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关键词 透射电镜 实验课程 材料学科 体会
透射电子显微镜(Transmission electron micro-scope,TEM)简称透射电镜,是利用高能电子束作为照明光源对材料的显微结构进行高倍放大成像的大型分析设备,目前已广泛应用在各科技领域,是探索研究微观世界的有力工具。借助于该设备,研究人员不仅可以表征材料的微观形貌,还可以直接观察到材料内部的组织状态和微观缺陷,借助于电子衍射功能还可以分析材料的晶体结构,因此,透射电镜已成为材料研究不可或缺的一种测试手段。
武汉理工大学材料学科作为学校的重点学科,不可或缺的就是对材料测试方法的学习。随着教学改革的不断深入以及越来越多的学生对透射电镜的需求,对本科生开设透射电镜实验课程势在必行。但在具体的教学工作中,存在一些棘手的问题,如不同学科所采用的制样方式以及观察重点都有所不同,而且由于透射电镜作为一种大型仪器设备,结构精密且操作步骤复杂,而实验课学生众多,贸然进行操作可能会出现操作不当,引起设备不能正常运行等。在这种背景下,如何在有限的教学中做到有的放矢,既让更多的学生得到实践的机会、学到更多的知识,又要确保仪器在使用过程中完好无损,就显得非常重要。我们单位由于测试样品种类比较广泛,但大多集中在无机非金属材料、金属材料等样品,需要涉及到低倍形貌的拍摄、高分辨电子显微观察和电子衍射的分析等方面。因此,我们针对材料学科特点,有针对性地开展教学内容,包含样品的制备、对透射电镜结构、原理和操作的了解以及图像分析的掌握。
1 理论教学
透射电镜结构比较精密,操作相对复杂,如果每年让许多学生都上机操作,且不能因失误操作导致损坏仪器,教学难度较大。因此,在实践教学之前,我们会首先要求学生预习实验指导书中的内容,对透射电镜有一个初步的了解。然后开设理论教学,向学生详细地介绍透射电子显微镜的原理、结构和应用、粉体和块体的制备等理论知识,在接触仪器之前提前讲解仪器的操作步骤、特点及注意事项,并展示一些透射电镜的图像特点,希望学生对透射电镜有进一步的认识,并且可以认识到透射电镜与扫描电镜、X射线衍射等其他测试方法之间的差别及联系。这样学生们在进入实验室前,已经对实验内容有了充分的了解,可以减少不必要的失误。
2 实验教学环节
2.1 仪器介绍及操作演示
带领学生进入仪器房间之后,我们首先对于前期教学中介绍的实验注意事项,重新针对实物强调一遍,加强印象。然后结合仪器本身,简单介绍一下仪器的结构和原理,使学生能够将理论图片与实物结合起来,加强理解。最后,我们将仪器的操作步骤向学生演示一遍,其间结合理论中所介绍的一些原理和结构特点进行讲解。
2.2 实践操作
实践操作是实验教学中最重要的环节,针对不同的学科,需要调整其相应的侧重点,并演示相应的典型样品。在这个环节中,我们分为三个部分来进行。
(1)样品的制备,包括铜网的选择、粉末样品的分散和制备、块体样品的切割、打磨、凹坑和减薄等。不同类型的样品,拍摄要求不同,所选择的铜网类型也不一样,一般情况下要求粉末样品分散均匀,浓度不宜过高,也不宜过低,而块体样品需要切割成直径3mm的圆片,打磨至100%em厚,凹坑后再进行离子减薄。
(2)针对学科特点,选择既可以拍摄低倍形貌,也可以拍摄高分辨晶格相的样品放入电镜进行拍摄。首先指导学生打开电子枪阀门,出现光斑后,对光路进行合轴之后,寻找合适的样品区域,拍摄清晰的低倍形貌照片以及高分辨电子显微图像,仪器和样品条件允许的情况下,还可进行电子衍射花样的拍摄,同时在拍摄过程中穿行合轴的指导和样品的解析。由于透射电镜操作上的难度,学生很难在短时间内完全掌握仪器操作,而实验课时有限,因此,我们只要求学生对操作的整个过程进行初步的掌握即可,如需独立操作,可在后期参与专门的培训。
(3)针对图像数据的处理。我们针对性选取一些有特点的图像数据,指导学生学会采用Digitalmicrograph软件测量样品的尺寸、晶面间距,学会样品缺陷结构的观察以及电子衍射的简单标定等,并布置相应的图片作业,希望学生可以在课后熟练运用软件,并利用晶体的理论知识与实际数据结果相联系进行分析和理解。
3 结论
透射电镜的广泛应用,逐步对实验教学提出了更高的要求,但又受限于其本身大型精密仪器的特质,如何针对不同学校不同学科不同样品,有侧重点地开设教学课程,是个一直以来都在探索和改进的课题。本单位针对测试样品广泛但集中在无机材料的特点,有针对性地开设实验课程,不仅指导学生了解电镜操作,还将理论课程中关于材料内部结构的W习融入数据解析,既有助于提高实验教学的实用性,也增加了学生对理论知识的理解,对以后从事科研工作大有裨益。
参考文献
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体验式教学的宗旨是在教学活动中,强调学生的主体地位,利用生活案例唤醒学生感知,促进师生关系和谐的一种互动式教学方式。这种方式不仅有助于提高学生的学习兴趣,而且能够将非常抽象的知识和经验转化为学生内心的感悟。特别是在工程材料类课程的授课当中,通过实施体验式教学,可以激发学生兴趣、加强实践感受、继而将其内化并强化学习。传统的填鸭式教学正遭遇严重瓶颈,在硕大的知识量和沉重的学习压力下,如何保证学生具有浓厚的学习兴趣和求知欲望,是当前的高校教育工作者面临的难题。被动的学习方式不利于学生素质的培养和师生关系的建立,并且造成了学生的高应试能力和实践能力欠缺,这都是因为教学过程是机械的、学生的感知是麻木的。哈佛大学曾经就课堂教学效果做过调查,得出了三种主要的课堂表现,分别是“我听过但是忘记了、我记住了和我懂了”,单纯的教与学方式使教学失去了活力,禁锢了学生的创造和感知能力。如果教师在授课时能够积极假设情境,让学生在教学体验中学习,将理论教学和实践紧密联系,这样就不会单独的局限于教科书的知识里,会大大缩短理论和实践的差距,更有利于学生毕业后融入社会,因此在工科课程的体验式教学是大势所趋。
