实验教学是大学教育体系的重要组成部分，与理论教学起着相辅相成的作用。2018年，习近平总书记在全国教育大会上指出：“要在增强综合素质上下功夫，教育引导学生培养综合能力，培养创新思维”。李克强总理强调：“要坚持以教育为中心，突出创新意识和实践能力，培养更多创新人才、高素质人才”。材料学作为一门实践性较强的学科，重视实验教学，提高实验教学质量对材料专业学生的培养起着至关重要的作用[1-3]。

一 材料科学与工程实验教学存在问题

近些年，高等院校在材料学人才培养方案中，虽然一直努力倡导提高学生的实践动手能力和创新精神，但仍存在以下主要问题。

第一，实验教学内容过于陈旧，与现代前沿材料专业研究结合较少。对于材料专业本科生实践能力的培养建立在传统材料的研究基础上，以实验验证为主，如《材料科学基础实验》《材料力学性能实验》等实验课程中材料选取均以传统金属材料，如碳钢、黄铜等为例设计实验，且实验多以演示验证型为主。造成一方面因材料、实验方法等选取较为传统，无法有效激发学生对于基础实验课程的学习兴趣。另一方面，在“规定的时间”完成“规定动作”得到“早已预知的实验结果”的以验证型为主的单一教学模式[1]，对综合性、设计性和研究创新性实验的引导较少，难以满足学生对新材料和新技能的要求，影响材料专业实验技能的培养，也不利于材料学科学生综合素质和创新思维能力的提升。

第二，实验教学方法落后，有待进一步与现代化信息教学技术相结合。在实验教学方法一般采取“讲做分离”的传统教学模式，即教师按照实验目的-原理-步骤- 注意事项的顺序进行讲解，学生再按照讲解按部就班完成实验内容，记录实验数据，进行实验分析。这种教学方法不利于学生的自主学习，难以提高学生自主设计实验的能力，同时对于学生发散思维的提高也很不利；另一方面，较为传统的教学方法使教师陷入大量重复性劳动中，对于学生在实验过程中的问题纠正及新的教学模式的尝试显得力不从心。

二 材料科学与工程实验教学改革及探索

针对现有问题，西北工业大学材料国家级实验教学中心在材料实验课程中认真规划，逐步探索，寻求解决方法。

（一）构建层次分明的实验教学课程体系

逐步建设完善“基础实验-专业实验-综合开放创新实验”三层次的实验教学体系。自2016年起，将《材料科学基础实验》《材料物理性能实验》《材料力学性能实验》及《材料现代分析测试方法》等以前依托相关理论课程的实验课程，转换为独立实验课程，实验课程教师隶属理论课程教学团队，共同制定实验教学目标和内容，建立了以理论教学为基础，着力培养“大材料”学科学生基本实践技能。将基础实验课程独立开设，区别于课内实验的独立实验课程根据实验学时安排学分，提高了实验教学的地位，激励了实验教学老师的上课热情，同时也增强了学生在课程学习中的主观能动性。专业实验课程以配合材料专业理论课程的课内实验为主，如《金属材料及热处理实验》《塑性成形原理》《模具CAD/CAM》《金属增材制造原理》等，针对我校材料优势专业学科特色，重点提升学生专业基础实践技能。

创新实验课程以材料科学与工程各类综合创新实验为主，课程针对不同专业方向，注重材料从材料设计-制备工艺-性能测试-使用性能等之间的关联，从不同角度深入分析设计不同类型材料（金属材料、无机非金属材料、复合材料等）的相关性能，结合各类学科竞赛和大学生创新创业训练等项目，旨在培养学生实验设计能力、综合分析问题能力、创新思维能力及团队协作能力。

（二）加强综合实验和学科前沿研究在基础实验和专业实验中的引入

传统基础实验课程的项目多为验证型实验，学生分析和解决问题的能力以及创新思维均得不到引导。针对这个问题，注重在基础实验和专业实验中添加综合实验项目：如针对《材料科学基础实验》中增设综合类实验项目，如钛合金、铝合金等材料金相试样的制备及显微组织观察；自行设计实验，通过金相法、硬度法等测定材料的再结晶温度等等，将这些综合类实验项目分布在原基础类实验项目后，让学生分组讨论思考，从实验目的、实验原理、实验步骤以及实验所要用到的设备及材料等方面进行探讨，设计相关实验，结合中心现有条件进行实验，并在课程考核中占比20%以上。2017年，西北工业大学材料科学与工程学科跻身一流学科建设列队，学院依托特色学科优势，鼓励教师将自己的科学研究与实验教学结合起来，把前沿科研成果转换为综合性实验，学生只有掌握扎实的基础实验技能的前提下，充分沐浴在前沿的学科研究激情中，才能绽放自己的思维。

文章来源：《材料科学与工程学报》 网址: http://www.clkxygcxb.cn/qikandaodu/2020/1124/371.html

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