晶体中诱导出磁性,通过中子辐照在碳化硅晶体中引入双空位,并从实验和理论上证明了双空位导致磁性,首次在实验上给出直接证据;他还研究发现了一系列新的功能晶体材料,包括新超导体K0.8Fe2Se2和具有潜在应用价值的闪烁晶体YBa3B9O18等,精确测定了大量新化合物的晶体结构,其中120个化合物的衍射数据被ICDD收录为标准衍射数据。新超导体Kn0.8Fe2Se28超导转变机制不同于其它铁基超导体,具有丰富的物理内涵,在引领国际上铁基超导新的研究方向上发挥了作用。
多年来,陈小龙研究员研发并申请的国家发明专利共计45项,其中已经授权的有16项,在国际学术刊物上300余篇,被引用3200多次。
引领创新之路
陈小龙研究员目前主要的研究方向包括:宽禁带半导体碳化硅、氮化铝等晶体生长、物性及应用研究;大尺寸、高质量石墨烯制备和应用研究;多晶×射线衍射结构分析和应用等多个方面。坚持自主创新、引导技术产业化是他一直以来的心愿和努力的方向。
在当今时代,碳化硅作为重要的宽禁带半导体材料,是制作高温、高频、大功率、抗辐射电子和光电器件的理想材料,在军工、航天、固态照明和电力电子等领域具有非常重要的应用价值,对于军事科技、民用工业的发展至关重要。国际权威市场调查报告显示,2009年全球对碳化硅晶片的消耗量为43.5万片,至2015年这一数字将增加到至少200万片,其蓬勃发展将在世界范围内产生极为深远的影响。
但是,碳化硅晶体生长和加工技术被一些发达国家垄断,对我国实行技术封锁,甚至产品禁运。基于我国对碳化硅晶片的迫切需求以及碳化硅基半导体产业的巨大市场、应用前景,陈小龙研究员于1999年带领团队开始开展碳化硅晶体生长的研究工作。十余年间,在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院等国家部委和各级地方政府的大力支持和亲切关怀下,陈小龙研究员带领团队坚持自主创新、刻苦钻研,不断进行技术攻关,终于取得了重大突破。
国外销售的碳化硅晶体生长设备价格极其昂贵,而且难以调整所生长晶体的尺寸,难以满足国内大规模产业化的需求。陈小龙研究员带领研究人员自主研发碳化硅晶体生长设备,通过创新性的设计和持续的结构优化,研制出了具有自主知识产权的感应线圈内置式碳化硅晶体生长炉;可以兼容生长2~4英寸的碳化硅晶体;实现了坩埚的轴向运动和自传,可以保持温场的均匀性;采用了流动气氛,能够在10-10000Pa实现动态压力的精确自动控制,线性度高。而具备了这些优势的晶体生长设备制造成本大大低于国外同类设备。
陈小龙研究员带领团队充分利用自主研发的碳化硅晶体生长平台,经过无数次的实验、模拟和总结,终于在碳化硅晶体生长和加工技术上取得了一系列的突破,包括:重点攻克了碳化硅晶体缺陷控制、电阻率调控和化学机械抛光等关键技术,掌握了晶体生长和加工的核心技术,形成了一整套从原料合成、晶体生长、加工、检测到清洗封装的技术路线;成功研制出高质量2-4英寸6H碳化硅和4H碳化硅晶片:微管密度最低可小于1个/c、X-射线摇摆曲线半高宽小于30弧秒、位错密度小于104/c、半绝缘晶片的电阻率大于106Q・cm、导电4H碳化硅晶片的电阻率控制在0.02 Q・cm以下,产品技术指标达到国际同类产品先进水平。在科研攻关的同时,陈小龙研究员高度重视知识产权保护,已经先后申请相关的国家发明专利24项,其中已授权6项,并且提交行业标准草案2项,同时正在申请美国和日本专利。
实现成果产业化
在中国科学院和新疆生产建设兵团的大力支持下,2006年9月,陈小龙研究员团队开发的碳化硅晶体生长相关技术成功进行了产业化,成立了北京天科合达蓝光半导体有限公司,这标志着我国在该领域实现了零的突破。在产业化的过程中,陈小龙研究员的团队实现了产研结合,建立了拥有48台晶体生长炉的碳化硅晶体生长和加工线,形成了年产3万片的能力,成功地将实验室晶体生长和加工的研究成果推广到大规模的工业化生产,并保证了生产的稳定性和重复性。陈小龙研究员主导的研发中心在大尺寸(4英寸)碳化硅晶体生长和提高晶体质量方面取得了快速进展。目前天科合达公司生产的2-4英寸导电碳化硅晶片、半绝缘碳化硅晶片成功销往20多个国家和地区,广受好评。自2009年以来,公司连续被国际著名半导体咨询机构YOLE公司列为全球碳化硅晶片主要制造商之一。
XX年至XX年,基于美国国家教育和经济中心与匹兹堡大学合作的《英语、数学、科学、应用学习能力表现标准》这一研究成果,我校确立了《促进学生学科学习能力发展的实践研究》这一课题,因为研究聚焦课堂,为了提高研究的科学性和操作性,老师们尝试以课堂观察记录真实的研究情况,并通过数据及描述性的文字,检验研究的假设是否有效,存在的问题有哪些,以及如何进行解决。
一)基于课堂,扎扎实实开展研究
在课堂观察全面启动之前,学校选择了一个教研组,在与组员深入沟通的基础上,进行了首次的课堂观察。课前,执教教师做好准备工作,其他教师分工领了不同的任务,坐到了教室的不同方位。课后,在聚焦这些描述性语言,比对教师与学生同一环节的不同行为、语言、情感之后,我们发现了一些具体的问题,
并针对发现的问题和剖析的原因,研究小组通过进一步深入而细致地研讨,提出了解决问题的办法和策略。在之后的第二次教学中,教研组根据讨论的结果对这一环节进行了重新的设计,很大程度提高了教师课堂提问的有效性,也提高了学生学习的积极性和有效性。之后,学校将这一次的课堂观察全过程,在全体教师会议上做了介绍和推广,并邀请了教研组长和执教教师各自畅谈了自己的感受和想法,从而引起更多教师的共鸣与理解。
在以点带面,全面铺开的过程中,各个研究小组会遇到各种各样的研究障碍,此时,科研室与学术委员便会深入课堂,通过数据统计、现场描述,拨云见月地发现问题,深入浅出地剖析问题,最后在集体的研讨中提出解决问题的策略与方法。这样“基于学生观察”的研究手段,使我们实现了角色的转变、视角的转换和焦点的转移,使“以学生为本”“关注学生学习”的理念通过具体的研究落到了实处。
二) 有效整合,教研科研相辅相成
研究工作无论如何都会占用教师的教育教学时间,研究越是深入,所花费的时间越是多。如何保障教师的研究时间,使减负增效落到实处呢?答案只有一个,有效整合。在借助课堂观察推进课题研究的过程中,科研室提出将课堂观察工作与教导处的滚雪球听评课工作相结合,有主题,有目的,有方法听评课能切实提升这项工作的有效性。另外,利用录播教室的创建,科研室将研究的空间进行了最大化的利用和延展,在录播教室进行的教学实践,通过网络,坐在办公室的老师们都能参与其中,极大提高了研究参与者的广度。而坐在教室中的老师们借助课堂观察,强化了合作的意义,使研究团队更具凝聚力。
二、在专家引领中提升研究水平,通过制度建立确保研究质量
一) 搭建平台提供优质资源——建立导师制度
为解决教师研究过程中的难点,提高研究的实效性,学校制定了科研导师制度,除定期聘请市高校专家、市理论研究所专家外,我们还聘请在各学科领域有专业发言权,并能在实践中有指导能力的市级专家,如市师资培训中心的专家,市区在某一学科研究领域中的名师或特级教师。由于这些专家既有扎实的一线教学经验,又有深厚的理论功底,因此受到了教师的欢迎。我们的研究工作室重视实践,立足课堂,将课题研究与日常教学紧密结合,在不增加教师额外负担的同时,提高教学的有效性和科学性。这样的研究,理论与实践互为融合,对教师研究而言,既提高了厚度,也拓展了广度。
二) 提高教学研究综合能力——变压力为动力
近年来,带领党委一班人在转型发展、创新机制、加强自身建设、推动科学发展方面进行了一系列有益的探索和实践,党委科学决策的程序日趋完善,各项制度和规则进一步健全,转型发展的路子越走越活,民生问题得到有效解决,社会事业得到空前发展,全乡经济社会各项事业均取得了较好的成效。
1、科学发展的思路和工作重点不断优化。紧紧围绕县十五届党代会和乡第十六届人代会确定的基本思路和奋斗目标,深入落实“十字”思路,奋力推动发展转型,大力实施“一体两翼”工作部署,确立了以建设小康砚峡、和谐砚峡为己任,以率先建成新农村示范乡为统揽,以破解资源型乡镇的转型发展为目标的科学发展新思路,坚定不移地走工业强乡、商贸活乡、产业富民的路子,创新机制,延伸工业,反哺农业,经营三产,保障民生,积极探索“退二进一,退二进三”的新路子,连续两年组织实施了“131”工作计划(即实现1个目标,走好3条路子,办成10件实事),统筹经济社会各项事业发展,着力加快小康砚峡建设进程,初步走出了一条比较符合砚峡经济社会实际的科学展之路。