2体验式教学的意义
2.1从一种新角度诠释教学过程
目前的高校教育强调学生的发展,注重学生的素质培养,特别是在工程材料类新课程的教学实施中,特别注重参与、互动、探究等实践体验;在知识的讲授过程中还要灌输爱国、敬业等社会主义核心价值观,建立学生们科学的人生观和可持续发展思想,这些正是体验式教学的核心所在。所以当前的教改研究不再是单一的教学方式的改革,而是侧重于受众的体验和共鸣,强调受众的主观参与,这从一种新角度诠释了教学过程。
2.2强调了素质教育的必要性
当前的课堂教学已经不再是单纯的书本知识的传授,还包括人格的培养、人生观的确立和价值观的塑造,学生全面的整体发展被列为当前教育的终极目标,这些都是体验式教学的基本内容,强调教学合一和内外体验的统一,这也是高校素质教育的必要内容。这种新的教育观念正引领高校的工科教学向更为理性的方向前进。目前我们正面临着社会转型的重要时期,在这种环境下的人文素质培养尤为重要,体验式教学所强调的科学的价值观和精神文明不仅能提高科学素养,而且有利于综合素质的提高。
3体验式教学的实际应用
3.1促进课堂知识的吸收转化
体验式教学以活泼生动的教学形式和学生产生互动,学生获得的知识不再是抽象和枯燥的,并通过学生内心的体验和感悟得到升华,最终转化为学生内心的知识。因此这种教学方法在抽象理论和内心经验之间组建了一条纽带,通过沟通和分享经验来发展认知,有利于学生直接的从教学情境中得到体验,提高课堂教学效率。特别是在工程材料类工科课程的教学中,由于部分同学理科基础薄弱,实践经验欠缺,同时加上理论知识深奥枯燥,更需要创设情境进行体验式教学,从而促进理论知识的理解和吸收。
3.2有利于发展融洽的师生关系
在新的教学方式下,学生的地位变被动为主动,主动参与和主动感知;教学方式变灌输教育为体验式教育;老师不再是命令者,学生再也不是被动的服从者,学生的认知教育作为重点方向。这种教学方法体现了师生关系的平等和民主,因此有利于发展和谐融洽的师生关系。在相同的情境下教学者和学生共同体验,相互沟通和分享新知识,从而做到取长补短,在老师的亲和力下建立起融洽的师生关系。
3.3有利于学生创新能力的培养
学生的主动式体验和内在感悟至关重要,在学生内在的需求下,主动去探索和体验新知,这对学生创造力的释放非常关键。在老师创设的特殊情境下,师生产生教学互动,不仅提高了学生的主动参与能力和动脑能力,也提高了学生的动手和动口能力。在这种活跃的教学氛围下,学生的创新型思维得到启发,大大提高了学生的创新能力。
4结语
关键词:
深入学习实践科学发展观活动试点工作开展以来,按照党委班子的统一安排,我和大家一样,积极置身试点活动,主要做了四个方面的工作:一是加强学习交流,领会精神实质。积极开展“五学”活动,认真撰写心得体会,进行宣讲辅导和座谈交流,深刻领会科学发展观的科学内涵、精神实质和根本要求。二是理论联系实际,深入调查研究。围绕重点课题,深入村社、企业开展调查研究,记写《调研日记》,撰写调研报告。三是广泛征求意见,深刻分析问题。通过多种方式和途径,从多个层面征求社会各界对乡党委班子贯彻落实科学发展观方面的意见建议。四是开展“十查十看十比”活动,集中查摆问题。对贯彻落实科学发展观情况进行了全面分析,认真查找工作中存在的不适应、不符合科学发展观的现实问题,初步明确了努力方向。下面,我首先将自己学习实践科学发展观情况作以简要分析检查。
一、近年来贯彻落实科学发展观方面的探索和努力
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、企业民主管理,解决了村级组织在推进村级民主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。
三、关于全面深入贯彻落实科学发展观的努力方向
对于存在的问题和不足,我决心抓住这次深入学习实践科学发展观活动的大好机会,加强学习,拓宽思路,采取措施,狠抓落实,用科学发展的正确理念引导和促进各项工作顺利开展。
1、坚持以科学发展观为指导,加强理论学习,进一步提高落实科学发展观的能力。科学发展观是推进中国特色社会主义伟大事业和党的建设新的伟大工程的重大战略思想和指导方针。在今后的工作中,我将坚持在学中干,在干中学,把科学发展观贯穿于工作的全过程,解决工作中存在的突出问题。一要在提高学习能力上下功夫,认真学习党的理论创新的最新成果,学习科学发展观的精神内涵,自觉克服不符合科学发展观的思想和做法,以科学理论武装头脑、指导实践、推动工作。二要在提高决策能力上下功夫,按照科学发展观的要求,不断提高决策质量和水平。三要在提高落实能力上下功夫,进一步明确抓落实的标准、重点和程度,确保各项工作任务落到实处。
