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专题聚焦:材料学院教学与大型仪器实验中心改革纪实
添加时间:2021-11-23 13:54:40  

题记:近年来面向工程教育改革,材料学院教学与大型仪器实验中心一方面坚持教学资源融合,加强与国外高校的工程教育合作,同时积极开拓企业实践教学资源,拓展实践教学空间;面向能力培养,正确消化和吸收国外的先进教学经验,与前期教学成果相结合,开展了面向工程能力培养的project教学方法,受到学生的好评和教指委同等专家的肯定,为工程创新人才培养探索可行性道路。

材料学院教学与大型仪器实验中心依托材料科学与工程国家一级重点学科和“双一流”学科建设,突出人才培养的中心地位,面向国家战略需求和地区经济发展对材料专业人才的要求,深化实践教学内容和教学模式改革,加强内部优质资源整合,强化教学科研协同,促进校企联合和国际化工程教育合作,培养具有家国情怀、全球视野、创新精神和实践能力的材料类卓越人才。

中心前身是材料科学与工程实践教学中心,于2006年在材料科学与工程平台实验室的基础上,本着加强本科生基础知识、实践能力、创新思维与工程观念的原则,通过整合原金属材料与工程、无机非金属材料与工程、高分子材料与工程、材料化学和材料成型模拟与仿真五个专业实验室的实验设备与教学内容而组建成立。于2012年获批为国家级实验教学示范中心。近年来陆续配置各种大型测试仪器,为院内外师生提供科研测试服务,于2015年10月整合为教学与大型仪器实验中心。

目前中心规模为2020平米,设备总值4500多万。中心按功能进行模块化设置,包括中心办公室、实验教学平台、大型仪器测试平台、细胞生物学实验室、学生创新创业实验室。中心专职实验技术人员11名,责任教师22人,共计33人。其中国家级教学名师1人,国家自然科学基金优秀青年基金获得者2人,责任教师中具有副教授以上职称的教师比例达90%以上。中心面向材料学院和化工学院4个专业的1400名本科生开放,开设实验课程40门,其中独立实验课程21门,实验项目128项,人时数达到83104。

以学生为中心,深化实践教学改革

中心重视实践教学内容的建设,不断把高质量的科研成果转化为本科实验教学内容,形成基础型、综合型、创新和设计型、研究型的“四层次”实验教学体系,丰富和提高本科实验教学的内容和质量。中心在前期教学改革成果的基础上,根据当前学生具体情况和国家对高等教育质量提出的高要求,提出“以学生自主实践为主导,以工程素质培养为核心,以创新创业能力培养为目标”的实践教学理念,进一步强化实验教学中学生的主体作用,明确能力培养的重要地位,使创新人才培养目标落到实处。

在教学模式上,中心将“以学生为中心、以成果为导向、持续改进”的工程教育理念引入实践教学中,开展“寓工程能力培养于实验教学”的开放式实验教学模式探索。学生以当前存在的工程案例设计实验课题,以工程问题为向导,进行“自主设计、开放实验、教师指导、答辩汇报”,通过自己收集、分析和处理信息来提高分析问题、解决问题的能力,真正实现了以学生为主体的探索式主动学习。同时,课程改革了对学生学习成果的评价,从传统的实验报告,改为过程式评价,综合学生的实验方案制定、实验操作、结果分析、答辩汇报等多个过程进行多元评价,并通过在线调查问卷进行教学效果反馈,了解学生的知识掌握程度、课题的难易程度,对学生的学习效果进行分析,听取学生对课程的改革建议与意见,每年度课后将坚持通过调查问卷进行纵向监控,为教学的持续改进提供依据和支撑。

整合优质资源,协同教学科研

在实验室资源方面,中心发挥本科实验教学平台、大型仪器测试平台和细胞生物学实验室集中管理的优势,进一步强化教学和科研在实验平台上的交融,提升了中心的教学水平和科研支撑功能,实现了教学科研优质资源的有效整合与充分共享,形成了科研支持教学、教学科研协同发展的良好氛围,为拔尖创新人才培养提供强有力的条件支撑,同时也为中心可持续发展奠定坚实的基础。

