让学生创新思维之花尽情绽放

来源 :中国现代教育装备·高教 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hema5177
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  主任感言:
  燕山大学材料综合实验教学中心以提高本科实验教学水平为出发点,以教学带动科研,以科研促进教学,旨在培养具有较高科研能力及工程创新意识的人才,适应科技研究快速发展、就业市场竞争激烈的新形势。
  中心确立了“以培养学生创新意识、创新能力为主线,构建科学化实验教学体系,搭建现代化实验教学平台,组建专业化教学团队,培养高素质研究型人才”的发展理念,围绕“创新”主题构建了基础实验、专业实验、创新实验三个层次的教学体系,突出研究型人才的培养。
  中心确定了“教学与科研并重、服务与示范并举、人员与设备双能”的定位,在学生培养模式创新、实验教学改革、师资队伍建设等方面积极探索,形成了以培养学生创新意识、创新能力和实践能力为主线,以培养能够胜任工程实践和科学研究工作为目标的多层次实验教学体系。在未来,我们力争把中心建设成特色突出、示范作用显著的国内知名实验教学中心。
  在近几年的建设中,燕山大学材料综合实验教学中心强化研究型实验平台构建,突出创新型人才培养。通过改革实验教学体系、培养教师队伍、改善实验教学环境,取得了喜人的建设成果:2007年被教育部批准为国家级“材料综合实验教学示范中心”建设单位,2013年年初通过国家实验教学示范中心验收。学院利用这个平台,发挥教师科研优势,培养学生创新能力。在2013年“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛中获三等奖2项;在2013年全国大学生金相技能大赛中获一等奖1项、优胜奖2项;获“西钢杯”大学生材料创新设计大赛一等奖1项、三等奖1项。2013届本科毕业生193人,考取研究生106人,考研率达54.92%,一次就业率达97.41%。
  加强中心建设,为创新人才培养打下坚实基础
  2008年年初,学校针对教学改革,在全校范围内开展了教育思想大讨论,为示范中心建设营造了较好的外部环境。在此之后,学校下发了《燕山大学关于修订本科专业培养计划的若干意见》,根据新的教学指导思想,结合实验中心建设,进行了有针对性的教学计划的修订。在新的教学计划中,强化了学生工程教育和实践能力的培养,增加了集中性实践教学环节;2009年,又下发了《燕山大学本科教学质量与教学改革工程建设项目管理办法》《燕山大学国家大学生创新性实验计划管理办法》等文件,从组织管理、政策激励等方面进行了可操作的安排,使中心建设得到实质性进展。
  为实现将材料科学与工程学院建设成为研究型学院的战略发展目标,中心实验教学紧紧围绕“创新”这一主题,在总结原有教学模式和理念以及广泛调研的基础上,组织相关专家进行了充分讨论,提出了“培养具有扎实专业基础、创新意识和能力的高素质研究型人才”的实验教学理念。中心构建了基础实验、专业实验、创新研究实验三层次的教学体系,重点强化研究型实验平台的构建,突出培养研究型人才。
  中心依靠国家、河北省、燕山大学专项建设资金等,更新用于本科教学的仪器、设备,购买了多种新型、先进的分析检测仪器与材料加工及制备设备。同时整合亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室、金属产品工艺与性能优化和控制河北省重点实验室的相关制备、测试、分析设备资源,并专门划出本科教学实验用房,更新、添置了大量必要的本科教学仪器和设备,逐步形成了布局合理、功能完善、安全整洁的实验教学环境。