2、转型发展的路子越走越活。始终把加快发展作为第一要务,坚持把“两个加快”作为贯彻落实科学发展观的基本着力点,放在突出的战略高度,在转型发展上,提出了坚定信心,坚持走好三条路子的思路,做大做强华砚工贸公司,延伸煤炭产业链条,工业强乡的路子;兴建便民市场,组建华砚物业管理公司,靠城多元化发展商贸活乡的路子;壮大核桃接续产业,做强兴旺公司和千头种猪繁育中心替代产业,发展草畜、药材、劳务经济等特色产业;积极稳妥地实施华砚宾馆委托经营改制工作,实现扭亏增收和集体资产保值增值目标,全力推动乡域经济社会在科学的发展轨道上持续前进。两年来,全乡有15个单位和个人获得县级以上荣誉20多项,主要经济指标连续多年保持了两位数的高位增长。2007年全乡限额以上工业增加值完成5675万元,同比增长8%;固定资产投资完成1522万元,同比增长1.2%;乡属企业上缴税金1460万元,同比增长2%;农民现金收入达到3898元,同比增长8%,实现了经济社会的又好又快发展。
3、科学决策的机制逐步形成。机制就是生产力。好的机制,可以发挥人才的作用,焕发组织的生机和活力。相反,如果没有先进的机制,组织就犹如一潭死水,黯然失色。时代的飞速发展,谁抢先创新机制,谁就赢得发展主动权。结合砚峡实际,统筹考虑全乡综合发展问题,确立了“以强带弱,以企带村,东西互动”均衡发展战略,尝试以强带弱机制,这是我们的创新之举。在机关大胆推行包村干部带项目带资金的工作机制,解决村级党支部说话有人听、干事有人跟的问题;优化组合了“六队一室”和“双包一联”工作运行机制,分工协作,条块结合,确保各项工作高效运转。建立了班子成员定农户包产业、定村社包项目、定企业包效益、定典型包培育、定指标包完成的“五定五包”工作责任制,全面执行村干部万元年薪制,完善了工作实绩与干部考核相对应的激励机制,这些机制成为助推全乡经济社会协调发展重要保证,也是砚峡乡人民群众对实践经验的科学总结。
4、社会事业的得到不断加强。坚持以人为本的发展理念,近两年先后投入哺农资金4600万元,努力为民措办实事,实施道路交通、塌陷治理、旧村改造、移民搬迁等项目,先后启动实施了砚峡新村、麻池安置区、靳家湾安置、韩河村朱家庄社搬迁和东沟旧村改造5处小康住宅建设工程,启动实施了土桥、曹家沟村的“八个一”美在农家创建活动。农村合作医疗制度稳步推行,覆盖面逐年扩大,医疗卫生服务水平明显提高。村干部养老、医疗保险、城乡低保等制度不断完善,社会保障能力进一步增强。群众居住难、上学难、行路难、看病难、养老难、增收难等“五难”问题得到有效解决,全乡安全生产形势稳定,社会治安秩序良好,人民生活水平有了较大提高,切实把砚峡新农村示范带培育成了全县以工哺农的典型,统筹城乡发展的典型,使之成为华亭新农村建设的缩影。
5、党的建设创新推进。建立健全了党委工作制度,完善了《砚峡乡重大事项决策议事规则》、廉政建设规定、重大事项请示汇报和重大事项党委会议决策制度。推行机关干部竞聘上岗,村干部坐班制或村干部工作日制度,修订村干部管理办法、养老保险办法,村集体经济管理办法,大幅度提高村干部报酬,围绕“人怎么选、事怎么定、钱怎么花”三大主题,扎实推行“三制三化”,深入加强村级、企业**管理,解决了村级组织在推进村级**管理过程中运行程序、操作规程、基本规则和方法步骤缺失的问题。大力实施“人才工程”,与甘肃农业大学成人教育学院联合办起了“生命科学技术”专业本科班砚峡教学点,开创了高校与乡镇联合办班对干部进行学历教育的先例,干部教育工作迈上新台阶。扎实开展“双百”培训工程,培养了一大批“土专家、田秀才”。优化组合“六队一室”工作运行机制,对16名班子成员全部进行细化分工,并实行班子成员包村、包典型工作和联系企业的“双包一联”工作推行机制,推行以强带弱、以企带村、东西互动工作机制,把后山四个弱村交由砚峡、东沟社区管理,乡上制定帮建工作实施办法,并与两个党总支签订新农村建设专项责任书,专项兑现奖罚,形成众人拾柴火焰高的共建共享的长效机制。
近几年,在贯彻落实科学发展观、推动乡域经济发展的过程中,我深深体会到:解放思想是“总开关”、推动转型是“金钥匙”。具体来说有这么几点值得一提:
一是要实现科学发展,必须战胜自我。必须要有一种战胜自我的精神,首先表现为理念上的创新。我们要敢于与习惯思维挑战,与传统观念决裂,坚持与时俱进,用转型的理念指导发展,用“亲商”、“崇商”、“双赢”的理念营造环境、发展自已。战胜自我,关键要有敢闯敢冒的胆识。敢于突破自己,也敢于突破前人,敢走别人没走过的路,办事情是“水路不通走旱路,条条大路通北京”,独辟蹊径,把事情干成。可以说,只要有利于发展,只要能够发展,就没有不敢想的事,没有不敢干的事,没有干不成的事。就是“跳起来构想,跑起来实践”,“在没有空子的地方找空子,在没有机遇的地方找机遇。”战胜自我,还表现为永不满足的执着追求。深刻反思,我们还普遍存在着惟书惟上、思维传统、理念陈旧、创新不够、容易满足、行动迟缓等问题。我们必须冲破陈规陋习,以敢想敢干的勇气,只争朝夕、顽强拼搏的劲头,积极寻求加快发展的新办法,闯出加快发展的新路子。在制定砚峡发展目标上,要突出产业转型,突出新农村建设,实现多元化发展,必须自我加压,不留余地,追求最大最高和宏伟的发展目标。这是体现我们人生价值的难得机遇,也是对组织的交代,更是对这篇热土上人民群众的交代。二是小干不行,必须大干。作为一个山区乡镇,要实现科学发展,必须实施转型发展战略。这就要求我们只有大干快上,才能迎头赶上,逐步缩小同外面先进发达地区的差距。去年随同全县党政考察团,学习考察了山西晋城市和河南焦作市的部分县区,这些地方大多都是煤炭资源型城市,与我乡有许多相似之处,学习他们的经验具有很强的针对性。通过学习考察,我深深感到,这些地方转型发展的步伐很快,成效也很明显,同时也强烈地感受到他们那种抓发展的拼劲、干大事的狠劲和不达目的不罢休的韧劲。无论过去基础好的还是实力差的,现在的成就都是干出来的。他们上下一股劲,不畏难、不怕苦、不嫌累,拼搏大干,埋头实干,最终干出了实力、干出了速度、干出了翻天覆地的变化,更是干出了奋发向上的精神风貌,通过大干实现了大步跨越、科学发展。相比之下,我们的工作力度小、节奏慢、效率低,特别是表现在项目建设上,有时遇事总是慢半拍,坐失良机。学习他们的经验,我们必须以超常规的举措,谋求超常规的发展。如果不重新审视自我,切实认清形势,就会与他们的差距越拉越大,甚至会跌入发展的“低谷”。
三是认准的事,必须一抓到底。“锲而不舍,金石可镂”。凡认准的事情,不管风险多大,压力多大,都要千方百计去办;凡定下的事情,不管困难多大,阻力多大,都要百折不挠去干,干好了对全乡整体工作就是一个带动,对群众的思想观念就是一次更新,对群众的精神状态就是一次振奋。对经过实践检验符合实际的成功路子不改变、不动摇,义无反顾,持之以恒,凡是正确的路子我们就要坚持到底,凡是认准的事就要一抓到底,只有这样,发展目标才能圆满实现,各项事业才能不断推进。实践证明,凡认准的事,就要善于决策,敢于决策。在别人看不清、吃不准的时候,做到站得高,看得远,认得准,有胆有识,敢于决断。对决策了的事、认准的事,就要有食不甘寝、夜不能寐的责任感,要有非我莫属、舍我其谁的使命感,要有十万火急、刻不容缓的紧迫感,要有如临深渊、如履薄冰的危机感,不惜一切代价,“任尔东西南北风”,“咬定青山不放松”。只要坚定信念,持之以恒,锲而不舍,一抓到底,认准的事就能成功。实践证明我们乡上提出的三条路子转型战略和率先建成新农村示范乡的宏伟目标是正确的,符合砚峡实际,符合科学发展观和构建和谐社会的要求,符合全乡老百姓的愿望,是引领全乡经济社会步入科学发展轨道的行动指南,是指导全乡经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和党的建设的总纲。
二、影响和制约科学发展的突出问题及根源分析
进入分析检查阶段后,根据征求到的意见和建议,对个人存在问题进行了更深层次的剖析,存在的问题主要有:
1.与科学发展观的要求对照,理论学习方面还没有完全做到全面系统。虽说平时比较注重学习,集体组织的各项活动和学习都能积极参加,并且认真记录、认真思考,但平时拘于日常工作,主动学习的自觉性不高。特别是学习的内容缺乏系统性、全面性,对很多新事物、新知识学习不够透辙,掌握和运用还不够好。在学习上侧重于与本职工作有关的内容,强调学以致用,缺乏全面系统的知识升华。只满足完成本职工作,没有自觉地去学习,结合自己的思想实际的少,思想政治素质还不完全适应形势发展的要求。
2、与科学发展观的要求对照,工作作风方面还没有完全做到深入细致。工作缺乏全面、深入细致地了解和掌握,在知人、知事、知情上还有一定差距。一是深入基层调查研究、指导工作不够细致。虽然自己能够经常深入到企业和各村调查研究,了解情况,但整天忙于事务,真正铺下身子,带着问题到基层调查研究、“解剖麻雀”取得第一手资料少。二是对同志关心不够。在工作中,安排工作多,压任务、压担子多,与同志们思想交流少,坐下来谈心少,思想工作做得不够,体贴关心不够。有时到基层,也多是检查、督促工作,没能经常、定期地到基层去关心一线工作的同志,听听他们的意见和呼声,帮助他们解决工作上、生活上的一些实际困难。