2、坚持以科学发展观为指导,立足本职,解决群众反映强烈的困难和问题。以科学发展观为统领,用以人为本的理念指导全乡工作,用全面协调可持续的要求,推动转型发展,用统筹兼顾的方法解决群众反映强烈的困难和问题。一要以生产发展和产业转型为先导和主旋律,把接续产业培育和新型农民培养放在全乡工作的首位,把五个方面的先进示范乡建设工程作为品牌,把多元化发展作为进城居民的永久性出路,进一步优化思路,突出重点,采取得力措施,尽心尽力抓落实、求实效。二要以农村基础设施建设为重点,努力改善乡村群众生产生活基础条件。主要以改善道路、解决饮水、农村住宅等基础设施和公共服务设施为重点,扶持完成韩河村、土桥村、曹家沟村三个旧村改造项目和朱家庄移民新村,土(桥)砚(峡)路拓建工程,麻池新村、土桥村、曹家沟村人畜饮水工程,进一步改善人居环境,提高群众生活质量。三要以着力改善民生为重点,从解决贫困农户就医、上学、行路、吃水、增收等方面的困难入手,抓住国家实施“农村寄宿制小学建设项目”的机遇,整合全乡教育教学资金,撤并韩河、土桥、曹家沟小学,建成麻池寄宿制小学。结合旧村改造,在韩河、土桥、曹家沟、麻池4村中心村各建设1间医疗室,1间文化室,1处文化广场,彻底解决“五难”问题。四要以农业科技和劳务技能培训为重点,努力提高农民整体素质。积极创新培训载体,寻找有效方法和手段,深入开展“双百”培训,帮助农民群众提高综合素质和致富能力。
3、坚持以科学发展观为指导,健全制度,建立有利于科学发展的长效机制。进一步建立健全各种工作制度,用制度管人、以制度促事。一要继续完善各种工作制度和激励机制,建立健全各项工作的考核责任制,严格兑现奖惩,实行“能者上、庸者下”的任用机制,促进全乡工作的整体推进。二要加强乡机关和村居委会、村民小组财务管理,继续推行政务、村务公开制度,提高管理透明度,接受群众的监督,树立基层组织为民谋事、为民办事、管理民主的新形象。三要继续推行“以强带弱,以企带村”的帮带制度,创办集体企业集团,放大管理权限,降低行政成本,提高工作效率,大力实施“以工哺农,以企带村、东西互动”发展战略,强村与弱村纳入统一管理,捆绑式结成互惠利益共同体,形成新型帮带模式,用弱村的发展衡量强村的工作业绩和班子政绩,提高行政效益,减少行政成本,推动东西两片同步发展。
如何结合贯彻落实科学发展观活动,创造性地开展教育教学工作?我想从以下几个方面谈谈我的意见。
一、为学校建设和发展定好位,用心描绘学校未来发展蓝图。
我校的未来发展蓝图就是要通过几年的努力,将学校建设成一所校风、教风、学风优良,教育教学质量良好,具有一定影响力和示范性的初级中学,成为一所有办学特色、文明和谐、积极进取、家长放心、社会肯定、政府满意的学校。
二、努力打造一支师德高尚、爱岗敬业、奋发有为的教师队伍。
1、高度重视师德教育活动,结合本校实际,认真制定出具体方案,细化学习的要求和步骤,切实把立德树人作为教育的根本任务。
2、通过组织开展各种教师业务技能培训,树立终身学习、受益终身的学习理念。
3、加强内部管理,完善各项规章制度,规范学校的教学常规工作和教学目标管理制度。
4、努力营造健康和谐、关心互助的工作环境。
三、创造条件,开展富有特色的德育工作,切实提高学生的思想品德水平。
1、加强德育常规管理工作,不断健全德育管理制度,丰富德育的形式和内容,使德育工作逐步走向制度化、规范化。
2、大力开展社会实践活动,增强体验教育,增强学生的法纪观念、环保意识、感恩思想等,提高学生的思想品德水平。
3、建立“以生为本、全面发展”的评价体系,认真做好对学生思想品德的评定,让学生健康成长,得到全面发展。
4、健全管理机构和德育网络,争取政府职能部门、村委会、社会各界对青少年教育的帮助,加强与社区、家庭的沟通和联系,及时交流信息,形成教育合力。
四、细化管理,强化过程,积极推进教学方法的大创新,致力提高教学质量和教研水平。
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关键词:材料科学与工程专业;培养模式;课程体系;创新人才
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)41-0216-02
面对21世纪的挑战,如何加强学生创新能力的培养,已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要,多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展,各种材料不断创新涌现,产业化的背景下,材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则,深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案,突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键,是培养具有创新能力人才的核心环节,也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前,“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识,专业课程却内容相对陈旧,逻辑和结构衔接不够紧密;设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少,支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下,本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础,构建专业核心课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。
