工程教育新理念下实验教学示范中心内涵建设.pdf
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1、 ISSN1672-4305CN12-1352/N实 验 室 科 学LABORATORY SCIENCE第 26 卷 第 5 期 2023 年 10 月Vol.26 No.5 Oct.2023新工科、新医科、新农科、新文科建设 工程教育新理念下实验教学示范中心内涵建设葛利玲,梁淑华,张国君,邹军涛,汤玉斐(西安理工大学 材料科学与工程学院,陕西 西安 710048)摘 要:在工程教育新理念下,以“立德树人”为根本,发扬“传承与创新”精神,以培养材料类学生“科学文化素养+工程实践创新能力”为核心,按照“两性一度”的要求,构建了“多层次深度型、重能力综合型、探究式创新型”三位一体材料类本科实验教学
2、新体系,并对课程、教材、教学模式、实验室管理与师资队伍进行了深层次的改革与建设,促进了学生工程实践创新能力培养。学科文化建设,培养了学生材料科学文化素养,扩大了示范中心的开放。关键词:工程教育;立德树人;实验教学体系;课程与教材;实践创新能力中图分类号:G632.00 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2023.05.049Connotation construction of experimental teaching demonstration center based on the new concept of engineering educat
3、ionGE Liling,LIANG Shuhua,ZHANG Guojun,ZOU Juntao,TANG Yufei(School of Materials Science and Engineering,Xian University of Technology,Xian 710048,China)Abstract:Motivated by the novel concept of engineering education,establishing virtue and cultivating people is fundamental,and the spirit of“inheri
4、tance and innovation”should be developed.We con-structed a novel“three in one”experimental teaching system,namely,“type of multi-level and depth”,“type of strong ability and comprehensive”,and“type of exploration and innovation”,with the goal of cultivating the culture of science and engineering pra
5、ctice innovation ability of students ma-joring in materials science.This system has been reconstructed to satisfy the requirements of“Both-nature and one-extent”.Moreover,the courses,teaching materials,teaching models,laboratory man-agement,and teaching team were reformed and reconstructed to improv
6、e the cultivation of students engineering practice innovation ability.At the same time,the construction of discipline culture has cultivated the cultural literacy of students in materials science and expanded the opening of experimen-tal teaching demonstration center.Key words:engineering education;
7、establishing virtue and cultivating people;experiment teaching system;courses and teaching materials;engineering practice and innovation capability 收稿日期:2021-06-24 修改日期:2022-09-26作者简介:葛利玲,硕士,教授级高级工程师,实验教学中心主任,从事实验教学与管理及科研工作,主要研究方向:材料微观组织与性能。E-mail:geliling-xut 基金项目:教育部第二批新工科研究与实践项目(项目编号:E-CL20201938