3、与科学发展观的要求对照,工作方法方面还没有完全做到统筹兼顾。在工作中还存在一些薄弱环节,一是对干部缺乏广泛的了解。对乡党委班子成员了解多,对乡机关干部了解少,难以很好的知人善任。二是在基层组织建设上投放的精力不够。把基层组织建设的任务压给分管领导和各村,基层组织工作创新不够,一些村班子的战斗力、凝聚力、号召力不强。三是抓落实的力度还不够。在整体工作的安排布置上,都能尽量做到周密细致,有布置、有检查,但有时受一些阶段性工作的影响,不能很好的统筹兼顾,尤其是对村、社区和企业干部管理上,考虑基层同志工作具体、难度大,干事不容易的成分多,缺乏硬手段和铁手腕;在对待领导班子内部和个别同志的差错问题上,侧重于讲团结、讲和谐和泛泛地指导,轻轻地纠错,没铁面无私、果断纠错的胆量和勇气;在推行和推动工作、抓落实方面,注重稳中求进,忽视了时效要求,注重了充分准备,忽视了猛扑猛干,注重了经济效益、社会效益和正面影响,忽视了方面作用。
认真分析问题产生的根源,有思想观念上的,也有工作方略上的,但主要还是对科学发展观的认识不够,缺乏科学发展的理念。主要表现在:
1、重事务,轻学习。认为自己身处基层主要是抓好工作落实,不要求有多高的理论水平,缺乏学习的压力感和紧迫感。从客观上总是强调工作忙、任务重,没有处理好工作与学习之间的关系,存有“工作第一,学习第二”的错误想法,造成自身理论水平跟不上形势发展,没能很好地把学习理论与改造自己的主观世界结合起来。
2、重指导,轻实践。自身存在的作风不够扎实、工作不够深入等问题,有时过于相信和依赖各位分管领导,认为每一项工作都有专门的领导去抓,自己出出主意、点点题,多督促检查几次就可以了,不必每项工作都亲历亲为,缺乏深入实践考察研究。
3、重安排,轻要求。在工作安排上,强调每项工作都要有新的提高、新的发展。但在具体落实上,没有用全县一流的标准去要求、去衡量。即使有个别单位的工作完成不太好,也多是考虑他们的困难因素,自己主观上替他们解脱,人为地降低了工作标准。二是小干不行,必须大干。作为一个山区乡镇,要实现科学发展,必须实施转型发展战略。这就要求我们只有大干快上,才能迎头赶上,逐步缩小同外面先进发达地区的差距。去年随同全县党政考察团,学习考察了山西晋城市和河南焦作市的部分县区,这些地方大多都是煤炭资源型城市,与我乡有许多相似之处,学习他们的经验具有很强的针对性。通过学习考察,我深深感到,这些地方转型发展的步伐很快,成效也很明显,同时也强烈地感受到他们那种抓发展的拼劲、干大事的狠劲和不达目的不罢休的韧劲。无论过去基础好的还是实力差的,现在的成就都是干出来的。他们上下一股劲,不畏难、不怕苦、不嫌累,拼搏大干,埋头实干,最终干出了实力、干出了速度、干出了翻天覆地的变化,更是干出了奋发向上的精神风貌,通过大干实现了大步跨越、科学发展。相比之下,我们的工作力度小、节奏慢、效率低,特别是表现在项目建设上,有时遇事总是慢半拍,坐失良机。学习他们的经验,我们必须以超常规的举措,谋求超常规的发展。如果不重新审视自我,切实认清形势,就会与他们的差距越拉越大,甚至会跌入发展的“低谷”。
三是认准的事,必须一抓到底。“锲而不舍,金石可镂”。凡认准的事情,不管风险多大,压力多大,都要千方百计去办;凡定下的事情,不管困难多大,阻力多大,都要百折不挠去干,干好了对全乡整体工作就是一个带动,对群众的思想观念就是一次更新,对群众的精神状态就是一次振奋。对经过实践检验符合实际的成功路子不改变、不动摇,义无反顾,持之以恒,凡是正确的路子我们就要坚持到底,凡是认准的事就要一抓到底,只有这样,发展目标才能圆满实现,各项事业才能不断推进。实践证明,凡认准的事,就要善于决策,敢于决策。在别人看不清、吃不准的时候,做到站得高,看得远,认得准,有胆有识,敢于决断。对决策了的事、认准的事,就要有食不甘寝、夜不能寐的责任感,要有非我莫属、舍我其谁的使命感,要有十万火急、刻不容缓的紧迫感,要有如临深渊、如履薄冰的危机感,不惜一切代价,“任尔东西南北风”,“咬定青山不放松”。只要坚定信念,持之以恒,锲而不舍,一抓到底,认准的事就能成功。实践证明我们乡上提出的三条路子转型战略和率先建成新农村示范乡的宏伟目标是正确的,符合砚峡实际,符合科学发展观和构建和谐社会的要求,符合全乡老百姓的愿望,是引领全乡经济社会步入科学发展轨道的行动指南,是指导全乡经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和党的建设的总纲。
二、影响和制约科学发展的突出问题及根源分析
进入分析检查阶段后,根据征求到的意见和建议,对个人存在问题进行了更深层次的剖析,存在的问题主要有:
1.与科学发展观的要求对照,理论学习方面还没有完全做到全面系统。虽说平时比较注重学习,集体组织的各项活动和学习都能积极参加,并且认真记录、认真思考,但平时拘于日常工作,主动学习的自觉性不高。特别是学习的内容缺乏系统性、全面性,对很多新事物、新知识学习不够透辙,掌握和运用还不够好。在学习上侧重于与本职工作有关的内容,强调学以致用,缺乏全面系统的知识升华。只满足完成本职工作,没有自觉地去学习,结合自己的思想实际的少,思想政治素质还不完全适应形势发展的要求。
2、与科学发展观的要求对照,工作作风方面还没有完全做到深入细致。工作缺乏全面、深入细致地了解和掌握,在知人、知事、知情上还有一定差距。一是深入基层调查研究、指导工作不够细致。虽然自己能够经常深入到企业和各村调查研究,了解情况,但整天忙于事务,真正铺下身子,带着问题到基层调查研究、“解剖麻雀”取得第一手资料少。二是对同志关心不够。在工作中,安排工作多,压任务、压担子多,与同志们思想交流少,坐下来谈心少,思想工作做得不够,体贴关心不够。有时到基层,也多是检查、督促工作,没能经常、定期地到基层去关心一线工作的同志,听听他们的意见和呼声,帮助他们解决工作上、生活上的一些实际困难。
3、与科学发展观的要求对照,工作方法方面还没有完全做到统筹兼顾。在工作中还存在一些薄弱环节,一是对干部缺乏广泛的了解。对乡党委班子成员了解多,对乡机关干部了解少,难以很好的知人善任。二是在基层组织建设上投放的精力不够。把基层组织建设的任务压给分管领导和各村,基层组织工作创新不够,一些村班子的战斗力、凝聚力、号召力不强。三是抓落实的力度还不够。在整体工作的安排布置上,都能尽量做到周密细致,有布置、有检查,但有时受一些阶段性工作的影响,不能很好的统筹兼顾,尤其是对村、社区和企业干部管理上,考虑基层同志工作具体、难度大,干事不容易的成分多,缺乏硬手段和铁手腕;在对待领导班子内部和个别同志的差错问题上,侧重于讲团结、讲和谐和泛泛地指导,轻轻地纠错,没铁面无私、果断纠错的胆量和勇气;在推行和推动工作、抓落实方面,注重稳中求进,忽视了时效要求,注重了充分准备,忽视了猛扑猛干,注重了经济效益、社会效益和正面影响,忽视了方面作用。
认真分析问题产生的根源,有思想观念上的,也有工作方略上的,但主要还是对科学发展观的认识不够,缺乏科学发展的理念。主要表现在:
1、重事务,轻学习。认为自己身处基层主要是抓好工作落实,不要求有多高的理论水平,缺乏学习的压力感和紧迫感。从客观上总是强调工作忙、任务重,没有处理好工作与学习之间的关系,存有“工作第一,学习第二”的错误想法,造成自身理论水平跟不上形势发展,没能很好地把学习理论与改造自己的主观世界结合起来。
关键词:材料科学基础 实验课 多媒体教学 网络教学
Construction of multimedia and network teaching for foundation of materials science experimental lesson
Liu Xiaoying, Zhao Jie, Zou Longjiang, Ji Shouhua
Dalian university of technology, Dalian, 116024, China
Abstract: Based on the character of multimedia teaching and network teaching, the construction methods for foundation of materials science experimental lesson are put forward. Compared with traditionally experimental lesson, the advantage and disadvantage of multimedia teaching and network teaching are pointed out, and the improvement methods are mentioned.