一、整合课程内容,构建专业核心课程群
材料科学与工程专业培养计划从2007年开始,以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主,以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容,构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前,贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标,材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,设计专业核心课程群,体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》,《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》,融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等;构建6~8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业核心课程群”(图1)。专业核心课程群以材料科学基础作为主线,安排各门课的教学内容,既相互衔接、循序渐进,又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律,掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及核心课程相关的基础原理理论引入课堂教学,帮助学生树立完整、基本的知识观念,最大限度地拓展学生的知识结构,是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。
二、设置专题选修课群,适应学生个性发展
加强理论基础同时,适当拓宽知识面,注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展,结合材料科学进展、专业教师科研特色,本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”,让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识,各得其所、各展其长,完善学生的知识结构系统,满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要,自主选择相关课程。具体措施是:确定3~4个重点学术方向,每一方向下设置由3~4门课程组成的专题选修课程(图2)。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程,使学生在熟悉共性知识基础上,掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质,提高学生适应知识经济社会的能力。
三、强化工程实践课程群,培养学生创新能力
实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文(设计)》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性,对专题实验1、2、3内容进行整合,开设《综合实验》,强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验;专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动,培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程,可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段,学生能在短时间内吸收消化更多学科知识,掌握专业实习重点、难点,提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”,选定基地技术人员或专业老师为导师,让学生提前进入导师课题组,熟悉设备操作,以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。
从自身实际出发,材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作,不可能一蹴而就,还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设,课程评价体系等措施,才能确保其顺利实施和有效运行。
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关键词:材料研究方法与测试技术;课程建设;教学研究
中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)02-002-01
进入二十一世纪,高技术凭借其既能促进社会发展,又是国家安全的保证而主宰世界已经成为不争的事实。先进材料在高技术领域又处于先导性、基础性和带动性的地位。近年来,新材料技术日新月异的发展, 既为基础教育和前沿研究的高等院校提出了严峻的挑战,也为如何能够培养能适应材料科学与工程领域高速发展需求,又具有新的知识结构的创新型高素质人才提供了教学研究的动力。
