雙一流大學(xué)專業(yè)建設(shè)中以學(xué)科競賽促進基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)改革的實踐與研究

1、    雙一流大學(xué)專業(yè)建設(shè)中以學(xué)科競賽促進基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)改革的實踐與研究    梁小平 張志佳 張桂芳 趙義平 翟曉飛 張亞斌摘要：本文介紹了全國大學(xué)生金相技能大賽的實施過程和取得的成果，以競賽為載體和抓手，推動了“材料科學(xué)基礎(chǔ)”實驗教學(xué)改革。將學(xué)科競賽引入實驗教學(xué)體系，能較好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和工匠精神，提高實驗課程教學(xué)質(zhì)量。實現(xiàn)以賽促教，以賽促改，以賽促學(xué)，不斷提高材料學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)，促進雙一流學(xué)科建設(shè)。關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ)；實驗教學(xué)；金相技能比賽；雙一流：g642.0 文獻標(biāo)志碼：a ：1674-9324（2019）15-0168-02“

2、材料科學(xué)基礎(chǔ)”（下面簡稱“材基”）是材料專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，但是目前該課程的教學(xué)內(nèi)容只有理論教學(xué)，沒有開設(shè)任何實驗課程。在以往的期末考試中，相圖一直是丟分最多的內(nèi)容，學(xué)生反映聽不懂背不動。我們連續(xù)參加兩屆全國大學(xué)生金相技能大賽，首先考慮的就是開設(shè)金相實驗，通過金相組織識別來可以深入了解二元相圖中最常見的鐵碳相圖，可為學(xué)習(xí)其他相圖起到拋磚引玉的作用。本文以全國大學(xué)生金相技能大賽為例，談?wù)劷鹣嗉寄鼙荣悓Α安幕闭n程體系實驗教學(xué)改革的啟示與影響。一、金相大賽的準(zhǔn)備和組織目前，全國范圍內(nèi)的金相大賽包括全國大學(xué)生金相技能大賽和全國高校大學(xué)生金相大賽暨全國高校大學(xué)生材料綜合技能大賽，這些比賽都重點強

3、調(diào)學(xué)生的專業(yè)技能和精湛技藝。我們在無機非金屬材料工程專業(yè)做了宣傳，要求參賽學(xué)生的條件是愿意進實驗室、踏實肯干，有30%學(xué)生報名參加。開始經(jīng)過23次集中培訓(xùn)，然后就是自主練習(xí)，實驗室從早上6點到晚上10點開放，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)時間進行安排，每次實驗都要登記。學(xué)生在培訓(xùn)階段就自動減員，最后在五一節(jié)前后以學(xué)院金相大賽的形式對學(xué)生金相基本技能進行考核。2018年進行了天津大學(xué)天津工業(yè)大學(xué)聯(lián)合預(yù)賽的形式，比賽全部過程完全按照全國大學(xué)生金相大賽要求，考查學(xué)生金相基本技能的掌握情況。根據(jù)預(yù)賽結(jié)果來看，學(xué)生成績的好壞與其進實驗室的時間長短和學(xué)習(xí)的認真程度成正比關(guān)系。預(yù)賽前6名學(xué)生進入?yún)⒓尤珖髮W(xué)生金相大賽名

4、單，進行23個月練習(xí)，最終確定3名學(xué)生參加全國大學(xué)生金相技能大賽，其余3名參加其他金相賽事。這部分工作經(jīng)過2年的實踐，收到了良好的成效。2016年我校參加清華大學(xué)承辦的第五屆全國大學(xué)生金相技能大賽，有2名學(xué)生參賽，獲得二等獎1項、三等獎1項；2017年10月參加了由南昌大學(xué)、南昌航空大學(xué)、江西科技師范大學(xué)聯(lián)合承辦的第六屆全國大學(xué)生金相技能大賽，獲得三等獎2項。連續(xù)緊張的34天的競賽活動，培養(yǎng)了參賽選手克服困難的拼搏精神，鍛煉了參賽選手的自主學(xué)習(xí)能力、應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力，提高了他們的心理素質(zhì)。在參賽過程中，通過參觀承辦單位的實驗室以及和參會的多所兄弟院校教師的交流，為此后實驗教學(xué)的改革帶來了諸多