Key words: foundation of materials science; experimental lesson; multimedia teaching; network teaching
材料科学基础是材料科学与工程专业中重要的专业基础课,该课程对构建材料专业技术人员的专业知识体系和后续其他专业课的学习具有非常重要的作用。它以材料学领域的基础理论知识为背景,阐述了各种材料的共性基础知识,从材料的组织结构出发,研究材料的性能与材料结构和制备工艺之间的关系,既具有较强的理论性,又与生产实际有紧密的联系[1]。材料科学基础实验课则是为本科生开设的实践性较强的必修课,是以理论与实践相结合的方式深化学生对理论知识的学习,并提高其动手操作能力的重要途径。强化课程实验和实践环节的教学,无论对学生基础理论知识的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。在材料科学基础课程中主要有两类实验:验证性实验和设计性实验。前者是使学生验证已学过的理论,巩固已学过的知识,加深对知识的理解。后者在于培养学生综合应用所学知识的能力,培养学生动手和亲自设计实验、研究解决工程实际问题的能力,并使学生获得书本以外的知识和技能[2]。因此加强材料科学基础实验教学环节的改革与研究,对培养学生的科学实验能力和创新能力至关重要。目前部分材料科学基础开放性实验以教师板书实验内容为主,存在学习途径单一,教学方式简单,人多设备少不能实现每人都操作等问题。如何拓展学习途径,改进实验方法,激发学生学习兴趣,引导学生全面深入学习,提高学生动手操作能力和认识水平成为亟待解决的重要问题。现在计算机和网络已经广泛普及,学生接触计算机和网络的机会日益增加,多媒体及网络实验教学成为解决上述问题的重要途径。
1 多媒体及网络教学的特点
多媒体及网络教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体及网络,并与传统教学手段有机组合,共同完成实验教学,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果[3]。我们通常所说的多媒体及网络教学是特指运用多媒体计算机将预先制作的多媒体教学课件及软件通过网络开展的教学活动。它又称为计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction,CAI)。
多媒体及网络教学平台具有以下特点:
(1)集成性高。能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。这是纸质书籍所不能比拟的。
(2)信息量大。网络犹如浩瀚的海洋,通过它可以获得大量的知识和信息。
(3)交互性强。交互性是计算机有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息,而互联网技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。
(4)实时性强。当用户给出操作命令时,相应的多媒体及网络信息都能够得到实时控制。
(5)耗时间短。获取同样多的信息,多媒体及网络所需时间较少,效率更高。
2 与传统实验课相比存在的优势与不足
多媒体及网络教学是一种先进的教学手段。随着科技进步及计算机技术的发展,多媒体教学及网络教学方式越来越多地应用于当代大学课堂。利用现代化的多媒体及网络手段进行材料科学基础实验课的教学,不仅是教学方式的改革,同时对于优化教学过程,提高教学效率及教学质量,激发学生的学习兴趣,充分调动学生的积极性,提高动手操作和解决问题的能力都具有非常重要的作用。
运用多媒体,可以模拟各类理论及实际情况,使学生仿佛身临其境,寓教于乐,化抽象为直观,化复杂多变为简单明了,从有限的实验项目中学到丰富的理论知识,从而达到良好的互动及学习效果。通过网络形式展示实验过程及结果,可以节约时间,提高效率,调动学生的学习积极性,拓展他们的学习途径。
我们在关注多媒体及网络教学优越性的同时,也要注意其存在不利于学生形象思维能力培养,师生面对面的交流受到限制,多媒体及网络教学使用“程度”的把握需要进一步实践检验等问题。在教学中要注意优化多种教学手段,重点使用“参与式”和“互动式”的教学手段。注意不要以讲代做,要加强学生综合设计能力和实际动手操作能力的培养。
3 多媒体及网络教学的改进方法
在实验课中运用多媒体及网络教学手段时,教师必须谨记“多媒体及网络仅是取得良好教学效果的辅助手段,是为教学服务的”,在实施过程中也要牢记以提高学生认知能力为主导,努力做到扬长避短,以提高教学质量。
(1)作为材料科学基础课程实验教师,要与主讲教师良好沟通,针对不同学习内容开设不同实验课,以期最大限度地发挥实验课的作用,提高学生对理论知识的认识,同时有针对性地准备多媒体课件,包括视频、音频、软件、图片等。
(2)从实验课教师角度讲,不要过多地依赖多媒体及网络,要正确地认识其在教学中的作用,牢记多媒体及网络仅仅是一种教学手段而不是教学内容的全部。一定要根据具体的理论课内容选用适当的实验课多媒体教学内容,而不是全部使用多媒体及网络教学,避免其喧宾夺主,占用学生大量动手操作的时间。如在讲解设备原理与操作步骤及注意事项时,可用多媒体进行播放,深化学生的认识与理解。而具体操作过程及实验结果的获得则要由学生自己完成,以加深印象,同时提高学生的实验设计能力及综合分析能力。
(3)从学生角度来讲,需要教师有重点地制作实验课多媒体及网络教学课件,将某一理论知识以形式多样的实验方式传授给学生,加深他们对理论知识的理解和掌握。同时针对学生求知欲旺、好奇心强、计算机知识丰富的特点,加强实验课中实验过程的软件模拟环节,将复杂的、受限于实验条件而难以实际动手操作的实验以直观的方式呈现在学生面前,以提高实验效率和学生参与积极性。
4 平台建设主要内容
针对材料科学基础实验课的现状,结合笔者多年的教学经验提出实验课多媒体教学及网络教学平台建设主要内容:
(1)全面按照教材组织实验教学,增加利用多媒体、网络手段进行实验教学的环节。开发“材料科学基础开放性实验”多媒体授课系统,将多媒体实验教学软件中适于自学的教学PPT(包括验证性实验和演示性实验)、实验指导书及复习资料等电子资源上网,供学生随时学习。
(2)全面采用现代教育技术开展课程教学工作,基本建成实验课程网络教学体系。完善网络实验课程教学内容,开发适合网络教学的实验教学软件,实现网络化授课,将教师授课视频放到网上,促进资源共享。搭建基于动态网页的网络资源系统,制作基本理论知识和实验过程的视频和动画,使材料科学基础课程与开放性实验课程内容紧密结合。
(3)开发虚拟实验软件,将部分实验过程用计算机模拟,提高实验效率和学生的参与积极性。
(4)开发网上实验选课系统和评分系统,达到资源充分利用及优化配置。开展网上答疑、在线交流及BBS论坛建设,提供教师与学生互动沟通的平台。
参考文献
[1] 赵杰.材料科学基础[M].大连:大连理工大学出版社,2010.
一、蔬菜产供销基本状况
我市蔬菜市场供应总人口约21万人,其中万源城区常住人口9万人,乡镇街道人口5万人,常年流动消费人口2万人,中转供应城口、镇巴、紫阳人口5万人,常年蔬菜需求量约3.2万吨。本地现有常年商品蔬菜生产基地约20__亩(不包括土豆),年产商品蔬菜约7000吨;季节性蔬菜生产园地约3.2万亩,年产商品蔬菜约9000吨,其中外销达州、广安、南充、重庆等地3000吨,供应本地约6000吨;本地产蔬菜供应本地市场总量约1.3万吨,约占总供应量的40.6 % ,其余59.4 %的供应缺口约1.9万吨均从成都、重庆、汉中、南充、达州等地调入。
二、蔬菜流通渠道建设状况
全市市场供应的3.2万吨蔬菜,通过批发市场环节的约1.9万吨,占59.4 %;经过农贸市场零售的2.76万吨,占86%;超市经销的占2%,固定摊位销售的占3%,流动摊位销售的占9%。可见我市蔬菜销售的主要场所是批发市场和农贸市场,单独的菜店(包括超市蔬菜专区)和摊位所占比重很小,总共仅占14%。因此,批发市场和农贸市场是我市蔬菜流通服务体系的关键环节。截止20__年底,全市已先后建立农贸市场21个,总投入1600万元,建立农产品批发市场2个,总投入300万元。
三、存在的主要问题
首先是产业管理体制不顺。目前的情况是农业部门负责发展生产,商务部门负责市场销售,产销两张皮,协调难度大。农业部门发展蔬菜生产,常有产品销售不畅的情况,蔬菜生产户常因此找农业部门和乡镇政府的麻烦,农业部门落得个劳心费力不好看的结果,造成蔬菜主产区无人愿去发展蔬菜生产,生产日趋萎缩,供需缺口越拉越大,蔬菜调入比重逐年加大,而且还有继续扩大的趋势。
其次是蔬菜流通基础设施建设严重滞后。我市目前还没有蔬菜或鲜活农产品专业批发交易市场,只得占道从事蔬菜批发经营活动,场地狭小,交通拥阻,卫生较差,交易量小,活动分散,辐射作用差,本地蔬菜生产大户无法进场批发产品,外地客商无法入场批量采购运销产品,造成产品购销两难,只得将本地产品转运到达州批发市场进行批发交易,本地蔬菜经销商又从达州将万源产的蔬菜运回万源进行再批发。
再次是我市蔬菜产品安全性管理滞后,目前还没有专门的蔬菜安全管理机构、检测设备和检测人员。
四、几点建议
(一)提高认识,加强领导。建议市人民政府将“放心菜”服务体系建设纳入“菜篮子工程”,实行市长负责制,建立市政府“菜篮子工程”领导小组,由市长亲自挂帅任组长,分管副市长任副组长具体负责抓落实,各相关部门负责人为成员。领导小组在市商务局设立“菜篮子工程”办公室,由商务局长任办公室主任,各成员单位抽调业务骨干参加“菜篮子工程”办公室的日常管理协调工作,由商务部门牵头统一组织实施“菜篮子工程”,实行人、财、物、产、供、销一条龙的产业化集中管理体制,贯彻落实“菜篮子工程”市长负责制的各项方针政策,按照以销定产的原则发展生产,确保市场供应。
(二)分工负责,密切配合。市农业部门要严格监管农业投入品的使用,加强对“菜篮子”产品的检验检疫和安全检测,按照《农产品质量安全法》的规定,负责配备检测设备和培训人员,切实履行好蔬菜安全的监管责任。市发改委要加强对“菜篮子”产品生产、流通、检验检测、产品信息等基础设施建设的扶持。市财政部门要加大生产、流通投入,要让放心菜工程建设资金及时足额到位。市工商行政管理部门负责放心菜流通环节的监管,组织实施市场交易秩序的规范管理和监督,查处假冒伪劣“菜篮子”产品,无证、无照加工和经营“菜篮子”产品等违法行为。市质监部门负责“菜篮子”产品加工环节的质量卫生监管和对进出口产品检验检疫。市卫生部门负责餐饮业和食堂等消费环节的监管,审核、发放“菜篮子”产品加工、经营企业卫生许可证。市环保部门会同市农业部门负责制定“菜篮子”产品种植、养殖生产环境安全标准和监管办法,对影响产品质量的生产环境及污染源进行监督管理。市
水利部门负责“菜篮子”产品供水源的保护,配合环保部门搞好水质监管,要加强农田水利基础设施建设,扶持无公害蔬菜基地排灌设施建设,提高“菜篮子”产品生产基地的排灌能力。市国土资源部门要负责“菜篮子”产品无公害生产基地建设的规划和保护。市交通部门要结合乡村道路建设,积极扶持无公害蔬菜基地建设。电力部门要搞好农电改造,积极扶持无公害蔬菜基地的电力配套建设。市公安部门要开通绿色通道,减免有关费用,确保“菜篮子”产品运输畅通。市林业、科技等部门在项目和资金上要对放心菜基地建设给予扶持。市金融、税务部门要完善支持“菜篮子”产品生产、流通、进出口的政策措施。