《材料研究方法与测试技术》是吉林建筑大学材料科学与工程学院无机非金属材料、高分子材料及材料化学专业本科生必修的公共技术基础课,主要涉及材料研究方法的基础理论知识和材料分析、测试的技术手段,是综合性和实践性紧密相结合的课程,是每位学习材料的学生必须掌握的知识,在材料学科中有着无可比拟的地位。随着新材料科学技术的发展,各种测试手段日新月异,为了使学生在将来的科研及工业生产中能正确选择和使用有关的近代测试分析技术,《材料研究方法与测试技术》课程无论从教学内容还是教学方法上,都需要进行系统改革以适宜时代的发展。
一、课程内容改革
1、根据材料科学与工程学院各专业不同教学对象、不同培养目标和教学要求,材料研究方法与测试技术课程组制定了不同的教学大纲、教学计划和教学内容,形成了内在联系密切、统一组织协调、教学内容和教学方法各具特色的多层次的材料研究方法与测试技术课程。
2、提出了实践教学与理论教学并重的教学理念,解决了学生理论基础较强而对测试仪器操作和分析测试数据能力弱的现象,提高了学生分析问题,解决实际问题的能力。
3、将科学方法论和科学史融入授课过程,让学生追寻科学发展足迹,体会每一材料研究方法的形成、演化之思维过程,进而了解科学研究的一般规律,了解科学思维的逻辑方法和非逻辑方法。
4、丰富完善教学内容,既涵盖了原子力显微镜,扫描隧道显微镜等最新发展的分析测试技术,又包含建筑材料性能分析测试等特色内容,实现了内容分层次、分模块,使教学内容层次清楚,重点突出,特色分明。
二、理论教学方法和手段改革
1、积极建立新教学的理念和实践教学模式。理论教学讲授基本原理并注重知识体系的整合;教学实践加强分析问题、解决问题的能力。在教学工作中,课程组建立了“课程实验-综合测试-课外实践”三段式实践教学模式,培养学生实际应用各种分析测试技术解决实际问题的能力和创新能力。
2、改革了教学手段,课程主讲教师自制多媒体教学课件并采用多媒体教学,充分利用课程网站等现代化教学手段辅助教学。在教学工作中,将教师的科研案例引入教学,取得了良好的教学效果。已初步完成《材料研究方法与测试技术》网络版教学软件的开发,同学可随时上网学习和查阅有关内容进行学习。编写《材料研究方法与测试技术》思考题,建立网上交流平台,便于学生与教师、学生之间的自测以及交流。
3、教师队伍建设取得成效。采取了引进和自身培养相结合的措施,充实了教师队伍。课程组四位主讲教师由一位德高望重的教授、两位博士毕业的副教授和一位正在攻读博士学位的讲师组成,形成了一支知识结构、年龄结构、学缘结构合理,整体素质高,有发展潜力的教学队伍。
三、实践教学改革
1、材料科学与工程学院实验中心拥有建筑材料实验、高分子材料实验室和材料化学实验室。装备有电子显微镜、综合热分析、色谱分析仪、偏光显微镜、红外光谱分析、显微硬度仪、激光粒径测定仪等大型仪器,满足进行本课程不同层次学生学习的需求。
2、本着提高学生实践能力、动手能力和创新能力的目的,鼓励学生参与老师的科研实验活动。学生通过大学生科技创新大赛和毕业设计等方式参与老师的科研课题,在学习材料研究方法和测试技术课程同时,依据自我专业兴趣,自行选择指导教师,通过自主查阅资料、与指导教师交流、自主思考、设计实验、制备样品,并评价材料的综合性能及分析材料的结构。科技创新大赛的成绩一定比例计入本课程期末考试,激发学生参与科技活动的积极性,同时培养其自觉学习,独立思考及独立科研的能力。
四、课程目前的不足
尽管我们对《材料研究方法和测试技术》课程教学内容和教学手段精心设计,但仍然还存在明显的不足:
1、实验教学与课堂教学时常脱节。本课程涉及的仪器精密且贵重,数量有限,种类也不齐全,学生真正动手操作仪器的机会非常有限,动手能力很难得到实质性提高。
2、本科程涉及到结晶学、物理学、数学等学科,学生在理论教学中表现出基础学科知识不足的特点。
3、在教学中遇到的材料微观现象难以用语言表述、仪器结构复杂,学生无法在短时间内掌握,并熟练操作,难以达到预期效果。
尽管我们对《材料研究方法和测试技术》课程进行了教学内容、教学方法和手段的改革,并取得了一定的经验,但要想赶上日新月异发展的步伐,培养出高素质、具有创新性的人才仍需不断的努力。
参考文献:
[关键词] 北京航空航天大学;材料专业研究生;创新型实验;特色实验课程;功能材料
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)03?0073?02
创新有三层含义:一是更新;二是创造新事物;三是改变。创新性人才指掌握一定专业知识技能,在社会实践中能推陈出新,以自己的创新性意识和行动,在利用自然改造自然,推动社会进步中做出贡献的人。随着知识经济时代的到来,在世界各国的综合国力竞争中,创新人才被越来越多的国家视为战略性资源和决定性因素。培养具有创新能力的高素质人才,顺应了时代的呼唤和国家发展的要求。研究生教育是培养高层次专业人才的主要途径。我国的研究生数量已跨入世界大国行列,研究生成为目前参与和推动我国科学技术发展的重要力量,其知识创新能力与科研实践能力的培养对于提高我国的科技竞争力至关重要。而大量研究表明,当前我国研究生的创新实践能力严重不足,主要表现在科研实践参与度低、国际性的学术论文数量偏少、学术成果质量不高、原创性成果稀少等等。