  中心现代化的大型精密仪器设备面向本科生开放,增加实验教学的趣味性和启发性,使学生由被动式接受实验教学内容变为主动学习。中心的大型仪器设备资源充足,每学期都为感兴趣的本科生提供培训机会,通过考核,学生可以获得直接操作仪器设备的资格与机会。对于参与中心大型仪器设备上岗值班的学生,学院给予一定的补助。这一方面为实现大型仪器设备24小时开放做出了贡献,同时也为开发大学生的科研兴趣创造了条件。中心还建立了有利于学生能力培养、鼓励学生探索的实验考核方法,推进了学生自主性学习、合作性学习、研究性学习的教与学互动的实验教学模式。此外,为配合这些课题实验工作的开展,中心还定期对试样制备技术、大型仪器设备的操作进行现场培训,使得学生能够掌握一定的操作技能,学院对近几年读研的学生进行跟踪调查,教师们普遍反映学生的动手实践能力较强。
  与此同时,中心教师针对实验教学需要,积极开展实验设备研制与开发。自制了实验参量的检测与控制实验组装控制板、端淬试验机、新型管式热处理炉、真空压片手套箱、焊接综合试验平台等设备百余台套。其中,实验参量的检测与控制实验组装控制板,提供了多功能主板、模块化元器件和多种接插线,可组成基本的炉温加热电路和温度测控电路,并允许学生加入指示灯、报警器、调试开关等各种元器件实现个性化功能,培养学生的创新及实践能力。在2010年全国示范中心仪器设备展中,该仪器受到广泛好评。经过7届学生的使用,该设备极大地提高了教学效果。
  中心的焊接综合实验平台,不仅承担了本学院的本科生实验教学工作,还依托哈尔滨焊接技术培训中心,开展国际焊接工程师的联合认证培养。
  中心在建设过程中,对实验室安全常抓不懈,从规章制度到日常实施,形成了一套严密的安全防控体系。
  学校针对实验室安全制定了《燕山大学危险化学品(放射源)管理办法(试行)》《燕山大学实验室安全管理办法(试行)》《燕山大学实验室安全指南》等一系列规章制度。学院也发布了《实验室危险化学品安全管理办法(试行)》《化学危险品事故应急处置预案(试行)》和《放射源与射线装置事故应急预案》。这些规章制度提供了一个切实可行的工作方案,将责任落实到人,有力保障了实验室的安全运行。
  在学校和学院指导下,中心配置了充足的安全防护用品和消防用品,射线防护装置以及检测和报警装置,耐酸碱腐蚀的药品柜、通风柜和通风橱,专用的废液回收桶和存储柜,各种警示标牌,楼宇门禁系统和重点部位摄像监控系统等,保证了实验室的日常安全运行和应急事故处理。
  中心对实验人员和学生进行安全教育和考试考核,学生通过考核方可进入实验室开展实验。实验中心针对学生实验管理、实验教师、仪器设备、环境安全等方面建立健全了多项规章制度并严格执行。针对各种药品制定安全技术说明书和使用规范,明确药品的摆放、使用和用后处理。使学生做到有法可依,使其养成良好的实验习惯,最大限度地减少安全隐患。   对于危险化学品以及易制毒化学药品,实行“五双”制度管理,控制采购、入库保管、领用出库、使用及实验室保管和废弃物处理的整个流程,确保不出差错。
  中心放射源和射线装置以及特种设备由专人负责,进行定期检定,确保使用安全。实验废弃物按规范回收,使用专用容器存储,放置在特定地点,由专人负责,并定期由学校回收处置。
  学校、学院及实验中心安全小组,开展定期和不定期检查,并公布检查结果和相应的奖惩措施,确保安全工作落到实处。
  教学与科研并重,突出学生实践创新能力培养
  教学与科研并重、服务与示范并举、人员与设备双能,确立以培养研究型人才为目标的中心定位。作为研究型学院的重要组成部分,中心的人员和设备既要满足本科实验教学的需要,同时还要兼顾硕士、博士研究生实验教学的需求,特别是还要考虑科研的需要,因此,中心的定位是:教学与科研并重,服务与示范并举,人员与设备双能。
  为实现学院发展目标,中心从指导教师、科研设备到实验时间等方面,为学生科研创新提供支持。近3年,学生参加“大学生创新训练计划”的热情高涨,2012年申报创新课题20项,共有61名学生参与;2013年申报18项,共计61人参与;2014年申报23项,共有92名学生参与。
  创新思维训练与创新实践能力培养并重的大学生实践创新能力培养模式。近年来,学院学生考研率在60%以上,让学生在本科学习阶段掌握必要的实验技能,为后期的研究生学习奠定基础,成为中心实验教学的核心任务。为此,中心在实验内容的选择上,在保证理论教学要求的基础实验、基本技能训练外,还结合中心在超常规实验手段上的特色,让学生通过创新实验接触到材料前沿研究的新成果、新技术,从而激发学生自主学习的热情。同时,中心鼓励教师将课题研究引入实验教学,并逐渐形成特色鲜明的专项研究性教学实验。在这类专项实验中,学生查阅文献、自拟方案、与教师讨论后,自由安排时间完成,最后撰写小论文,完成实验教学任务。