(三)统筹协调,搞好规划。在基地建设方面,全市规划建设8000亩绿色无公害蔬菜基地,其中在白沙、八台、堰塘、旧院、白羊五个乡镇共建立东部菜区20__亩,在太平、茶垭、官渡、皮窝四个乡镇共建立北部菜区20__亩,在罗文、曾家、花楼3个乡镇共建立南部菜区20__亩,在石人、赵塘、黄钟3个乡镇共建立西部菜区20__亩。在市场建设方面,加快大巴山鲜活农产品批发市场的规划建设,配套建立产品质量安全检测中心。
(四)加大“菜篮子”产品生产环节监管力度,从源头上保证产品质量安全。
1、加强对“菜篮子”产品产地环境的监测,及时、有效地防治农业生产环境污染。对污染农业生产环境的行为,环保部门要加大监督检查和处罚力度。
2、加强农业投入品监管。严格种子、种畜禽、农药、兽药、鱼药、肥料、生长调节剂、饲料及饲料添加剂等农业投入品的生产和经营准入条件,依法加强监管。合理施用肥料、农药,推广使用有机肥料和高效低毒农药,依法严肃查处生产、经营和使用国家明令禁止农业投入品的行为。
3、加强安全生产技术培训,使农民掌握并应用放心菜生产技术。建立农药等投入品的经营和使用登记制度,在基地内设立无公害蔬菜农资专供点。农业部门核发无公害农资经营许可证,未经许可的经营户要坚决予以取缔。
4、加强动植物病虫害防治。建立高效运转、快速反应、安全无害的动植物病虫害综合防治体系。健全动植物病虫害测报预警体系,充分发挥植保、兽医等基层技术队伍及各类农业技术协会的作用,加强对农民的技术培训,提高病虫害的防治水平。
5、加强对“菜篮子”产品加工业的监管。从企业保证“菜篮子”产品质量卫生安全的必备条件抓起,采取生产许可、出厂强制检验等监督措施,在加工源头确保不合格产品不出厂销售,并加大执法监督和打击制造假冒伪劣产品行为的力度。
(五)建立安全的“菜篮子”产品产销经营体制,整顿和规范市场秩序。
1、积极实施放心菜产销标准和技术规范。生产经营企业(包括各类市场和生产基地)要严格按相关标准和技术规范进行生产、加工、包装、运输、储藏(保鲜),确保“菜篮子”产品质量卫生安全。
2、开发无公害蔬菜市场。建议尽早启动位于万源城区原水泵厂的大巴山鲜活农产品批发交易市场建设项目,为我市“菜篮子工程”的发展创造更好的交易条件。积极探索无公害蔬菜和净菜配送,逐步推进农超对接进程,让广大人民群众吃上放心菜。
3、严把批发市场和零售市场入门关。重点对各类市场销售的蔬菜、瓜果、畜禽产品、水产品等各类“菜篮子”,!产品的药物残留进行监测。严禁销售病害病死畜禽产品、水产品以及注水肉、含“瘦肉精”的猪肉。进入超市和市场销售的“菜篮子”产品,应有质量卫生检验或检疫证明。没有证明的,有关生产经营者应主动送检。进入市场销售的“菜篮子”加工产品,还应具有能够说明产品真实情况的信息,如产品生产企业(地址)、生产日期、储存条件、保质期、产品成份和技术指标,包括农用药物残留限量所依据的标准等。
4、规范批发市场和农贸市场秩序。各类经营“菜篮子”产品的市场、摊店应建立进货索票检验制度,禁止经销不符合质量卫生安全要求的产品。
5、开辟“菜篮子”产品绿色通道。坚决制止各种形式的地区封锁,撤销一切不合理的关卡,开通绿色通道,杜绝乱收费、乱罚款,保证“菜篮子”产品正常流通。
(六)加大“菜篮子”产品检验检测力度,加快检验检测体系建设。
1、建立检测机构,加强产品质量安全检测,推行“菜篮子”产品质量卫生安全追溯制度。从“菜篮子”产品生产、加工、包装、运输、储藏(保鲜)到市场销售的各个环节,都应有产品质量卫生安全的检验检测指标及合格证明,发现不符合卫生安全标准或质量不合格的产品,要及时、有效地追溯发生问题的环节和责任,并按照有关法规进行处罚。
2、建立与“菜篮子”产品有关的认证认可和产品标识制度。农业部门负责无公害农产品产地认定申报的初审和复审工作。质检、环保部门负责“无公害食品”、“绿色食品”和“有机食品”标识的申报和监督管理工作。加强对标识使用的管理,严格控制产品质量,对申报获得绿色食品、无公害产品标识的企业按有关规定给予奖励。
3、对卫生安全不合格的“菜篮子”产品实行无公害化处理或予以销毁,由行政执法机关督促执行。
(七)完善扶持政策,加强宏观调控。
1、完善和落实各项扶持政策。根据《土地法》,征用城市郊区的菜地,用地单位应当按照国家有关规定缴纳新菜地开发建设基金。新菜地开发建设基金应主要用于放心菜工程建设。
2、加大投入力度。市政府安排资金用于检测体系建设、无公害蔬菜品种引进、试验、示范和推广、基地开发补助和无公害产品申报奖励。财政、交通、水利、国土资源、农业、环保、科技、林业等有关部门要加大对无公害生产基地的投入力度。
关键词:材料科学与工程专业;课程体系;实验教学体系建设
TB30-4
材料科学与工程是一门研究材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工以及它们之间相互关系的规律,以及对材料的生产技术和生产过程进行研究的学科。材料科学近年来迅速发展成一门独立的学科,并呈现出与工程相互交叉渗透的发展趋势。作为基础学科,单纯的注重培养专业素质明显已经不能适应社会发展的需求。随着我国材料科学与工程教育改革的逐步实行和迅速发展,高等院校的相关材料专业也从课程教育体系、实验教学体系、教学方法等方面进行了改革。该体系应树立新型的教学模式,优化教学方案,建设完善的课程体系和实验教学体系,从而能不断提高教学质量,充分培养学生的创新意识和创新能力,全面推动材料科学与工程教育的改革。
本文根据我校的实际情况,借鉴其他院校改革的相关经验,对材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设进行了探讨和分析。
一、课程体系建设
材料科学与工程专业的课程体系建设,应符合21世纪高等教育的发展趋势。树立以素质为前提,知识为载体,能力是关键的新型人才观。还要把各类材料和相关的合成技术以及分析测试技术当做一个整体,进行分析,真正形成“大学科”,才能满足社会和时展的要求。课程体系建设主要包括以下几个方面。
1.公共基础课。公共基础课主要包括两个方面,分别是:社会科学基础课程体系和自然科学基础课程体系,占总学分的45%。公共基础课主要包括了人文社会科学知识、自然科学知识以及工具性知识,主要是为了培养学生的思想道德品质、文化素质和身心素质、获取知识的能力。
2.专业基础课和专业核心课。专业基础课包括数字电子技术基础,画法几何与工程制图、工程力学等课程,占总学分的6%。专业基础课以培养学生的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。
专业核心课是材料科学与工程专业的重点组成部分,密切围绕学科专业的基本要求和培养目松柚茫即可以突出学科专业的共同特点又可以体现不同院校的办学特色。专业核心课主要包括:材料科学基础、材料工程基础、材料物理化学、材料物理性能、材料科学研究方法、材料设计与制备、计算机在材料科学与工程中的应用七大课程,占总学分的14%。充分体现了“大材料”学科的共同知识体系。有利于学生更有效的掌握专业知识,更好地培养学生形成良好的的科学素质、知识应用能力、创新能力。
3.专业选修课。按照二级学科设置专业选修课,占总学分的13%。主要包括无机非金属材料的主干课程,和金属材料的主干课程。学生通过选修这类课程,可以在掌握“大材料”学科共同知识的基础上,对于无机非金属材料和金属材料的基本知识结构体系也能有一定的了解。此外,还开设了高分子材料、复合材料、材料成型加工工艺与设备和一些特色选修课,使核心课程得到深化,也激发了学生的学习兴趣。
4.公共选修课。公共选修课包括各种素质类课程和任选课程,占总学分的8%。这类课程开设的主要目标是加强学生的人文主义和经济管理等教育,促进学生的个性发展,提高学生的综合素质。
5.实验设计。实验设计包括实验课程、设计及实习等。实验设计是理论教学知识的延伸,有利于培养学生的实际操作能力,激发学生对科学研究的兴趣。主要的内容包括:课程设计、材料性能实验室、材料设计与制备综合实验室、毕业实习等。占总学分的14%。
二、实验教学体系建设
随着社会经济的发展和科学技术的进步,对于材料和工程专业的人才的要求也不断提高,他们应掌握材料现代测试技术与研究方法,并且要具备从事各种材料合成制备、性能与结构分析研究、新材料开发及应用的能力。以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨,根据材料科学与工程专业培养目标要求,构建课程基本知识-专业综合-设计创新三层次实验教学体系。课程基本知识实验教学体系服务于专业理论课程的实验教学;专业综合实验教学体系是独立于专业理论课程平台的实验教学,包括课程设计、材料设计与制备综合实验、毕业设计;设计创新实验教学体系是为学生自主设计创新服务的平台实验教学。[1]
材料科学与工程专业平台实验室下设材料制备实验室、材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室、材料计算机模拟实验室,形成了即独立又相互联系的实验教学体系。这种实验教学体系不但能够满足材料科学与工程专业核心课程的需要,也为材料综合实验教学水平的提高和学生自主创新设计创造了条件。
材料科学与工程专业安排了专门的时间来进行材料设计与制备实验,学生通过亲自动手做实验,能够熟练掌握材料科学研究的一般程序,对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征等也有了全面的了解,有助于理解材料的设计思路与研究方法。学生还可以根据教师布置的实验题目,为了获得性能达标的各种材料,设计出较合理的制备工艺制度,利用平台实验室进行材料制备,从而了解材料制备方法、工艺、设备性能与操作方法。利用材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室对所制备的材料成品各种无力性能进行分析,并对实验结果进行综合分析。综合实验的训练,培养了学生分析及解决问题的能力。
三、讨论
综上所述,我校在“大学科”的背景下,构建以材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面以及其相互关系为基础的材料科学与工程专业体课程体系,体现了素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则。构建了以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨的材料科学与工程专业实验教学体系。但是教学改革不可能一蹴而就,是一个不断发展的过程,只有通过不断探索和实践,总结经验,才能不断完善材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系,以满足社会对相关材料科学与工程专业人才的需求。
尊敬的各位领导、同仁:
大家好!