北京航空航天大学作为我们国家自己创建的第一所航空航天大学,学校面向国家重大战略需求、面向世界航空航天发展的前沿,为国家经济事业的发展、特别是为航空航天事业做出了不可替代的贡献。北京航空航天大学培养了11万学生,这些高素质人才大部分在我国的航空航天领域担当重任,为我国的航空航天事业提供了人才支持。北京航空航天大学多年来服务大局、特色兴校、培育人才、不断创新,突出航空航天特色和工程技术优势,形成了独具特色的高水平研究型大学建设模式。
北京航空航天大学提出了新时期“重基础、强交叉、拓视野、推创新”的研究生教育思路,对调整研究生教育结构,提高生源质量,改革招生指标分配办法,修订培养方案,促进研究生课程国际化,推广试点班教育模式,建设专业学位研究生实践基地,创新学科交叉机制体制等,提出了明确要求。
一、研究生培养模式和实验教学体系
北京航空航天大学在研究生培养模式上分为理论教学、实验教学和学位论文研究三个阶段。在强化研究生理论教学和学位论文研究的同时,采取了重大举措来培养研究生的实践能力:针对不同学科专业的特点增加了研究生教学的实验环节;通过“211”和“985”条件建设逐步构建了开放适用的研究生实验教学设备条件,并构筑人性化的实验环境;打破了传统实验教学模式,确立了开放式的多元化的研究生公共实验和研究生专业实验课体系;最大限度地挖掘出研究生的知识潜能,养成创造性品格,掌握创造性技能,最后在研究生学位论文的写作中得到深入和升华,使得研究生培养的三个阶段构成了一个由浅入深、循序渐进、具有内在联系的有机体。
在实验教学体系的构建方面,在一级学科层面,将关联密切的研究生理论课程的实验整合成数门独立设置的综合性实验课。结合专业培养目标和其他相关课程,建立一个包括基础验证实验、综合设计实验和创新型实验3个层次的课程体系。
北京航空航天大学还构建了整体性的开放式创新实践基地。例如自2004年以来,先后建设了“先进计算机网络技术研究生创新基地”“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地” 等开放性的创新实践基地。基地以航空航天与信息类优势学科群为中心,以重点实验室为依托,在创新人才培养和研究生教育改革的创新方面进行了积极的探索。
二、材料专业研究生特种功能材料特色试验课程设计
北京航空航天大学材料学院多年来一直非常重视研究生教育,研究生的课程设置及内容为研究生从事科学研究打下了坚实的理论基础。但材料学院研究生的实验设备主要来自各科研课题组,设备种类、台套数、完好率受限制,特别是使用时间无法保证,影响研究生试验运行。课时数虚,授课内容待充实。
随着多年来对实验室建设的不断投入,北京航空航天大学材料学院实验室建设遵循“以软带硬”的原则,即以教学改革为前提,投入的实验设备要服务于所开设的实验项目,硬件建设服从软件建设。目前材料学院用于研究生实验教学的设备已经初具规模,拥有多套透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、X射线衍射仪、ICP分析仪、拉曼光谱分析仪等先进的分析检测设备,并对各学科实验室进行了优化整合和重组资源配置,发挥了实验室的复合功能和规模效益。材料学院还承担着大量国家级和省部级的重大科研项目,取得了一系列令人瞩目的研究成果,具有良好的培养研究生的客观条件。材料学院将逐步彻底改造研究生实验课内容和实验条件,建立具有航空航天特色、涵盖材料学科重要研究方向的材料制备、测试及评价方法的研究生公共实验平台,以国家建设和经济发展对材料科学与工程学科复合型人才的重大需求为导向,确定材料科学与工程学科实验课程的具体设置方案。
北京航空航天大学材料学院以教育部“空天材料及其服役性能实验室”为依托,开设了“先进结构材料”和“特种功能材料”研究生创新型实验课。该实验室多年来立足于航空航天材料前沿研究,旨在将先进的和学科交叉性强的科研成果高质量地融入到研究生实验教学上,取得了多项重大科研成果。下面以“特种功能材料”的设置为例,从创新型实验课和综合实验课的区别、创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别、创新型实验课与研究生创新基地三个方面来进行分析。
1. 创新型实验课和综合实验课的区别
创新型实验课和综合实验课在内容上都涉及到培养学生多学科知识综合应用的能力。差别在于综合实验课相对而言内容更为固定,比如“材料电镜分析实验”是侧重于使学生理解各种电子显微分析方法的基本概念和原理,熟悉仪器结构,掌握样品制备方法及实验参数选择,并学会对各种电镜图像及信息进行识别、计算和分析处理等。而创新型实验课是在课程内容、形式和目的上存在更多的创新元素。这类实验是学生在教师的指导下独立自主完成 ,或者在指导教师的研究领域和学科方向上进行有目的有意识的探索研究,其教学目的在于激发学生的创新意识,培养学生的科研兴趣和研究创新能力。培养学生的创新精神和创新能力,关键在于教师是否有创造性的实践活动的经验和体会,如大的创新团队(课题组)和实验室就是培育创新精神的沃土。以“特种功能材料”为例,北京航空航天大学“空天材料及其服役性能实验室” 针对智能机翼、机载设备和航空发动机等的应用,在航空航天特种功能材料上积累了大量研究成果。其科研设备齐全,在“特种功能材料”实验课中设立了相变材料、磁性材料等相对宽的方向,在实验中指导教师演示其中课题组“成熟”材料从设计-制备-功能特性研究的完整的实践过程,然后在大方向内自由选题,运用理论课程中的基础知识,综合设计实验方案和内容,在任课教师的指导下自主探索研究。如果说综合实验课是学生从理论到实践的第一步,那么创新型实验则是学生开展创新科研工作的第一步。
2. 创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别