  科技创新项目、专业技能竞赛与专题科技创新大赛相结合的大学生科技创新体系。学院每年面向大二、大三本科生发布20~30项大学生创新研究课题,采用小组形式申报、学院组织专家评审、公示,最终确定15项左右的课题作为本年度院级课题。中心为每个课题提供1 000元经费,部分耗材和大型分析仪器、设备免费使用。这一举措大大调动了学生的积极性,每年参与课题的学生数量占到总人数的40%以上。中心对考核后成绩突出的项目推荐参加校级和国家级创新项目的评比,近三年共有8项课题被列为国家级课题,20余项课题被列为校级课题。
  学院每年举行专业基本技能竞赛,由学院各专业本科生参加,分为焊接、金相、岩相分析和高分子材料合成等四组,激发学生学习兴趣,同时,中心选拔优秀学生和团队参加国家级大学生技能大赛。
  组建多元化、年轻化、双职双能的教学团队。学校非常重视实验室教师队伍的建设。在岗位评定、职称晋级、人才引进等方面制定了相关政策,进而保证高水平教师积极投入实验教学。中心重视新教师的岗前培训,要求新教师参加学校统一组织的培训,并在中心接受为期一年的教学经验丰富的老教师的指导,试讲通过后方可上岗。中心每年组织3~5人次到国内著名高校和研究所参加专业培训及专业技术交流,使得年轻教师能够尽快承担起教学和科研任务。中心鼓励年轻教师在职攻读硕士、博士研究生学位,近五年,中心专职实验教师有4人取得博士学位,5人正在攻读博士学位,12人取得硕士学位。此外,中心鼓励实验教师积极参加实验教学改革立项,撰写实验教学研究论文,编写实验教材,对成绩突出者给予一定物质奖励。由于中心实验教师在承担本科实验教学的同时,还承担着大量科研方面的分析、检测工作,工作强度很大。为此,学院和国家重点实验每年划拨30余万元的专项经费到示范中心,用于补贴实验教师的岗位津贴、教学成果奖励。上述措施有效地稳定了实验教师队伍,同时也对吸引高素质人员进入实验教学岗位起到了积极作用。
  目前,中心形成了有长江学者、杰出青年基金获得者、教育部新世纪优秀人才和博士生导师参与的多元化实验教学队伍。实验教学队伍具有业务水平高、爱岗敬业、多层次、老中青相结合的特点。
  构建多元化、多层次的实验教学体系,培养学生创新思维
  构建科学实验教学体系。中心依据建设规划目标,对原有实验教学计划进行了修订,构建了多元化、多层次的实验教学体系,在课程体系上逐步适应一级学科办学的需要,按二级学科设置模块式实验教学体系。在实验课程内容设置上与理论教学相辅相成、相互渗透,突出了对知识综合运用能力、科研设计能力、创新能力与工程实践能力的培养。在实验教学的课程建设过程中,逐步减少基础验证型实验项目的数量,同时增加提高型及研究创新型实验项目,逐渐将学生基础操作能力的培养融入到综合实验训练中。目前,中心实验项目由2007年实验中心批准建设时的106个增加到132个,更新原有实验项目40余个其中基础型实验项目9个,占实验项目总数的7%;综合性实验项目104个,占实验项目总数的79%;创新型实验项目19个,占实验项目总数的14%。
  突出研究型实验特色。中心为每个专业的学生设置了全开放式的研究型实验,在这些实验中,教师只进行一些辅助性的指导,以培养学生独立科研的能力。专业实验要求学生自拟实验题目,通过前期资料查询自己设计实验方案,自行进行实验并分析实验结果,最后提交实验报告。为培养学生的实验技能,中心每年安排两次集中的实验技能培训,对于毕业设计和创新实验的完成起到了积极的促进作用。同时,为配合学院建设研究型学院的发展目标,使学生能够更好地适应将来的研究生学习,增加了实验技能培训的内容。