在人才队伍方面,做到教学和科研并重,中心队伍中有国家级教学名师1人,国家优秀青年基金获得者2人,建立了一支由国家级教学名师领衔、由优秀导师团队为学术带头人、以中青年教师为骨干、适应“新工科”大学教学需要的实验教学团队,将科研方法融入实验教学活动,向学生传授科研理念、科研文化、科研价值,使学生了解科技最新发展和学术前沿动态,激发科研兴趣,启迪科研思维,培养科研道德,提升学生科学研究和科技创新能力。

打造学科交叉融合新平台,提升学生创新创业能力

中心依托学科优势,开发和利用企业和校友资源,着重建设具有材料特色的学科交叉融合的创新创业实验室,培养学生创新创业能力。实验室具体分为两部分:创新实践俱乐部和创意创业俱乐部。

创新实践俱乐部以轻型汽车项目为主,学生结合当前汽车行业热点外壳材料和学院复合材料相关专业知识,制备以全碳纤维汽车外壳为亮点的汽车,并根据行业标准对其性能进行检测,旨在培养厚基础、强能力、重创新的复合型人才。

创意创业俱乐部旨在提升学生的创新精神和创业能力,主要包括陶艺工坊、VR体验馆、3D打印社等项目,项目面向全院开放,以“学生创办、专业支撑、市场化运作”为主要特点运行,为打造成为大学生为主体的产业孵化基地做初步探索。

服务学科竞赛,以赛促教,以赛促改

为了提高学生创新能力和综合素质,中心积极服务各类学科竞赛,2018年中心主办了“第二届全国大学生焊接创新大赛”和“天津大学—天津工业大学金相技能大赛”,指导并带队参加了“第四届中国大学生材料热处理创新创业大赛”和“第七届全国大学生金相技能大赛”,将于2019年举办“天津市大学生金相技能大赛”。中心实验室面向参赛学生全面开放,学生可自主预约使用实验仪器,中心教师全程提供专业理论指导和实验技能训练。

中心以金相技能大赛为试点,开展了“以赛代课”的教学模式改革,以紧张刺激的金相技能大赛替换实验课程中的相关实验项目,不仅加深了学生对课堂理论知识的理解,充分调动了学生不断探索实践的积极主动性,更强化了创新精神和实践能力的培养。而且大赛除了专业技能的比拼,更是对坚毅的精神和稳定心理素质的考验,学生综合素质培养效果尤为显著。

加强信息化建设,坚持开放共享

中心加强信息化建设,进一步完善基于网络的实验教学管理平台建设。追求实验教学与实验室资源的科学化、现代化和规范化管理,进一步完善实验室资源共享、设备共享、优势互补的运行机制,坚持开放共享。

中心建设了独立的网站、微信公众号,用于推广和宣传关于实验教学和仪器测试方面的最新动态,展示最新的实验教学成果,同学和老师们可第一时间了解到相关信息,提高实验教学以及大型仪器测试的保障服务水平。中心网站实行模块化建设,包括实验教学通知、实验预习资料下载、实验设备介绍、实验教学视频观看等功能模块,配合新开发的符合专业实验室需求的实验预约系统,可实现在线预约实验的功能,方便学生更好、更快的了解实验教学内容,切实实现实验教学资源的开放式管理,适应学生不同学习层次的个性需求,适应学生自主研学的个性需求。

在充分保障本科实验教学的前提下,中心利用先进的大型仪器信息化预约管理系统,对所有设备采用开放式管理、24小时使用模式,并制定了详细的管理制度和夜间开放安全应急预案,面向校内外广大师生及科研单位实行全方位开放共享,积极拓展中心的科研支撑。

在学校和学院的支持下,经过多年的的建设和发展,中心现已形成管理先进、装备精良、服务优质、开放共享的实验技术公共服务平台。今后中心将继续围绕“双一流”建设的整体布局,瞄准材料学科建设世界一流学科的目标,合理配置资源,加大平台建设力度,服务于人才培养,服务于尖端科学研究,为实现教学科研创新和一流学科发展提供硬件和技术保障。将继续加大支撑人才队伍建设力度,提升服务范围和质量,充分发挥平台的技术优势,为我校材料科学的发展提供有力的技术支撑。(本期专题撰稿人:龙丽霞)