这两者同为科研训练。创新型实验课是“常做常新”的实验课,指导教师要不断开发新的实验方法,搭建不同的新架构。学生则应该不断丰富自主实验的新内容,成为填充架构的新单元。从时间尺度上来说,创新型实验课比研究生毕业论文研究短的多,创新型实验课会对科研的过程有完整的体验,为了保障进度,增强协作沟通能力,学生可以自由结合成小项目组,分工共同完成实验内容。实验课的考核以小组答辩的形式,根据选题的创新性、综合性、协作情况等打分。研究生毕业论文研究一般都是学生在其导师的指导下单独完成的。限于不同实验条件、经费保障条件、课题组的创新实践成果积累等的不同,毕业论文研究的创新实践程度会有很大差异,研究生也往往得不到自主选题和自主研究的机会。
3. 创新型实验课与研究生创新基地的区别
两者的教学资源开放程度和范围不同。研究生创新实践基地是一个面向全校开放的,融教学、科研为一体的实践活动平台。研究生创新基地在学科综合性和交叉性上,可以面向更大范围的不同学科、不同年级的研究生,实现教育资源的整体优化。学科的集中交叉得资源能更集中整合,如“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地就是如此。目前,“特种功能材料”研究生创新型实验课还是材料学院研究生实验课程体系的一部分,“特种功能材料”与物理、化学、航空、航天、电子、机械等领域有广泛的学科交叉,可以成为培养研究生的综合设计和研究探索创新能力的有效平台。随着教学实践成果的积累、教学改革的深化和实践教学条件建设的增强,材料学院可以向学校申报加入研究生创新基地的实践活动内容,最大限度地为学生提供更多的科技创新实践机会。
三、结语
北京航空航天大学材料学院“特种功能材料”研究生创新型实验课的教学实践才刚刚起步,深厚的科研成果积累和良好实验课程的资源配置,以及是否能高质量地转化到研究生实验教学上,这些都还需要在实践中不断探索。指导教师团队成员如何利用崭新的实验内容引导学生主动参与科研训练,培养学生的创新思维和探索未知的能力,还需要不断创新教学,与时俱进地转变教育思想,更新教育观念,才能真正在教学改革中收到实效。
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关键词:专业综合实验;教学改革;自助式;材料类专业
实验教学是高校教学工作的重要组成部分,与理论教学相辅相成。材料类专业是实践性很强的专业,实验教学对该专业大学生创新能力、动手能力的培养具有重要意义。近年,许多高校对材料类专业实验教学进行了改革,开设了各种模式的综合型实验, 取得了一些富有成效的经验。中原工学院专业综合实验课程是材料科学与工程专业、材料成型与控制工程专业教学计划中一个重要的实践性教学环节,属于独立设置的实验教学必修课,目的是使学生运用所学专业知识和技能,综合处理实际工作中遇到的问题,提高解决实际问题的能力,为以后从事金属材料的生产和科研奠定基础。
中原工学院材料类专业从2007级学生开始,独立设置专业综合实验课程。实验项目是给出一系列机械零件名称及所用的材料,提出技术要求,要求学生自由选择题目,根据题目要求制订热处理工艺方案,并完成相应的组织与性能检测。专业综合实验的开设,虽然在一定程度上增强了学生的创新意识与实践能力, 学生的自主设计、自主学习能力都有所提高, 取得了一定的教学效果,但学生的积极性、主动性及创造性未能得到充分发挥。为此,课程组对专业综合实验教学进行了改革,结合工程实际生产与教师的科研项目,增加了一些新的实验项目,提出了专业综合实验“自助式”实验教学模式,经过3年实施,取得了良好的效果。
一、“自助式”实验教学特点
“自助式”实验教学是指在实验教学中,以学生为主、教师为辅的教学方法,即以学生为中心,教师围绕学生的思路进行辅导教学,由学生根据自己的意愿、兴趣完成整个实验过程。学生自由选择实验项目、仪器设备,自主设计、实施实验方案,独立获得实验数据、完成实验报告。在整个实验过程中,教师仅提供实验项目,提出实验要求,进行必要的指导,充分发挥了学生的自主性和能动性。
“自助式”实验教学具有以下特点及作用:(1)实验项目数量充足,学生可以根据自己的专业兴趣选择题目,有利于提高学生学习的积极性和主动性。(2)一个实验项目一般由3~5名学生共同完成,大家相互讨论制订实验方案,分工合作,共同完成整个实验,有利于培养学生的团队精神、协调能力及组织能力。(3)实验方案及实验过程由小组学生自主完成,能够培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力及创新能力。(4)实验设备由学生自己选择,设备的参数由学生自己调试,有利于培养学生严谨认真的工作态度和实践能力。(5)“自助式”实验不同于以往的简单验证性实验,具有综合性、设计性和创新性。一个实验不仅需要以前学过的知识,而且需要一些未曾接触过的新知识,需要学生去查阅相关资料,有利于培养学生综合运用所学知识解决问题的能力及查阅文献资料的能力。(6)学生自选项目多样,涉及的知识比较宽泛,需要指导教师有宽广的知识面,这样指导学生才能得心应手。
二、专业综合实验教学内容的设计
专业综合实验作为中原工学院材料类专业的一门课程,注重对学生进行综合技能的训练,培养学生独立分析、解决问题的能力。