今天,我和大家交流的话题是《以教育科研引领学校管理特色》。
一、管理特色的确立
(一)背景
XX年以前,洼子店中学只有9个教学班,学生不足400人。教学条件简陋,师资力量薄弱。主要表现为师资结构不合理,严重缺科;教师教育教学观念落后,教学水平更是参差不齐;课堂沉闷,效率低下。布局调整合校后,优秀学苗仍然流失严重。如XX年暑假招生,本镇前100名只留下3人。教学条件、师资力量、学苗素质严重制约着学校的课堂教学质量。
(二)确立
面对残酷的办学现实,如何改善教学条件,提升师资水平,提高教学质量,已经成为学校迫在眉睫的重要课题。我校领导班子反复酝酿,充分论证,明确提出了科研兴校的战略方针—— “以教育科研引领学校管理特色”。决定通过发展信息技术教育来改善教学条件,并与集体备课相结合,提高教师专业水平,构建有效课堂,以此来达到吸引学生、留住学生、发展学生的目的。
二、管理特色的研究
(一)、明确目标,规范管理
学校制订了《教育科研发展规划》,建立了教科研管理制度和教科研成果奖励机制,明确了教科研工作的重点和主要策略、措施。确立了教育科研中心课题《加强现代信息技术教育,推动教师专业发展》和《集体备课管理评价策略研究》,并加强对各级各类课题的规划和整合,形成了一个以中心课题为统率,由分部主课题和教师子课题组成的课题群,使教科研工作规范化、系统化。承担的河北省电教馆“十一五”规划课题《初中数学与信息技术的整合研究》和承德市“十一五”规划课题《集体备课管理评价策略研究》,带动了中心课题研究向纵深发展。课题研究过程中多次请教研室和电教站领导进行专业指导,学校的教科研氛围日益浓厚,取得了较好的成绩。
(二)、发展信息技术教育,引领教师专业发展
1、加强信息技术装备建设,实现教学手段现代化
自XX年开始,学校千方百计筹措资金,先后投入127余万元,购置了较为先进的信息技术设备。现已装备语音教室1个、多媒体网络教室1个、多功能演播厅1个、学生计算机教室3个。共有台式电脑130台,笔记本电脑50台,移动多媒体2台,电子白板2块。专任教师实现了人手一机,24个教学班全部装备了多媒体,实现了“班班通”。建立了完善的校园网,网点覆盖每间教学、办公用房。并装备了分布校园各个角落多达30个音区的广播设备系统。在加强硬件建设的同时,学校不断提高教学资源建设水平,我校享有农村中小学远程教育资源和河北省远程教育资源,并先后投入20万余元,购买了足够的电子课程资源和大批教学软件,并建立了学校教学资源库。
技术装备的不断投入和更新,全面改善了教学条件,满足了日常教学需要,更为教育科研工作的开展奠定了良好基础。
2、强化信息技术培训,促进教师专业成长
我校注重强化教师群体的信息技术培训,努力建设一支与现代教育技术同步发展的教师队伍。XX年,作为一所农村学校的教师,懂信息技术者寥寥无几。学校就邀请电教站领导和老师,利用寒暑假多次从教育教学观念引导,从使用技术进行指导。同时,我校强化教师树立网上学习的观念,并通过专题讨论、现场观摩、案例分析、课件制作和各种竞赛活动,使教师在相互交流中提高,在实践探索中成长。目前,我校教师都能自制课件,都能熟练使用、乐于使用多媒体进行课堂教学。教师运用现代教育技术的能力、信息技术与学科教学整合的能力、网络教研能力都得到了提高,使教师向现代化、信息化、科研型转化。今年开学,我校所有专任教师又开通了教育博客空间,以此作为专业化发展平台。
(三)、加强集体备课研究,促进有效课堂构建
几年来,我校在教研室的指导下一直致力于《集体备课管理评价策略研究》,走研究、实践实践、反思反思、再研究的科研之路,促进了有效课堂的构建。
1、建立了科学的集体备课制度。
我校在实践中不断完善集体备课制度,使集体备课日趋科学、合理,主要包括《集体备课实施方法和步骤》、《教学设计编写要求和评价标准》、《集体备课研讨制度》、《集体备课反思交流制度》、《集体备课检查督导制度》、《集体备课奖惩制度》、《集体备课管理评价制度》。
【关键词】 材料力学;测评体系;实验教学;理论教学;能力测试
材料力学作为工科学生的重要专业基础课,有其理论严密、逻辑性强、完善的理论体系,同时也有将力学理论知识与工程实际相结合的分析问题、解决问题的方法手段。为了培养应用型创业人才,本校力学教研室对《材料力学》的教学进行了一系列的改革。而作为验证学生能力的考试测评体系的探索与实践,必将与时俱进成为《材料力学》教学改革的重头戏。如何把能力培养、能力考核融入考试测评这一教学环节,进一步培养学生能力素质、巩固教学成果、激发学生的学习主动性,这是教学工作者对考试测评体系进行改革创新的目的和动力所在。
1 革新考试方法是培养学生能力素质的需要
1.1 期末一次性终结测评方法的弊端。长期以来,很多高校教师根据一份期末考试答卷、一份实验报告来确定学生的《材料力学》学业成绩。这种传统考试方式有利于考察学生对基本理论、基本方法、基本技能的掌握程度,却无法针对学生动手能力、语言表达能力、创造性思维能力等方面进行准确考核。对于平时认真学习、探讨问题较深的学生来说期末考试试题太容易,感觉到在考试中还没有展示出自己的才华;而那些平时学习不努力、基本功不扎实的学生,临时抱佛脚顺利过关的人也不少;对于平时不学习的学生,考前押题针对性地学习、考试时左顾右盼也有侥幸过关的。显然,这种一锤定音的传统考试模式,难免存在着不合理、不科学、不公平等因素。
1.2 轻视实验考核测评的弊端。每学期都会出现轻视实验的现象:理论成绩考九十多分的学生,实验成绩才得六、七十分;甚至有的同学根本就不参加材料力学实验操作、不写实验报告。显然,这种现象背离了开设实验课的初衷,并没有起到培养学生动手、动脑、开拓创新的能力的作用。
2 材料力学实验成绩测评体系研究
目前本校开设了“材料弹性模量和泊松比的测定”、“组合梁弯曲正应力实验”、“弯曲和扭转组合变形实验”等十个验证性、综合性、设计性材料力学实验验。学生可以根据本专业实验教学大纲的要求选做实验,每个试验在试验总成绩中具有相同的权重,试验前预习、试验操作、试验报告、创新实验是实验成绩的评定依据。
2.1 加大实验考核权重或独立开设实验课。过去,材料力学实验成绩在学业成绩里占的比例较少,引不起学生的重视和关注。为此,本教研室加大了材料力学实验成绩的权重,科学合理地处理好了材料力学理论成绩、实验成绩的关系。
材料力学实验教学大纲中实验课时不少于八学时的土木工程、土木工程管理、房屋建筑施工技术等偏土木专业,材料力学实验独立设课,在教学计划中有独立的教学地位,其成绩和学分直接计入学生学籍档案。
而实验课少于八个学时的机械设计制造及其自动化、工业设计、工业工程、材料成型、冶金工程、材料工程等偏机械专业,材料力学部分只有六个或四个学时的实验课,实验教学不独立设课而隶属于理论课程。为了加大实验成绩的权重,先将实验学时扩大到原来的两倍,再计算实验成绩在学业成绩中所占的比例。
2.2 材料力学实验主要对实验能力形成过程进行考核。
2.2.1 试验前预习(10%)。实验前要求学生要搞清试验目的、原理、步骤,熟悉试验用仪器设备,准确处理理论数据,并能正确回答教师所提出的问题。
2.2.2 试验操作(30%) 。学生在试验过程中应该遵守实验室学生守则、试验设备操作规程;要求学生做到试验操作正确、规范、试验数据准确无误,或合理采用创新手段。
2.2.3 完整、简练、准确完成试验报告(50%)。实验报告是材料力学实验成绩的主要评定依据,要求学生“完整、简练、准确”完成实验报告,做到完整地描述实验的目的、原理、步骤,以及言简意赅地回答思考题、准确完成作图及数据处理。
2.2.4 独立完成创新实验(10%)。鼓励学生设计创新实验,让学生独立自主完成实验设计、理论计算、误差分析,并撰写总结或科研创新小论文,培养学生科学研究的意识和能力。
3 理论教学成绩考试测评体系研究
学生能力形成有一个过程,灵活采用多种可行的定量或定性测评方法,结合学生自评、学生互评、教师他评方式,将学生的学业测评渗透到教学的全过程。在教学过程中注重对学生的综合能力进行测评的同时,利用期末终结性理论考试促使学生对所学知识进行复习、巩固、升华,进一步提高学生解决综合问题的能力,充分挖掘学生潜能、实施创新的导向性。
3.1 跟踪教学过程的形成性测评考核模式(20%)。跟踪材料力学教学全过程对学生进行考核,一方面,教师可以及时研究在备课、讲授、辅导、答疑、批改作业和测验等各个教学环节上成功的经验和值得吸取的教训;另一方面,学生及时收到考核、测评的反馈信息,从而使学生认真总结得失、差错,吸取经验教训,养成好的学习习惯和求实创新的科学态度。
3.1.1 作业5% ,每次课后即时布置作业,对本堂课及以前的知识进行练习,夯实所学内容。以完成课后习题质量优劣,定性给出A+、A、A-、B+、B、B-等级,期末再量化为分数。
3.1.2 口试5%:口头回答或在黑板上解答,解答完后再请另一位同学为其讲评,最后根据答题和讲评情况定量给出成绩。通过学生课堂发言,考核学生的语言表达能力、知识点是否熟练掌握。
3.1.3 阶段性平时测验10%:在四种基本变形、应力状态、组合变形教学内容完成后及时进行三次平时测验,使学生对所学知识进行复习、巩固、深化。
3.2 能力水平测试模式(20%)。针对工科材料力学具有逻辑严密的理论体系、科学的研究方法,以及与工程实际密切联系的特点,能力水平测试侧重于材料力学研究方法手段、知识的灵活运用应用。
3.2.1 大作业或力学竞赛:侧重于将工程实际问题转换成力学模型、建立数学方程的能力考查,以及具有考研水平难度的理论推导题,着眼于考核学生掌握对知识的积累、理解、深化、逻辑思维、学科手段、灵活处理问题的能力。(10%)
3.2.2 撰写学习经验总结或力学研究小论文,培养学生科学严谨求实的工作学习作风,考核学生自我评估能力、学习能力、科研能力。(10%)
3.3 期末终结性理论考试(60%)。材料力学的基本概念、基本原理、基本技能技巧是学生学习后续课的基础,也是各种考证定级、注册师考试、研究生入学考试的必考内容。因此,期末采用闭卷考试形式对材料力学进行测评是十分必要的。