8、);陕西高等教育教学改革研究项目(项目编号:19BY045;17BY030);陕西省教育厅实验教学示范中心建设资金项目(项目编号:陕高教201141 号)。实验教学示范中心建设在提升高校实验教学水平、培养创新人才、强化实践能力、培养创业精神、提高人文素养以及科学素养等方面起着举足轻重的作用,其建设与发展应与时俱进,适应社会发展的需要1。2015 年国务院提出的“坚持育人为本,提高培养质量”和2015 年新修订的中国工程教育专业认证标准与实践教学显性相关指标,创新创业教育以及工程教育专业认证为本科教学提出了更高的要求,尤其是在“立德树人”新要求下,发挥教学中心对工程实践创新能力人才的培养作用,使
9、实验教学示范中心具有可持续发展,不断深化教学中心内涵建设是关键2-4。西安理工大学(以下简称:我校)材料科学与工程陕西省实验教学示范中心(以下简称:中心),为了适应社会发展的需求在不断地改革与建设中。为了适应社会发展的需求,在工程教育新理念下,以“立德树人”为根本,按照“两性一度”的要求,通过重构实验教学体系、改革实验教学内容与教学模式、实施数字化课程与教材建设、搭建优质资源共享平台及学科文化教育基地、引入企业管理理念以及建设专职实验教学师资队伍等进行全方位的系列改革与实践,强化学生的科学素养和工程实践创新能力培养。1 重构实验教学新体系工程教育新理念就是通过不断变革创新,来适应社会、经济、科
10、技变化的趋势5。依据这个新理念,要深化实验教学改革与创新,根本问题就是转变教学理念,构建有利于大学生创新能力培养的实验教学体系6。针对我校材料类本科培养目标:“思想素质高、基础扎实、实践能力强、具有创新精神的高素质应用型人才”,以“立德树人”为根本,以“强化材料基础实验、注重工程实践能力,培养创新意识和材料科学文化素养”为教学理念,从创新创业以及工程教育认证视角“重构”实验教学体系,在原有的多层次实验教学体系的基础上,以“兴趣、问题、实践、创新”为驱动,展开面向各专业综合实验独立课程的开设,将材料工程知识、工程问题、通用技术、教师的科研成果融入实验项目,构建综合设计型、研究探索型实验,实验内容
11、聚焦学生解决“复杂工程问题”能力的培养。形成了以“多层次深度型、重能力综合型、探究式创新型”的三位一体的材料类本科实验教学新体系,如图 1 所示。实验项目的实施以“学生自由组合、自主选题与方案设计、师生互动讨论、小组答辩”过程等来完成,学生利用专业知识和技术去解决实际问题,获得掌握材料科学研究的基本方法,新体系的实施使学生综合创新能力不断提高,如专业综合实验“AZ91D 在不同热处理工艺下的组织及性能”和“20Cr 表面纳米化对渗硼行为的影响”于2019 年分别获第五届中国大学生材料热处理创新创业大赛二等奖和三等奖,我校获优秀组织奖。学生综合技能获第五届全国高校大学生材料综合技能大赛二等奖,学
12、生在全国金相技能大赛、失效分析大赛等竞赛活动中成果丰硕。经过探索与实践,以“科学素养+工程实践创新能力”培养为核心的材料类实验教学改革与实践于 2019 年 7 月获西安理工大学教学成果特等奖。图 1 实验教学新体系及培养目标结构图2 深化实验课程与教材建设课程作为人才培养的核心素养,是落实立德树人根本任务的重要途径,实施课程与教材一体化设计与深度融合已成为提高本科教学质量的一项重要举措。为了强化材料类学生工程实践创新能力,提升实验教学质量,从实验课程内容、教材、教学模式等进行了系列改革与实践。2.1 教材+在线开放课程一体化建设“金相显微技术”是我校面向材料类各专业开设最早、具有特色的独立实
13、验课7,开设近40 年,近十年每届学生 1415 个班。也是支撑“材料科学与工程、材料成型与控制、物理 3 个国家级一流专业建设点的必修专业基础实验课。课程目标旨在培养学生金相显微样品制备及微观组织观察分析能力,为从事材料科学研究以及相关工作打下坚实的实验研究基础,图 1 为实验教学新体系及培养目标结构图。经过多年的课程建设于 2015 年获陕西省资源精品共享课程。然而,面向工程教育新要求仍有一定差距,需要对课程进行深层次改革,而课程改革的核心是教材。为此,将“金相显微技术”校内教材,按照工程教育新理念,与清华大学、北京工业大学、北京科技大学联合重新编写了“光学金相显微技术”8新教材(2020
14、 年获校优秀教材二等奖),教材融入了412 葛利玲,等:工程教育新理念下实验教学示范中心内涵建设新知识、新技术、新方法、新设备、工程典型案例以及新的金相检验国家标准,突出工程实践培养。为了适应“互联网+教育”的新模式,扩大课程资源共享,2020 年初完成了在线开放课程建设,已在智慧树平台开课 3 个学期,实施了“线上与线下”混合式教学模式,深化了课程内涵建设。2.2 打造数字化新形态实验教材2008 年为了配合我校学分制实施,本着“夯实基础、拓宽思维、综合创新”的宗旨,积极增设和开展设计性、综合性和创新性的“三性”实验,编写出版了“材料科学与工程基础实验教程”教材(2011 年获校优秀教材一等
15、奖),涵盖了材料类专业基础与专业课程近 10 门课程的 56 个实验。随着工程教育的实施,按照“两性一度”对人才培养的要求,对该教材的内容进行了重新梳理,剔除了开出率不高、内容陈旧的验证性实验,更新并增加了有利于工程实践创新能力培养的实验项目,实验项目增至 66 个。与信息技术深度融合,拓展丰富教学内容,融入了虚拟仿真、模拟动画、实验操作视频、重点讲解视频等网络数字化内容,于 2019 年进行了再版发行9,打造适应新时代教育模式的新形态教材。2.3 改革实验教学模式混合式教学模式作为五大金课建设之一,是高等教育教学改革的一个重要研究方向。为了打造混合式实验金课,体现“两性一度”的要求,本课程除
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