5、啟發(fā)。金相樣品的制備過程就是將樣品通過反復(fù)地磨制、拋光、浸蝕等步驟后，放在光學(xué)顯微鏡下觀察樣品結(jié)構(gòu)，是一個把簡單的事情做到極致、不斷精益求精的過程，它和目前所提倡的“工匠精神”具有共通之處。因此，我們確定了“材基”實驗教學(xué)首先從金相實驗開始。二、實驗教學(xué)改革內(nèi)容近年來受到經(jīng)濟投入、人力投入和實驗室場地等因素的影響，專業(yè)課的基礎(chǔ)實驗發(fā)展并不迅速，相比而言，由教師們的科研成果開發(fā)的大型綜合實驗開設(shè)的比較多。由于學(xué)校辦學(xué)歷史和專業(yè)本身性質(zhì)等原因，很多學(xué)校所開設(shè)的材料類課程不全或知識點覆蓋不夠。在課時緊張的情況下，“材基”變成“材基（上）”和“材基（下）”，學(xué)時由75增加至90，目的就是增加實驗教學(xué)內(nèi)

6、容。首先我們開設(shè)了金相基礎(chǔ)實驗，包括“金相顯微鏡的使用”、“鐵碳合金平衡組織觀察”、“材料硬度的測試”等實驗。通過實驗教學(xué)，得到以下心得：1.首先是學(xué)生對鐵碳合金立面涉及的一些理論知識有了更深一步的理解。從鐵碳合金中主要包含是鐵素體和滲碳體，鐵素體為體心立方晶格的知識點返回到“材料科學(xué)基礎(chǔ)”第一章“晶體”里面的內(nèi)容；fe-fe3c相圖上的固溶體都是間隙固溶體，屬于晶體“固溶體”的知識點；相圖中二元包晶、共晶、共析等概念等得到更好的鞏固。2.實驗過程中強調(diào)細節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)化。例如：腐蝕試樣采用夾子或者棉簽，手不能觸到腐蝕劑；樣品腐蝕后用水清洗干凈，使用吹風(fēng)機吹干；使用顯微鏡前必須把手上的水擦干；顯微鏡

7、低倍與高倍物鏡轉(zhuǎn)換時，先低倍再轉(zhuǎn)換高倍物鏡進行觀察等。這些都是在比賽中容易扣分事項，與兄弟院校的教師交流時，他們說原來實驗中也不太強調(diào)，現(xiàn)在也都開始在平日的實驗教學(xué)中嚴格要求學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，注重實驗的每一個環(huán)節(jié)。3.“材基”的考核方式是期末閉卷考試成績加平時成績。其中學(xué)生出勤情況和平時作業(yè)記為平時成績，占總成績的30%；期末閉卷考試成績占總成績的70%。增加實驗教學(xué)后，學(xué)生出勤情況、平時作業(yè)、實驗操作及實驗報告記為平時成績，總成績的40%，期末閉卷考試成績占總成績的60%。這種方式將學(xué)生的實驗表現(xiàn)也考慮到總成績中，對學(xué)生的實驗參與程度和態(tài)度起到監(jiān)督和督促作用。閉卷考試中內(nèi)容也進行調(diào)整，

8、原來相圖部分的分數(shù)占整個卷面成績的20%左右，大部分學(xué)生的得分都是10分以下，而開設(shè)實驗后，會將相圖部分內(nèi)容當(dāng)場考試，減少閉卷考試內(nèi)容，因?qū)嶒瀸W(xué)生對相圖部分內(nèi)容掌握比原來好。三、結(jié)論通過參與全國大學(xué)生金相技能大賽，我們對“材基”課程進行實驗教學(xué)改革，取得了一定的成果，下一步的發(fā)展方向主要是在兩個方面：一是擴大受益面，嘗試階段只是針對無機非金屬材料專業(yè)的學(xué)生，需要進一步擴大到整個材料學(xué)院的學(xué)生；二是繼續(xù)加大實驗教學(xué)的力度，逐步增加其他實驗內(nèi)容。在參賽過程中參觀兄弟院校的實驗室、和兄弟院校的教師們深度討論，可以不斷拓展任課教師的實驗實踐教學(xué)的深度和廣度，并將其中的有益經(jīng)驗反饋于對自身教學(xué)工作之中，真正做以賽促教、以賽促改，不斷提高材料學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量。2017年9月，天津工業(yè)大學(xué)入選一流學(xué)科高校，將大賽與實驗教學(xué)改革相結(jié)合，更好地發(fā)揮實驗教學(xué)對人才培養(yǎng)的作用，探索出培養(yǎng)工勤業(yè)精的創(chuàng)新性應(yīng)用型高級專門人才的有效途徑，對促進雙一流學(xué)科建設(shè)具有重要意義。參考文獻：1陳煒曄，張樹玲，蔣亮，耿桂宏.學(xué)科競賽與材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革j.教育教學(xué)論壇，2017，（28）：108