六结合

时间：2013-5-11

1．实验教学与理论教学结合

实验教学中心通过持续的改革与建设，彻底改变了大学教育中普遍存在的“重理论、轻实践”的思想和将实践教学作为理论教学的附属环节和补充的现状，突出了实验教学的中心地位。根据材料学科理论教学体系和知识结构的特点和对学生能力培养的要求，构建相对独立的完整的实验教学体系，使理论教学和实验教学相辅相成、互为支撑。同时建设了一支具有较高理论教学水平和较强操作能力的“双师型”教师队伍，实现了教学过程中理论教学与实验教学的有机结合。

2．实验教学与科学研究结合

实验教学中心的教师既是本中心对外进行科技服务的执行者，又是一些科研和工程项目的直接参与者。中心教师积极研究教学实验与科研项目的联系及统一，积极挖掘和整合实验内容。实验中心的教师承担有大量的国家和省级科研项目，具有在材料研究领域的先进性和可操作性，通过将科研成果转化为教学实验的过程，一是强化了实验中心教师的科研能力，二是促进了实验教学改革，三是为中心增加创新型实验节约了大量实验设备仪器的投入费用。

与科学研究和工程应用型课题相关的实验主要集中在实验教学中“专业综合实验”和“研究创新型实验”两类高层次的实验环节，特别是结合毕业设计进行的 “研究创新型实验”，研究目标和应用背景明确，有强烈的结果性要求。教师在指导毕业设计时，除了传授实验的思路、计划、实施和结果分析、论文撰写方法外，还将技术经济分析、严谨的科学态度等加以言传身教，使学生更深层次地了解了科学研究的内涵，对提高学生从事科学研究、工程技术革新等方面的能力均产生长远的影响。

以上的做法收到了以下明显效果：

（1）在本科生毕业设计（论文）环节中，有50%的学生提前进入毕业设计，进行为期一年的毕业设计（论文）工作，毕业论文题目几乎全部来源于科研项目，毕业论文实验的大多内容直接作为科研项目的结果，融教学与科研为一体，培养了学生的创新意识和工程实践能力。近3年本科生发表的科研论文共计85篇，其中SCI收录11篇，EI收录31篇。指导教师用科研经费支持了本科毕业设计（论文），每年达90余万元。

（2）科研促进实验教学。每年学院科研进款中的5%用于本科实验室建设、购置教学仪器设备，近五年由科研固化用于教学实验设备近千万，自制实验教学设备16台/套。例如中心在完成酒钢集团横向项目的基础上，建立了面向金属类的金属腐蚀实验室；由焊接专业教师自行设计、制造的焊条工艺性能检测装置，成为焊接专业本科实验的主要设备之一，其设备及检测方法已转化成为国家标准。通过消化和吸收教师科研成果，为本科生开设的综合实验、创新实验项目共计25项。

3．实验教学与工程实际结合

中心围绕镍钴金属新材料发展的战略性、前瞻性问题，以金川公司“国家级企业技术中心和国家镍钴新材料工程技术研究中心”和兰州理工大学“甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室”为依托，成立了“镍钴金属新材料协同创新中心”，“兰州理工大学金川工程研究院”和“科研攻关和创新型人才培养基地”。协同创新中心通过资源共享，开展联合攻关，着力破解镍钴行业及龙头企业金川公司关键技术，形成战略性新兴产业，带动地方经济发展，形成工程应用型人才的培养基地。

此外，材料学科各专业结合自身特点，采取多种措施将实验教学与工程实际结合，与国内多家大型企业建立了校企联合实践教学基地，开展了广泛的工程实践活动，例如：

冶金工程专业依托白银有色集团股份有限公司、金川集团股份有限公司、酒钢集团、中国铝业兰州分公司等国内大型冶金企业里的生产技术难题，在实验教学体系中开设工程应用性实验，切实培养学生解决工程实际问题的能力，增强学生的工程认知能力；中心与白银有色集团股份有限公司建立了校企联合实践教育基地，采用多种形式实现校企联合育人：进行企业现场培训；进行学校和企业双导师的联合指导；进行企业生产一线的工程实训；参加与企业相关的工艺设计、设备设计。

焊接技术与工程专业在实践教学中按照国际焊接工程师标准开展焊接实训，建立了较为完备的校内实训和校外实习的实践体系，强化学生的工程实践能力。

无机非金属材料工程综合实验中的水泥熟料制备及性能测试实验就是以工程实际的生产流程安排实验，测试的项目也是水泥厂实验室最主要的分析指标。为了与地方经济相结合，该专业开出了碳素材料制备及性能测试方面的实验，为甘肃省碳素材料相关的企业提供技术人才支持。

高分子材料与工程专业为进一步深化学生的工程意识，提高学生的工程能力，积极开展与中石油兰州化工研究中心的合作共建，组织学生到兰州化工研究中心实地参观从丙烯制备各种丙烯制品的加工方法和过程。

4、实验教学与国际化人才培养结合

为适应国家经济社会对外开放的要求，培养大批具有国际视野、通晓国际规则、能够参与国际事务和国际竞争的国际化创新型人才。中心与德国弗劳恩霍夫材料力学研究所、德国柏林工业大学挤压研究中心、瑞典国家冶金研究院、美国通用汽车公司、国际焊接学会等国际研究机构及组织开展密切合作，探索国际化创新人才的联合培养机制，使学生了解本专业的国际化知识、熟悉国际惯例，培养学生宽广的国际化视野和强烈的创新意识。