  改变实验教学模式。中心由传统的集中式教学模式逐步过渡到开放创新的教学模式,学生的学习过程由被动转变为主动,思维训练由封闭转变为开放,实践动手能力得到提高,创新意识和创新技能的培养贯穿于整个教学过程中。中心积极推进开放式教学,同时对实践课程体系结构作相应调整,以适应新型材料技术、材料计算设计的飞速发展,满足加强素质教育,培养复合型、研究型、开拓型人才的时代要求。   改革实验教学方法。通过采用讨论式、互动式、抢答式等教学方法,极大地提高了学生参与实验课程的兴趣和积极性。中心积极筹措资金,对金相实验室进行了多媒体设施改造,同时还购置便携式投影仪,应用于实验教学中,要求专业实验都采用多媒体辅助教学,极大地丰富了实验教学内容,提高了实验教学效果,培养了学生创新思维。
  中心还积极通过网站建设,进一步丰富实验教学资源。把教师课件和部分大型仪器设备信息置于网上,方便学生下载和观看,促进了实验教学效果的提高。
  强化实验教材建设。中心高度重视实验教材建设及现代化教学手段的运用。2007年,中心出版了国家“十一五”规划教材5本,包括主编、主审、参编等,自编实验讲义40余本,编写实验课多媒体课件31套,录制实验录像教材5套。2011年,中心主办“第一届高等院校材料科学与工程实验教学研究会”,成立了“材料科学与工程系列实验教材的编审委员会”,计划编写“材料科学与工程实验系列教材”,该系列教材共计18本,由中心教师担任总主编及总主审,其中中心教师主编、主审、参编实验教材11本。
  实验教学成效显著。中心近年来积极组织申报教学改革立项,现已完成和正在进行的各类教改项目9项,承担科学研究项目120余项。中心获得国家级精品课建设项目1项,教育部教学团队1个,教育部高等学校特色专业建设点1个,已发表相关实验教学论文9篇,取得各类教学成果奖5项。其中,傅万堂教授的国家级课题“高等学校教学质量监控与评价体系的研究与实践”获“河北省教学成果一等奖”,崔占全教授的“《材料科学基础》教材体系及教学方法改革成效”获“河北省教学成果二等奖”,李青山教授的“维创新教育理论体系研究与实践”获“河北省教学成果三等奖”。
  目前,已有数百名学生提前进入科研实验室进行创新活动,本科生发表论文42篇,其中SCI收录论文22篇。在科技创新活动中,中心获得国家、省和燕山大学奖励15项。特别是考取研究生的学生,不论在外校还是本校,都能较快地投入课题研究工作,学生本科阶段奠定的良好基础凸显,为其日后进一步深造打下了坚实的基础。
  发挥引领示范功能,中心建设成果惠及周边学校
  中心的建设始终考虑引领示范的功能,建设的本科实验平台不仅为本院实验教学服务,同时也为校内的机械学院、国防学院、环化学院、里仁学院以及周边的秦皇岛建材学院、欧美学院、职业示范学院等开设部分实验课程。自2007年以来,为秦皇岛建材学院、环保学院360名学生开展工程材料课程实验教学,接待燕山大学机械学院、环境化学与工程学院、里仁学院工程材料实验64 000学时。中心组织编写的18部系列实验教材,已被国内30余所院校采用,扩大了中心的影响。中心通过网络平台,及时报道重要工作、介绍中心的设备资源情况和服务项目,拓展中心服务。中心每年接待数十人次的参观访问,向他们介绍中心的实验教学、科研服务等情况,这些都对中心起到了很好的宣传作用。中心与部分大型仪器设备商合作成立了定点培训基地,每年为国内企业检测中心培训大型仪器设备操作人员,近年来累计培训30余人次。此外,中心还依托亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室、国家级珠宝玉石检验中心、河北省金属产品工艺性能优化与控制重点实验室、河北省金刚石工具工程技术研发中心、中国微型高分子化学实验研究中心、中国微型化学实验研究中心北方基地等科研机构,为国内及周边地区企业和高校提供技术服务,扩大了中心的影响。
  主任简介
  张瑞军,教授,博士生导师。现为燕山大学材料科学与工程学院副院长、国家级材料综合实验教学示范中心主任,兼任河北省摩擦学分会秘书长。主持承担包括国家高技术研究计划(863项目)、国家自然科学基金、航空科学基金、河北省自然科学基金以及企业合作项目等多项研究课题,在国内外期刊发表学术论文100余篇,其中被SCI收录30余篇,EI收录40余篇;被授权中国发明专利6项,并获得国家技术发明二等奖1项、教育部科技进步二等奖1项、河北省科技进步三等奖2项等奖励。
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