材料学院无机非金属材料专业本科教学实验课改革实践

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1、材料学院无机非金属材料专业本科教学实验课改革材料学院无机非金属材料专业本科教学实验课改革实践实践 一、前言前言 无机非金属材料专业是我校的新建专业之一，适应了当前高技术发展的对于通信技术、 光机电一体化、 新能源等领域涉及的陶瓷材料的人才培养需要， 也为我校材料学科的平衡发 展提供了基础。由于各种客观条件，我校的无机非金属材料专业还处于摸索和适应阶段，几 年来有很多成绩，问题也不少，尤其是无机非金属材料专业本科教学，是我们各项工作的重 点，提高质量，改革创新是我们专业生存和发展关键，因此对无机非金属材料专业本科教学 中不符合本专业教学规范和惯例、 不适应专业未来科研发展和学生就业要求、 不能与

2、本教研 室实际情况结合的问题必须下决心解决。 目前无机非金属材料专业本科教学实验课程的改革 就是其中的重要问题之一。 二、二、无机非金属材料专业本科教学实验课程改革的必要性无机非金属材料专业本科教学实验课程改革的必要性 1、 无机非金属材料专业本科教学实验课程存在的问题无机非金属材料专业本科教学实验课程存在的问题和困难和困难 过去主要有两个方面的问题， 一是本专业实验课程与其他大学专业课一样， 按各专业课 程分别安排实验，即实验随课走，这样虽有一定针对性，有利学生了解理论课内容，但从提 高专业技能整体角度上看，专业实验被割裂开，学生接触到的是零碎的知识和技能训练，就 某一个实验做实验，却不知为

3、什么这样做，不知做实验为什么目的，能用在什么地方。实验 课程缺乏系统性和连续性， 由于各自为政， 教师实验安排也无法达到本专业工艺流程全面了 解和重点环节侧重提高的作用， 使学生对本专业无法有一个完整和清晰的实验过程和相关技 能的认识，在近来的学生培养中，我们已经发现即使是本专业大四的学生，在进入毕业设计 时，对本专业的工艺过程了解十分有限；不知课题怎样做，如何动手，如何检测，表明在实 验教学应该解决的问题， 并没有解决， 教师专业课实验花力气很大， 时间很长， 成本也很高， 但实际效果并不好，充分暴露实验随课走的弊端。二是本教研室由于是新建专业，实验条件 十分艰苦，缺实验设备，缺实验场地，由

4、于投资不足，很多该开的实验无法给学生开，严重 影响了本科教学实验课程质量， 无机非金属材料专业有些与金属材料专业设备可以通用， 有 些有很大不同，有些高级测试仪器如光电子谱仪、俄歇能谱仪等无法解决，而一些较常用实 验如红外光谱、 气相色谱等要联系外单位进行实验教学， 甚至一些简单的陶瓷粉原料化学合 成实验也因为缺乏搅拌器、PH 计和恒温水槽等低价而常用的基本设备而无法开展。实验开 不出，学生基本实验课时达不到，相应的实验基础训练就无法进行，同时在实验教学中实验 设备的缺乏也使学生无法实现亲自动手操作，极大地影响了实验教学的效果。 2、 无机非金属材料专业本科教学与专业未来科研发展和学生就业要求

5、不适应无机非金属材料专业本科教学与专业未来科研发展和学生就业要求不适应 无机非金属材料专业是有很大发展前景的学科， 与金属材料不同， 无机非金属材料除用 于高温、高耐磨、高强度等特殊领域的结构材料外，现在的大规模集成电路、光电元件、激 光、超导、传感器和生物医用替代品等材料大量依赖新型的无机非金属材料，发展新型高性 能的无机非金属功能材料成为专业未来科研发展和学生就业的主要方向， 学生对我们本专业 也提出了强烈的课程改革要求， 要求增加现代电子材料、 光学材料等无机非金属功能材料理 论课程， 同时本专业教师现在也积极要求向功能材料方向发展， 以适应新时代科技发展和成 果应用的需要。 从国家的科