终结性理论考试学生答题时间一般为两个小时,是对学生掌握材料力学知识的全面考查。命题要强调材料力学的基本内容、分析方法的综合性、计算的准确性,注意“点”与“面”的结合、知识面的宽度和广度。考试内容在教学大纲范围内突出重点、适当涉及难点、尽量覆盖所学课程的内容,试题应该有一定的难度,避免一些过于肤浅、需要死记硬背的知识,关注一些有关键性的、有重要实际意义的内容。题型要多样化,可采用填空、选择、作图、分析、计算等题型。试题所涉及的知识,对于“基本概念、基本原理、基本方法”这三基类内容分值应该占卷面总分的65%左右、一般综合类占20%左右、综合类占15%左右。试卷应该具有较高的区分度、信度和效度,本届期末A、B考卷与前后四年该专业材料力学A、B考卷不应该有雷同的题,使考试更为公正、公平、合理。
4 应用讨论
在传统考试方式测评学生成绩的同时,结合学生能力水平测试模式,“多层次、全过程” 跟踪实验教学、理论教学的考试测评体系的应用,使学生端正了学习态度、明确了学习目的,大大调动了学生的积极性。经过本校三年的实践,学生考核成绩呈正态分布,基本上客观、公正、全面地反应了学生的学习能力、科研能力、动手能力。
该考试测评体系具有一定的科学性、完整性,适应范围广,可以推广应用到含有实验课程的理论力学、工程力学、建筑力学、大学物理、电子技术等学科。
参考文献
[1] 王国超,基础力学课程考试方法改革的探讨 [J],西南民族大学学报,2005.31(2), 315~316
[2] 张能武,材料力学实验教学改革的思路 [J],中国现代教育装备,2006.44(10), 40~41
[3] 闫振林, 高校材料力学实验教学改革的思路[J],河南教育学院学报,2003.12(3) , 32~33
[4] 周文峰,土木工程材料试验成绩评定方法探讨[J],山西建筑,2007.33(12),215~216
【关键词】材料学科;创新能力;研究生
近年来,伴随着高校研究生招生规模逐年扩大,如何创造更好的教学和实验环境以利于研究生的培养,进而提高培养质量和创新能力,已经成为学校管理层和研究生导师越来越关注的现实问题。
一、培养优秀的材料学硕士研究生需具备的基本条件
1.必要的材料科学科研实验平台和项目经费支持
作为材料科学的研究生,所参与的课题研究绝大部分工作要在实验室完成,这就需要其所在学校或学院必须有基本的实验设备平台。例如许多高校的知名材料学院往往是建设有该科学研究领域重要的人才培养与科学研究基地,例如有国家重点实验室,这些就是研究生开展探索实验的综合资源平台,这样的科研创新平台综合性好、交叉性好,集成创新能力高。对于年轻导师,他们的科研经费较少,在实验室启动过程中存在诸多困难,而且平时的耗材投入较大,这些现实的问题都摆在面前。因此,作为年轻导师的研究生们更需要充分利用学校的综合实验平台来开展自己的工作。
2.导师的辛勤培育和前沿指导
导师是研究生培养工作的第一负责人,对研究生的培养起到至关重要的作用。导师首先要用自己的科研项目为学生提供基本的实验条件,其次要承担研究生的日常补助,但最重要的是要对学生的学业全面负责,这包括课程选择,开题以及毕业答辩,每个环节都要付出辛勤的努力。导师会成立以导师为组长的科研小组,研究生入学后就以科研小组为单位进行学习和科研。研究生导师是教师队伍中的精英,是培养研究生的主体,也是科研小组的负责人。导师在小组中逐渐建立浓厚的科研的氛围,其学术水平和业务能力也是研究生学习的榜样,并能正确引导研究生尽快进入学科前沿,开展科研攻关产出创新性科研成果。
3.学生的刻苦钻研和勇于创新
很多高校在研究生培养方案上不断改革,在推进国际化进程中逐步采取了一些具体措施,例如材料学专业学术型研究生培养中提出发表中文核心论文的硬性要求。既然要发表高质量的科研论文,那么学生在平时的科学实验工作中就必须刻苦钻研,精心设计研究试验方案,并按部就班地完成每项实验步骤,逐条记录实验结果并总结实验规律。除此以外,根据研究生学位条例的要求,材料学专业的学术型研究生要在本科学领域做出有一定创造性的结果,这些都离不开学生自身的刻苦学习和发奋努力。
二、材料学硕士研究生培养环境的不足之处
1.研究生生源及录取方式
现在很多省属高校的研究生招生普遍面临一些生源问题,其一是本校的优秀本科生不愿意免推,而且大部分学生选择211或985高校;其二是很多二本或三本的学生虽然报考了研究生,但自身专业成绩考试不理想。这些问题导致生源质量有所下降,而最终使得大量学生只能通过调剂来获得录取资格。
2.研究生课程体系及学习态度和科研态度
研究生实行的是学分制,但目前绝大多数学校对研究生所开的课程及讲授的学时不足。对于材料科学专业的研究生来说,公共课所占学分比偏大,专业课学时少,大多还是沿袭本科教学的灌输模式,陈旧的多前沿的少。课堂教学集体自由讨论的机会较少,更谈不上有实践机会。课程考核一般还是小论文和试卷考试的模式,比较单一,成绩评判标准也不够规范,这些都严重影响了学生独立思考和创新能力的培养。导师在培养学生的过程中严格把好质量关,其严谨治学的态度对研究生产生潜移默化的影响,使得研究生清楚地认识到自己学习的压力而不能忽视每一个环节,从而端正学习态度乐于进取。对于科研态度,也是在导师的教诲和平时的学习中养成的,如何在科研过程中一丝不苟,是每个研究生的必修课。当然,现实中也有诸多不尽人意的地方,存在部分老师只为吸收科研助手而招研究生,对学生疏于管理。
三、提高材料学硕士研究生培养质量的几点想法
根据全国高校学生就业指导中心的《全国高校毕业生就业状况》,近年来研究生就业发展形势不尽人意,这与学历越高越容易找工作的观念大相径庭。反思来看,是毕业研究生数量增加的同时,质量普遍出现下滑。因此,下面就如何提高材料学硕士研究生的培养质量谈下几点想法。
1.必须保证研究生入学考试生源质量稳中有升
现在普遍的现象是二本三本报考一本,普通一本报考985或211高校,而且本校的优质本科生往往放弃保研机会,希望通过考研进入到大城市如北京和上海,或者是优秀的学生被大公司或大型国企高薪聘用。所以,对于省属高校研究生招生必须面对的是优质生源难找。例如,某大学材料学院2013年硕士研究生报考人数出现全面回落,该学院及时通过考研宣讲会和招生咨询服务等措施,加强了对应届毕业生的宣传动员工作,这样才稳定本校报考生源。
2.导师队伍建设是研究生教育质量提升的关键
随着研究生教育规模的不断扩大,导师队伍建设中出现了诸多迫切需要改进的问题。以材料学专业为例,需要按学科发展方向设置导师岗位,现在各学院大多是通过合并后组成的大学院,学科研究方向不仅多而且难以归总,因此在新导师遴选时应该尽量完善选拔制度,按需设置岗位,实现导师队伍结构的合理化。而且,必须考虑材料学科的未来发展前景和行业需求。为全面提高导师队伍素质,应该通过高校教育合作来资助教师进行国内外访学以促进高层次合作培养工作。
3.增加激励机制,鼓励发表高水平论文
根据财政部、国家发改委、教育部联合的《关于完善研究生教育投入机制的意见》,从2014年秋季学期起,研究生教育开始全面收费而不再有公费生,但是值得庆幸的是各高校完善了奖助制度,对于大部分研究生提供了基本奖助金,使得研究生所获资助总体上超过其应缴纳的学费,不会增加新的经济负担。但是,要想获得高额奖助金必须发表高水平论文。对于材料学方面的学生来说,如果在国外顶级期刊上发表了高档次的论文,应该给予重奖,即增加现行激励机制的奖励额度,鼓励学生勇攀科学高峰。再则,学校可通过设立研究生创新科研项目并且创建研究生创新实践基地,给予优秀的研究生团队一定的经费支持。
4.激发科研创新能力
培养科研创新能力是研究生教育的基础部分,是提高研究生培养质量的关键所在。首先,必须培养其求真务实尊重实验科学的精神,让研究生能够独立地在严谨求实的前提下,经过精细合理的实验方案去尝试,再经过严格的实验步骤和缜密的理论公式去推导和验证,最终获得科学的规律和结果。只有学生自身对科学产生了兴趣,在尊重科学精神这个基础上才能进一步激发科研创新能力。其次,导师要善于激发研究生的创新思维,鼓励研究生发挥其主观能动性,要让学生认识到现代科学技术已逐渐向综合化和多元化发展,鼓励把科学问题放到不同的学科去探讨。
武汉科技大学研究生教改项目:综合利用学科实验大平台提高研究生培养质量的探索研究;校级教改项目:2014X047
?枸 H ? ? ? ? `? 化教学模式的构建
在课堂教学模式的研究中,基于本专业培养计划和该课程教学大纲,将板书、CAI技术,实验视频、课堂虚拟实验室等教学手段相结合。利用板书提高教师即兴讲解的阐述效果;利用CAI技术和实验视频提高视听效果,增加课堂信息量;利用课堂虚拟实验室演示仪器装置、原理及使用方法,与学生互动,使理论和实践操作的学习同步,促进专业知识的掌握。同时采用启发式、讨论式、互动式、类比式等立体化教学方式,引导学生发现问题、解决问题,进而理解相关的原理和概念。
城乡低保不断规范。今年,全市以城市低保人均月补差169元位居全省第一;农村低保工作重在扩面,出台了《××市农村低保家庭收入核算办法》,进一步规范申请、审核和审批程序,强化民主评议和公示环节,确保将符合条件的农村困难群众纳入保障范围,实现动态管理下的应保尽保。目前,全市在册农村低保对象8825人,累计发放保障金422.08万元。
城乡困难群众医疗救助更加高效。通过进一步简化程序,加大医前、医中救助力度,继续资助城乡低保、农村五保、重点优抚对象参加城乡各种保险。目前,全市共救助414人次,累计发放医疗救助金162.23万元,较好地保障了困难群众“病有所医”。
困难群众分层分类救助全面启动。拟定了以就业、教育、医疗、住房、重大节日生活救助、临时困难、司法等“七位一体”为主要救助制度内容的《××市低收入家庭困难群众专项救助制度》,以此推动“低保家庭享受全部救助制度,低收入家庭享受部分专项救助”的分层分类救助,实现救助体系的全方位、多层次、全覆盖。目前,全市已救助243人,累计发放救助金28.66万元。
“社会救助强基工程”有序推进。按照机构、人员、经费、场地、制度和工作六到位的要求,进一步加强民政基层基础工作,重点解决基层救助工作力量薄弱的问题。目前已制定了相关意见,正与人事等部门沟通协商,待市委、市政府研究后下发。
积极做好“大拆违”中困难群众社会救助工作。围绕当前我市大拆违的重点工作,及时下发《关于查处违法建设期间困难群众最低生活保障工作的实施意见》,对符合低保条件的困难户,不仅现场办理,还要求在3个工作日内办结;对不符合低保条件但生活确有困难的,按照以人为本的原则,由县、区政府按照《××市临时困难救助暂行办法》给予一次性临时救助,确保了重点工作的顺利进行。