例如焊接技术与工程专业与国际授权的培训机构合作开展“国际焊接工程师”培训，以资质认证促进国际化工程人才的培养。国际焊接工程师（IWE）是ISO14731所规定的最高层次的焊接技术人员和质量监督人员，是重大装备焊接结构制造企业取得国际产品质量认证的重要条件之一，是焊接结构设计、工艺制定、生产管理、质量保证等各项技术和任务的主要承担者，在企业中有着举足轻重的决定性作用。 相关的课程内容和生产技术的标准已与国际（ISO）、欧洲（EN）、美国（ASME）、德国（DIN）紧密接轨。中心与国际焊接学会联合举办的国际焊接工程师培训班，在甘肃高校中尚属首例，也是“学历学位教育＋职业资格认证”人才培养模式的重要探索，通过“国际焊接工程师”培训内容与本科生培养方案的调整、师资队伍的建设和实践条件建设等教学问题的解决，使得“国际焊接工程师”培训与本科教学计划同期完成。毕业生毕业时在获得学位证书和毕业证书的同时，还可获得由国际权威专业学会授予的世界公认的国际专业工程师证书，全面提高学生专业综合素质和竞争优势，实现了高等工科人才的学历教育和职业资格教育高度统一。

2012年，我校共有120名学生参加国际焊接工程师培训和认证，经过认真组织、精心培训、严格考核，共有110名学员一次通过认证并获得国际焊接工程师资质，一次通过率达到91.7%，在全国25所高校所举办同类型培训班中培训规模和通过率均名列第一。

5．实体与虚拟实验结合

实验中心积极改革实验教学手段，在部分实验教学环节中引入虚拟实验教学系统并建立了虚拟教学实验室，使其成为传统实验教学的有益补充。实体实验教学和虚拟实验教学的结合丰富了理论和实验教学的手段，激发了学生的学习兴趣，取得了较好的教学效果。针对各个专业对虚拟教学的不同要求，将重点进行以下建设：

由于受场地、设备及经费的限制，全流程完成黑色金属的冶金综合实验、各种有色金属的冶金全流程综合实验很困难，引入虚拟实验、模型实验可以较好的解决此问题，并取得等价于甚至优于在真实环境中所取得的实验效果。冶金工程专业已经进行网上虚拟实验室的开发、冶金过程模型实验室的建设，建立起一个虚拟的实验环境和仿真平台，实验者可以完成各类复杂的实验项目，拟开设的实验项目有：Ф800回转窑火力模型直接还原实验；转炉炼钢冷态模似实验；中间包冶金冷态模拟实验；炼钢过程热态模拟实验等。

金属材料工程专业计划分阶段、逐步将实验教学环节进行录像、完善虚拟实习的视频。如建设中的虚拟实习视频通过弹簧的制造、滚珠的制造、螺栓和螺母的制造等工程零部件所涉及的现场实景、工艺Flash演示、科学问题进行深入讲解；在材料结构表征实验教学中，加入软件分析型实验，对材料分析领域最常用到的PC PDFWIN物相检索软件、Search match和MDI Jade XRD分析软件、Image pro plus和Image J第二相和晶粒尺寸计算软件、Proteus DSC分析软件和Graph Digitizer曲线图数字化软件通过实例来讲解各种软件的分析原理、分析步骤、分析方法及注意事项。

无机非金属材料几乎所有的性能都需要高温制备才能得到，但由于高温过程中涉及的流体、物相等变化都无法用肉眼观察，影响学生对知识的理解。设计一条虚拟水泥生产线，利用模型、视频、动画等形式将水泥制备流程及各阶段物理化学变化再现出来，增加学生对水泥生产流程的感性认识，这对学生对理论知识的掌握大有益处。

在功能材料专业，将采用计算机辅助设计半导体太阳能电池。使用AMPS-1D一维固体器件模拟软件，计算光伏电池、光电探测器等器件的结构与输运物理特性。设计计算将帮助学生深入理解太阳能电池光伏效应的物理机理（电池材料、尺寸和界面缺陷等）和电池宏观性能的影响因素。

高分子材料与工程专业针对学生难以对聚合物加工工程形成全面的概念和理解的实际情况，拟建立仿真视屏虚拟实习平台，分别介绍橡胶、塑料和纤维的各种加工过程和方法。

6．课内与课外的结合

课内教育和课外教育的结合是实现创新教育的重要途径，课内教育是主体和基础，课外教育是必要的补充、完善和拓展。实现课内和课外教育的有机结合是为了更好的实现创新教育的目标，使学生的创新意识、创新思维、创新技能和创新人格得到有效的锻炼和提高。

中心建立了“常规教学与强化训练相结合、课内教学与课外科技活动相结合”的创新人才培养模式。通过集中与分散、课内与课外相结合等形式的实践教学，密切了理论教学与实践锻炼的联系，每年组织大学生科技节和“创新杯”科技竞赛并积极参加国家级和省级科技竞赛，使学生课外科技氛围更加浓厚。中心全天对学生开放，学生可以在这里完成科技创新项目，每年接纳的材料类学生的创新课题数为全校创新课题总数的四分之一，使中心成为名副其实的学生创新活动基地。

中心不断完善课内外创新教育体系，使得学生的创新能力不断提高，各类科技成果丰硕。2010-2012年，材料学院本科生在核心期刊以上发表论文81篇，其中31篇被SCI或EI检索；在兰州理工大学大学生科技创新基金立项近200项，立项数量连续三年稳居全校第一；获得省级科技创新竞赛三等奖以上84人次；成功申请国家大学生创新实验项目7项；在三年的36名推免生中，绝大多数被958院校和中科院接受，其中有2名同学被推免为清华大学直博生。