6、技政策上看， 无机非金属功能材料是国家大力支持和资助发展的重点，也是我国高技术发展的一个侧面，更是我们专业发展的未来方向。近几年的学生就业 情况也显示出，传统的水泥、玻璃、日用陶瓷等老的无机非金属材料就业面越来越萎缩，而 与大规模集成电路、光电元件、激光、超导、传感器和生物医用替代品等新型的无机非金属 材料有关的行业人才需求越来越多， 这就要求我们要积极改革现在本科实验教学中涉及传统 的水泥、玻璃、日用陶瓷等老的无机非金属材料为主的实验方案，去掉一些陈旧的内容，增 加一些新的功能材料的实验， 而这样就必须按照功能材料教学的特点， 重新编排实验方案和 程序，例如新增光电二极管材料实验就要增加材料

7、化工合成、气氛烧结、电器组装、性能测 试等系列新实验， 这不光涉及新的成套实验设备， 也涉及几个相关实验的互相衔接和互相反 馈的新实验程序的时间和空间的合理编排， 而这与传统的老的无机非金属材料为主的实验各 个孤立、互不相干的特点矛盾，差别巨大，可见对旧的实验方法必须大改以适应新的形势。 3、 各大学各大学无机非金属材料专业无机非金属材料专业竞争的竞争的迫切迫切需要需要 近几年全国很多大学新上了无机非金属材料专业， 包括沈阳的东北大学、 沈阳化工大学、 沈阳工业学院等都开办这个专业，这样在学科建设、教师科研、学生生源，学生就业等方面 形成很强的竞争， 专业必须有特色的科研方向、 本科教学必须适

8、应社会需要成为我们专业在 竞争中生存和发展的关键， 不进行无机非金属材料专业本科教学实验课程的改革， 我们就可 能落后于其他院校， 逐渐陷于落后的地位， 现在进行无机非金属材料专业本科教学实验课程 的改革，我们会具有很大的主动性，有利于在竞争中占据有利的地位。 三、三、 无机非金属材料专业本科教学实验课程改革无机非金属材料专业本科教学实验课程改革的目的的目的 1、 加强实验教学的系统性和针对性，合理编排实验程序和内容，使学生真正能通过有限 的实验学习到无机非金属材料专业的系统内容、完整的工艺过程、能对今后的科研和 工作有一个基础的实践训练，锻炼其实际动手能力。 2、 有效利用教研室现有的实验资

9、源，通过新的实验编派、最大限度地提高设备的学生试 验利用率，在学校有限的资金支持下，尽量系统化地开展新的实验，增加新的实验内 容，保证重点实验的质量，使学生的实验有成果，有体会，能学到东西。实现少花钱、 多办事。 四、四、 无机非金属材料专业本科教学实验课程改革无机非金属材料专业本科教学实验课程改革的总原则的总原则 1、 保证学生系统化地的实验教学，要求按无机非金属材料实验特点，设立原料制备、 坯体成型、材料烧结，产品后加工、成品检测等完整实验顺序，在此基础上设立环 节节点，作为重点实验题目，在任何情况下，必须保证每个节点的重点实验至少有 一个能够开出并完成。以保证实验教学质量。 2、 保证实

10、验课时，作为一门独立课程，课时应在 80 学时以上，实验贯穿两个学期， 每星期一次实验课，在无特殊情况下，课程应开出 253个实验。 3、 学生在实验课时，应保证充分的自行操作，要求每名学生能亲自动手的实验占到总 数的 60%，并能独立完整处理实验数据，写出相应实验报告。 4、 实验教学作为一门学位课，采取期末考试成绩与平时实验成绩结合的方法作为评分 标准，以调动学生的学习和动手积极性。 五、五、 无机非金属材料专业本科教学实验课程改革无机非金属材料专业本科教学实验课程改革的实施的实施结果结果 1、 设立了一门单独的无机非金属材料实验课程，作为一门学位课，有独立的课时（80 学时） ，固定的任

