復(fù)合材料學(xué)是材料科學(xué)與工程學(xué)院的一門院級專業(yè)基礎(chǔ)課程,它是研究復(fù)合材料的成分、結(jié)構(gòu)、加工與材料性能及材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系及其變化規(guī)律的一門科學(xué)。其中實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)是復(fù)合材料專業(yè)教學(xué)體系中的一個(gè)重要組成部分,對鞏固學(xué)生所學(xué)的復(fù)合材料專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識,擴(kuò)大學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生在該方向的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)踐意識和提高解決實(shí)際問題的能力具有不可替代的作用。
摘要:根據(jù)復(fù)合材料專業(yè)的特點(diǎn),提出復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則,完善了復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了改革,實(shí)踐表明改革增強(qiáng)了學(xué)生對復(fù)合材料專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的綜合科研實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞:復(fù)合材料,實(shí)驗(yàn)教學(xué),改革
對于復(fù)合材料專業(yè)方向的本科生就業(yè)來說,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)也是理論聯(lián)系實(shí)際、運(yùn)用知識解決實(shí)際問題、搭建學(xué)校與企業(yè)橋梁、提高動(dòng)手能力和就業(yè)競爭力的一種手段?墒菑(fù)合材料實(shí)驗(yàn)在教學(xué)過程中也存在著一些問題,例如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中主動(dòng)性較差等問題。為了解決上述問題,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)適應(yīng)新時(shí)代應(yīng)用型人才的培養(yǎng),結(jié)合我校實(shí)際情況,我們本著提高學(xué)生實(shí)踐能力的原則,以理論指導(dǎo)為基礎(chǔ),合理的選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,基礎(chǔ)和綜合實(shí)驗(yàn)相結(jié)合以保證實(shí)驗(yàn)知識的系統(tǒng)與全面,盡可能采用綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。對學(xué)生的能力培養(yǎng)要貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,要讓學(xué)生明確培養(yǎng)目標(biāo)。要根據(jù)能力結(jié)構(gòu)和層次,有計(jì)劃地實(shí)施教學(xué)。
1.實(shí)驗(yàn)體系建立原則
復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供方法理論和實(shí)踐指導(dǎo)。為了使學(xué)生更好的理解復(fù)合材料專業(yè)課程的基本理論知識,真正掌握復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作等,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體系建設(shè)中應(yīng)遵循以下原則[1-5]。
1.理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要遵循實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)相結(jié)合,以理論指導(dǎo)實(shí)踐,以實(shí)踐驗(yàn)證理論。
2.實(shí)驗(yàn)體系完善、少而精的原則。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要與復(fù)合材料專業(yè)基礎(chǔ)課程相輔相成,實(shí)驗(yàn)知識覆蓋面要寬,以保證實(shí)驗(yàn)知識的系統(tǒng)與完整。同時(shí)要精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,切實(shí)加強(qiáng)具有先進(jìn)性、典型性和規(guī)律性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提高質(zhì)量。
3.提高學(xué)生綜合能力為主的原則。實(shí)驗(yàn)課要有利于強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。對學(xué)生的能力培養(yǎng)要貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,要讓學(xué)生明確培養(yǎng)目標(biāo)。要根據(jù)能力結(jié)構(gòu)和層次,有計(jì)劃地實(shí)施教學(xué)。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和模式
2.1完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
復(fù)合材料試驗(yàn)是要讓學(xué)生掌握基本技能,培養(yǎng)獨(dú)立思考、解決實(shí)際問題的能力,加深對復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)基本原理和概念的認(rèn)識與理解,培養(yǎng)理論和實(shí)際相結(jié)合的良好作風(fēng)。目前復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)多以高分子實(shí)驗(yàn)為主,具體有環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值測定、不飽和聚酯樹脂酸值測定、樹脂澆注體制作及其巴科爾硬度測試、絲束(復(fù)絲)表觀強(qiáng)度和表觀模量測定、糊成型工藝實(shí)驗(yàn)、復(fù)合材料模壓工藝試驗(yàn)和復(fù)合材料層壓工藝試驗(yàn)。涉及復(fù)合的實(shí)驗(yàn)只有手糊成型及模壓和層壓實(shí)驗(yàn),因此我們設(shè)計(jì)出了適合我校復(fù)合材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,增加玻璃纖維/環(huán)氧復(fù)合材料纏繞成型、玻璃纖維/不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料拉擠成型、玻璃纖維/不飽和聚酯樹脂傳遞模塑成型工藝試驗(yàn),該體系是以復(fù)合材料試驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。