城乡低保不断规范。今年,全市以城市低保人均月补差169元位居全省第一;农村低保工作重在扩面,出台了《__市农村低保家庭收入核算办法》,进一步规范申请、审核和审批程序,强化民主评议和公示环节,确保将符合条件的农村困难群众纳入保障范围,实现动态管理下的应保尽保。目前,全市在册农村低保对象8825人,累计发放保障金422.08万元。
城乡困难群众医疗救助更加高效。通过进一步简化程序,加大医前、医中救助力度,继续资助城乡低保、农村五保、重点优抚对象参加城乡各种保险。目前,全市共救助414人次,累计发放医疗救助金162.23万元,较好地保障了困难群众“病有所医”。
困难群众分层分类救助全面启动。拟定了以就业、教育、医疗、住房、重大节日生活救助、临时困难、司法等“七位一体”为主要救助制度内容的《__市低收入家庭困难群众专项救助制度》,以此推动“低保家庭享受全部救助制度,低收入家庭享受部分专项救助”的分层分类救助,实现救助体系的全方位、多层次、全覆盖。目前,全市已救助243人,累计发放救助金28.66万元。
“社会救助强基工程”有序推进。按照机构、人员、经费、场地、制度和工作六到位的要求,进一步加强民政基层基础工作,重点解决基层救助工作力量薄弱的问题。目前已制定了相关意见,正与人事等部门沟通协商,待市委、市政府研究后下发。
积极做好“大拆违”中困难群众社会救助工作。围绕当前我市大拆违的重点工作,及时下发《关于查处违法建设期间困难群众最低生活保障工作的实施意见》,对符合低保条件的困难户,不仅现场办理,还要求在3个工作日内办结;对不符合低保条件但生活确有困难的,按照以人为本的原则,由县、区政府按照《__市临时困难救助暂行办法》给予一次性临时救助,确保了重点工作的顺利进行。
关键词:科研成果;创新实验;教学体系;教学成果
中图分类号:G642.423 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0274-02
一、引言
材料科学与工程专业是一门以实验为基础的学科。材料专业的实验教学多以验证型实验为主,学生严格按照实验指导书进行实验,难以激发学生的兴趣及创新性思维。科研过程具有探索创新性,而科研成果又具有前沿性,所以高校人才培养中,应该利用科研来促进教学,尤其是实践教学。将科研中最新的理论及技术,转变为适合实践教学的知识及技能,在教学中可以有针对性地培养学生的科研意识及能力,从而将科研促进实践教学,成为提高学生创新能力与实践能力的有效途径。作者针对哈尔滨工程大学材料学科服务于船舶及海洋研究的特点,结合实验中心设备及人员条件特征,建立了以科研促进开放型材料创新实验的教学体系。
二、实验项目的开发
(一)实验项目的调查研究
哈尔滨工程大学材料学研究以船舶与海洋应用方向研究为主,其他研究为辅,主要研究领域包括超轻材料与表面技术、海洋先进材料、高性能金属材料、表界面科学与技术、海洋工程金属材料、微纳新材料及生物医用材料与工程等,涉及船舶及海洋用材料的开发、性能及应用等方方面面。目前材料实验教学中心拥有材料科学基础、材料测试、材料计算、材料物理、材料制备及表面工程技术实验室,所有实验室面向全校开放,充分满足教学及科研的需求。
通过学习国内外大学在学生创新实践以及综合能力培养方面的成果经验,并研究其实验内容、实验方法及实验手段,结合我校材料学科研究内容及发展方向和实验中心自身情况,将科研中具有前沿性、创新性、实用性及可行性的内容,引入到材料创新实验中来。由学生根据兴趣自主选题,自主完成实验方案及过程设计,并自主完成实验过程及实验总结报告,指导教师只起到辅助、协调和技术监督的作用。实验成果可以以报告及实物等多种形式给出,为大学生取得科技成果及发表科技论文提供实践依据,从而将科研引入到教学,实现实验课程的开放性及创新性。
(二)实验项目基本情况
实验中心与各研究所合作把教师最新科研成果引入实验项目中作为实验素材。结合实验人员的专业水平,提炼、选择相适应的理论和成果,规划设定出实验的方向和内容。学生以自由组合的5―7人项目组来完成项目。项目组将采用合适的材料科学与工程模型,通过比较研究材料设计、加工及性能之间的关系提高学生对材料科学的理解,培养学生工程创新及科研业务水平。每个项目组由实验中心指派指导教师一人,实践指导将通过口头交流、研讨会以及多媒体交流等方式完成。
考虑到学生已经具备材料科学基础知识及基本的加工、计算、分析测试知识,并进行过基本的材料实验技能训练,实验项目设定应具备模拟计算、加工以及分析测试等多个材料科学研究手段。但根据实际情况,只要设计有理有据、实验真实可信、过程完整,允许实验结果不够理想。结合学校材料学科研究方向,制定了几种实验项目,其中实验项目应根据最新的科研成果、具体实验室资源及科研方向,进行及时的调整。下面列出了其中五种实验项目:(1)“淬火钢回火转变的电阻及组织研究”,采用目前研究的发动机用淬火钢,对其回火^程中的组织转变及电阻变化过程进行建模并利用热力学软件进行模拟,同时对试样进行淬火及回火处理,并对回火后的组织、物相及电阻进行分析,结合模拟结果,研究淬火钢回火转变的电阻及组织转变;(2)“结构材料失效的预测及分析”,以目前研究的船用结构钢为研究对象,首先对钢材失效分析的基本路径进行规划,然后通过实验对宏观断口、微观断口及夹杂进行分析,同时通过建模,利用有限元软件对钢材的失效过程进行模拟,最后结合测试及模拟结果,实现对结构材料的失效进行预测及分析;(3)“材料盐雾腐蚀及防护研究”,针对船用铝合金容易受海水腐蚀使材料失效的特点,以船用铝合金为研究对象,建立材料盐雾腐蚀过程模型,通过正交试验对材料进行盐雾腐蚀试验,然后对腐蚀后的材料进行表面形貌、失重及腐蚀类型等分析,结合盐雾腐蚀模型,研究材料的盐雾腐蚀过程,同时给出防护措施;(4)“镍基合金涂层的制备及性能分析”,针对镍基合金涂层具有耐磨及耐冲蚀等特征,利用激光表面熔覆方法在不锈钢表面制备镍基合金涂层,并对涂层进行热处理,研究涂层的显微组织、表面化学成分及相组成,并分析涂层的摩擦磨损性能及冲蚀性能;(5)“镁合金固溶及时效组织与性能研究”,以生物医用镁合金为研究背景,设计具有生物相容性的镁合金,并熔炼所设计的镁合金,同时对合金进行轧制及热处理,研究合金的显微组织、物相、力学性能、生物相容性及生物降解性能。
以上项目设计均考虑到时间和资源限制,项目尽量避免采用超出实验室能力的材料、加工以及测试方法,所有实验能够在实验中心完成。项目涉及文献调研、计划、实施、报告等比较全面的研究内容。同时,要求学生在进行实验前,必须提供包括详尽的实验计划的可行性报告,由指导教师批准后方可开始实验。项目组在实验过程中进行不少于两次阶段性报告会,其中一次为英文报告会,报告会主要针对实验进展、最初实验设计的合理性与调整思路。要求有多媒体汇报并且小组成员应轮流担任汇报人,最终须有结题报告及汇报。通过完成实验项目的形式,使学生对材料学专业基础知识有了更深入的理解,同时提高科研水平及创新能力。同时,实验与大学生科技创新体系互动,实验室完全对学生开放,允许学生把创新中的成果作进一步的深入实验,或把实验研究项目列入到大学生创新项目中。
三、科研成果引入到材料创新实验的成效及思考
材料学专业,将教师在科研中的成果引入到大学生创新实验教学中。材料创新实验项目的选题基本来源于教师的科学研究和技术开发项目,结合了学校研究方向上的优势,创新性和专业性更强,全面培养学生的材料学研究基本技能及手段。学生通过材料创新实验的训练,研究能力和独立思考能力明显提高。材料创新实验项目取得了许多科研成果,有些实验项目参加了校级、省级的科研创新大赛,并取得优异的成绩,有的实验项目(例如“镍基合金涂层的制备及性能分析”)甚至发表了学术论文,培养了学生的科研能力和科研信念,这些为学生今后从事科研工作打下了坚实的基础。
材料新实验将传统单一、验证性实验转变为综合的创新性实验,并且对实验内容、手段和条件进行了更新,也取得了一定成果,但目前材料创新实验还存在一定的不足,具体表现在:一方面,实验教学中心虽然对学生全面开放,但实验设备和人员资源毕竟有限,使学生一些更好的想法受到限制;另一方面,对于本科生来说,由于受到专业基本知识的限制,不能够更深入地了解一些正在研究的课题,使实验项目的选择受到限制。针对以上问题,实验中心准备加强与学院各研究所及理论课教师之间的联系,通过开放研究所实验设备,以及研究人员进行专题讲座或介入指导学生实验的方式来进行教学,建立实验中心与研究所合作的方式,如果可能,可以通过建立跨学科的方式,加强学生对实验项目的理解,同时使材料创新实验达到真正的全面开放,更好地为学生服务。
四、结束语
以科研为背景,将教师的科研项目引入到材料创新实验教学中,结合学校资源,制定合理的实验项目,并指导学生完成实验内容,通过实验过程,培养学生综合运用知识的能力及勇于探索的开拓精神,优化实验教学内容的同时,也为建设高质量实验教学等方面起到积极的推动作用。在实践教学过程中,还需要进一步探索和总结,通过多种形式把最新的科研成果引入到实验教学中,使材料创新实验获得更好的成效,进而提高实验教学质量及培养更优秀的创新型人才。
参考文献:
[1]李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012,(3):1-6.
[2]林健.卓越工程师培养[M].北京:清华大学出版社,2013,6.
[3]何建云,周玮.大学生创新实验对实践教学的影响[J].科教导刊,2014,(12):188-189.
Use the Scientific Research to Improve Establishment of the Materials Innovation Practice Teaching System
ZHANG Xu-ming,GE Deng-yu,CHANG Yun-peng,DING Ming-hui,HOU Le-gan,NIU Zhong-yi
(College of Material Science and Chemistry Engineering,Harbin Engineering University,Harbin,
Heilongjiang 150001,China)