11、课教师，有独立的教学大纲，单独考核。将目前各个专业理论课 的实验拆除，统一移交到新设立的无机非金属材料实验课程。 2、 无机非金属材料实验课程将主要由工科实验基础、无机非金属材料工艺实验与检 测、现代高技术陶瓷制造三大部分组成，各有侧重： 工科实验基础包括实验理论、实验方案的制定、实验数据处理、实验报告书写、 实验室常见电气设备使用与安全等内容，解决学生在基础实验理论和实验操作中 的基础认识问题，主要采取课堂授课方式进行。 （占 8 学时） 无机非金属材料工艺实验与检测是无机非金属材料实验课程的主要部分，主要包 括陶瓷原料制备（固相制备、液相制备、纳米材料制备） 、坯体前处理与成型、材 料烧结

12、（包括气氛烧结、高温烧结和高温炉结构与维护） 、烧成产品的后加工与装 配、材料性能检测与分析（材料的力、热、声、光、电等性能、材料微观结构与 缺陷分析）等完整实验顺序的实验，并按此顺序依次设计系列实验，保证学生对 无机非金属材料整个工艺有一个系统的实践动手过程，强化对专业的认识，增加 专业知识。 （占 60 学时） 现代高技术陶瓷制造主要提高学生对高技术陶瓷的认识，初步设想将安排两方面 内容，以二氧化锆/氮化硅为代表的耐高温、高强度结构机械材料；以硅单晶为代 表的集成电路用的功能材料，使学生接触到现代高技术陶瓷的前沿，为他们进一 步专业发展提供方向指导。 （占 8 学时） 3、 无机非金属材料

13、实验课程的教学主要由本教研室的实验员承担，各专业课教师加以 协助，教研室对实验课程加以综合协调和监督考察。 4、 无机非金属材料实验课程的教学主要立足于本教研室设备，一些实验将利用本学院 的中心实验室、金属教研室和理学院的物理、化学教研室设备，对特殊的一些实验 将利用金属所、省化工研究院、省轻工研究院等大型专用设备完成。 5、 无机非金属材料实验课程的教学贯穿两个学期，拟在大三的下学期、大四上学期开 展教学，每周一次二小时课，采取理论和实验结合的考试方法核定成绩。 六、六、 无机非金属材料专业本科教学实验课程无机非金属材料专业本科教学实验课程教学大纲教学大纲 见后 七、七、 学校对学校对无机非

14、金属材料专业本科教学实验课程无机非金属材料专业本科教学实验课程改革的支持改革的支持 1、 学校制定了计划，每年拨出专项资金，解决无机非金属材料教研室一部分关键实验 设备的采购问题， ，重点解决了实验设备短缺的最大矛盾，保证实验课程的教学计 划改革规划的学生实验能顺利进行。 2、 学校每年增加了实验课的日常预算开支， ， 无机专业每年实验正常经费开支达 1 万 5 千元， ，进行新实验课时也只达到 20 元/每个学生*每个实验， （按每年 30 个实验， 目前每届学生两个班共 60 人计算）达到教育部本科教学评估要求的，实际上专业 实验作为本科生巩固专业知识和实际动手能力培养的最重要手段，现在每

15、个学生的 资金花费甚至比重要性差很多的认识实习、专业实习花费还要高很多。 3、 协调解决了实验室的实验场地问题，目前本教研室每届本科生有两个班 60 人左右， 而本教研室有 12 个房间，共 480 平方米的使用面积，解决了学生实验场所问题。 4、 单独教学的新的无机非金属材料实验课程的教学计划是学校各专业前所未有的改 革方式，对比其他大学相同专业也是第一次：学校已将本实验课程列入学校教改项 目予以支持。 教改项目主要完成工作：a、制定新的实验教学计划和组织教研室自己编写新的针对 性强的实验指导教材，建立新的学生实验成绩评价体系 b、 任课教师先行对实验课程的教学计划改革规划的学生实验进行 可行性实验，包括仪器设备、实验内容、实验时间等进行探索 和确定、为实验课的顺利开出提供保证。 c、 组织对学生实验课程的多媒体辅助教学的软件开发，主要用于 专业缺乏的而又比较重要的、 目前学校无法解决的、 大型专用 高价值专业设备的实验教学使用 d、 近年来的新型高技术功能陶瓷材料的有关实验的本科教学开发 和探索（包括集成电路、光电器件、传感器、医用材料等新材 料） ，使其能纳入改革规划的实验中，以实现推陈出新。