选题是综合实验的第一步。在选题时,应充分考虑实验内容与理论课程的关联性,依托理论课程体系的学科基础课、专业课和专业方向课平台构建相应的实验体系。同时,紧密结合各专业当前的发展方向,注重选题的新颖性。综合实验的题目可以与实际生产相结合,也可以与教师的科研课题相结合,还可以由学生自己提出,老师审定。每一实验项目的设计都以某一零件的材料选择为主线,综合运用了多门理论课知识和多项实验技能。经过近几年的实践,最后精选出三个方向的实验项目(每个方向的实验项目都有具体的实验内容及要求):(1)常用机械零件的热处理及组织与性能分析,要求每个小组在所给的零件中任选其一,然后进行组织和性能分析。(2)等离子表面改性处理及组织与性能分析,要求每个小组在给定的基体材料、熔覆粉末及处理方式中至少选择一种基体材料、一种处理方式,若进行熔覆处理只选择一种粉末,先进行表面改性处理,然后分析其组织和性能。(3)合金的设计与熔炼及组织与性能分析,要求每个小组在给定的材料中熔炼一组不同成分的合金,然后分析其组织和性能。每个实验题目由3~5人为一组完成。学生可以根据自己的意愿和专业知识兴趣选择实验项目,指导老师只提出最终实验要求。这样的实验项目内容设计要求学生能够将材料科学基础、材料性能与检测、金属材料及热处理等相关理论知识结合,达到理论知识的有机融合;将热处理工艺操作技术、金相试样制备技术、金相组织摄影及分析技术、相关性能测试技术等相关实验技能结合,达到实验技能的有机融合。通过这样的实验项目,可以达到对学生进行运用理论知识,提高实验技能、分析能力、实践能力、创新能力和工程意识综合训练的目的。
三、专业综合实验教学的组织与实施
专业综合实验教学时间为2周, 主要安排在大四上学期,在学生学完全部专业课并具备了基本实验技能的基础上开设。具体做法是:学生自由组合成小组,每个小组选择一个题目,由小组拟定实验方案,独立操作与分析判断实验结果,写出实验报告,最后进行汇报答辩。如果学生选择一个具体的零件,就要按照零件的技术要求,进行合理选材,安排加工工艺路线,画出热处理工艺曲线,明确如何检测热处理后的组织和力学性能。经指导教师审阅合格后,学生才能进入实验室做实验,按照制定的工艺路线进行热处理,制作金相试样观察组织并测试、分析材料的性能,比较处理前后材料组织性能的变化及其规律。整个实验由学生独立完成,由学生自主查阅相关资料、确定实验工艺、处理实验数据、分析实验结果。
在实验过程的组织和实施中,每一组学生都由理论课教师和实验课教师(两位教师)指导。在整个实验过程中,教师只解答学生在实验中遇到的问题,引导他们独立思考,学会解决具体问题的方法和步骤, 锻炼学生的思维方法及综合处理解决问题的能力,从而促使学生由被动接受一个实验项目转变为自主运用所学理论知识解决实际问题,有效提高了学生的创造思维能力,锻炼了其独立实验技能,培养了其材料工程意识。
实验后的总结非常重要,它是学生分析问题、解决问题的重要环节。要求学生首先独立思考,然后相互讨论,将实验以实验报告的形式进行总结。报告内容包括实验内容、实验方案、实验方法、实验结果和结果分析,最后以小组为单位做成PPT,进行汇报答辩。小组之间可以互相提问、讨论,最终由教师点评。通过汇报、小组之间的提问及教师点评,有助于学生对各自试验结果与相似小组进行比较,从而加深学生对实验结果的理解,拓展学生的知识面,激发学生复习理论知识的积极性;既提高学生分析问题、解决问题的能力,为以后从事材料科学研究打下良好的基础,又能增强学生的成就感,培养他们的专业兴趣及爱岗敬业的职业道德。
每个小组的最终成绩由指导教师和其他小组综合评定,指导教师评价占60%,学生评价占40%。指导教师根据实验小组的整体实验方案、实验进展情况、实验过程中的表现、实验结果、分析讨论情况、报告的质量及汇报答辩情况进行整体评价,给出每个小组的成绩。同样,每个小组也同时给出其他小组的成绩。综合教师和小组评定,最后给出每个小组的成绩。小组内每个学生的成绩由指导教师和小组组长根据其综合表现和实验报告质量在小组成绩基础上给出。实验评判鼓励创新,只要有创意,实验思路明晰,操作无误,分析准确到位,结果合理,就可以评定为优秀的实验报告。这样评分既公平,又能提高学生的参与意识和积极性。
四、专业综合实验教学改革实施效果
1.提高了学生的综合素质和创新能力
通过近几年的专业综合实验课教学训练,学生普遍反映动手能力得到了很大的提高。大多数学生能够独立操作实验设备,熟练掌握熔炼设备、表面处理设备、热处理设备的操控及金相试样的制备、金相组织观察与摄影、力学性能测试等材料专业基本实验技能,同时在实验过程中一些新思维、新想法不断涌现,这对学生的个性发展和创新能力的培养起到了积极的推动作用,有利于培养具有开拓意识、创新能力的新型人才。此外,实验过程中需要小组同学之间相互协作,又培养了学生的团队协作精神及协调能力。
2.提高了教师的专业水平
“自助式”专业综合实验课的开设对指导教师提出了较高的要求,要求指导教师必须提供充足的实验项目,供学生自由选择。此外,学生在综合实验及小组汇报答辩过程中都会遇到各种各样的理论和实际问题,有些问题需要指导教师查阅相关资料或者向企业工程技术人员及其他教师请教,经过深入思考才能加以解决,有利于促进教师专业水平的提高。
五、结语
专业综合实验教学经过几年的摸索和实践,采用“自助式”实验教学模式,取得了良好的效果。学生通过专业综合实验,提高了基本实验技能,加深了对所学专业理论知识的理解,锻炼了理论联系实际、综合应用专业知识解决实际问题的能力,提高了对专业的认知、兴趣及工程意识,为后期的毕业设计及毕业后的工作奠定了良好的基础。
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