強(qiáng)化了對學(xué)生的復(fù)合材料專業(yè)技能基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng),能夠引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.2完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的重要因素是實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主觀能動(dòng)性,并給予學(xué)生充分的科研思考時(shí)間,本項(xiàng)目采用靈活多變的教學(xué)方法,在新的教學(xué)模式下,我們強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),盡可能的讓學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦尋求解決問題的辦法。改變過去原料、配方、工藝等等固定,只是驗(yàn)證課堂上老師講解結(jié)果的實(shí)驗(yàn)?zāi)J剑庆`活配方和工藝。這樣不同組別、不同學(xué)生做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差顯著,給學(xué)生留下思考的空間。比如拉擠成型工藝實(shí)驗(yàn),只提供原材料,全部由學(xué)生自己設(shè)計(jì)配方和工藝,老師只是總體指導(dǎo)、釋義、解惑。配方設(shè)計(jì)不合理,鼓勵(lì)學(xué)生找出原因,重新設(shè)計(jì);工藝不合理,幫助學(xué)生分析問題,重新實(shí)驗(yàn),直至做出滿意結(jié)果。這樣學(xué)生實(shí)驗(yàn)成就感很強(qiáng)、積極性非常高,無形中也鍛煉了動(dòng)手、想象和創(chuàng)造力。
2.3增加綜合性和研究性實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生科研能力[4-6]
近年來,我校完善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí),增加了大量綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到教師的科研工作中,將科研工作的內(nèi)容、研究方法和手段融入實(shí)驗(yàn)教學(xué),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和提高大學(xué)生創(chuàng)新意識的重要環(huán)節(jié)。
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)雖然能夠使學(xué)生迅速理解教材講授的基本內(nèi)容,但這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)只能是理論教學(xué)的輔助手段。其教學(xué)模式為“預(yù)習(xí)報(bào)告—課堂實(shí)驗(yàn)—提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告—教師評閱”。這種模式下,學(xué)生雖然通過實(shí)驗(yàn)鞏固了理論課程的基本知識,但是學(xué)生都是照單抓藥、按照老師的安排進(jìn)行機(jī)械性試驗(yàn),導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)往往流于形式,缺乏探索性和自主性,不利于引發(fā)學(xué)生的興趣和思考,動(dòng)腦少、不具備開發(fā)創(chuàng)新性。因此開設(shè)綜合性、研究性實(shí)驗(yàn),可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生主動(dòng)去想、去做。比如對于設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn),老師只給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康、設(shè)計(jì)要求等。要求學(xué)生自己通過查閱文獻(xiàn)資料選擇原材料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線、選擇成型方法等,使學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)的主角,提高學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰。給學(xué)生提供了極大的自由發(fā)揮的空間,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
并且我校還實(shí)行了“導(dǎo)師制”,學(xué)生大二開始就進(jìn)入研究實(shí)驗(yàn)室,配合老師做科研工作,這樣就充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,使學(xué)生掌握如何查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、展開實(shí)驗(yàn)、撰寫科技論文等。使大學(xué)生成為真正的“科研主人”。很多同學(xué)發(fā)表了具有一定影響力的論文,獲得了科技競賽獎(jiǎng)項(xiàng)。充分提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、科研能力。為學(xué)生以后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.充分利用課程實(shí)習(xí),加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)知能力
生產(chǎn)實(shí)習(xí)在高等理工院校的整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中占有十分重要的地位。通過實(shí)習(xí),要達(dá)到兩個(gè)目的:一是鞏固所學(xué)的理論知識,并使理論緊密結(jié)合實(shí)踐,為專業(yè)課學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ);二是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力,使學(xué)生開闊視野、與社會(huì)接軌[7]。同時(shí),課程實(shí)習(xí)是實(shí)驗(yàn)課的重要補(bǔ)充形式,對學(xué)生學(xué)習(xí)意義較大。復(fù)合材料課程實(shí)習(xí)安排在北京玻璃鋼研究院,先請企業(yè)技術(shù)管理人員分別介紹各種成型工藝生產(chǎn)流程、相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)等,然后同學(xué)們?nèi)ドa(chǎn)車間參觀,向企業(yè)的現(xiàn)場管理,技術(shù)生產(chǎn)工作人員學(xué)習(xí)請教相關(guān)知識;最后有相關(guān)老師組織同學(xué)們分組討論、發(fā)言,通過交流實(shí)習(xí)體會(huì)方式,加深和鞏固實(shí)習(xí)內(nèi)容。使學(xué)生開拓了視野,增強(qiáng)了專業(yè)意識,理解和鞏固了專業(yè)知識。
4.結(jié)語
完善了復(fù)合材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,對教學(xué)內(nèi)容和模式進(jìn)行了改革和細(xì)化,在培養(yǎng)實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力上取得了一定成效。但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革沒有止境,它需要結(jié)合自身專業(yè)特點(diǎn)和本領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展不斷的進(jìn)行改進(jìn)和完善,進(jìn)而培養(yǎng)出符合復(fù)合材料領(lǐng)域需求的多層次、高素質(zhì)、全面發(fā)展的科學(xué)研究或工程技術(shù)人才。
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