基于工程教育认证背景下的金属功能材料课程改(3)

来源:金属功能材料 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-15
作者:网站采编
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摘要:2.3 设计创新性和开放性的实验内容 通过实验可以加深学生对理论知识的理解和掌握,使学生熟练掌握功能材料制备方法、仪器和设备使用、结果分析等研

2.3 设计创新性和开放性的实验内容

通过实验可以加深学生对理论知识的理解和掌握,使学生熟练掌握功能材料制备方法、仪器和设备使用、结果分析等研发工作的程序和规律,从而可以训练学生的研究、学习和解决实际问题的能力。根据工程教育认证的要求,我们增加了16学时的实验课程,设计了4个实验内容,包括车载电解水装置及电极材料的设计与优化、超弹性医用管道支架的设计与制备、软磁材料的设计与制备、基于Sn负极材料的锂离子软包电池设计与电动车应用实例等,实验设计基于的原则是创新性、开放性、探索性、实用性、团队协作和可完成性。学生以6~8人为一组,4个实验只选择其一完成。

以车载电解水装置及电极材料的设计与优化实验为例,说明具体的做法:该实验基于任课教师的实际横向项目,原型产品已经基本研发完成,并有相关的测试数据,其中关键的部件为电催化功能材料。学生需要完成的内容包括:(1)对已有的车载电解水装置拆解,了解电解水装置的工作原理、各部分设计细节和电极材料种类;(2)查找资料和小组讨论,提出更为优越的装置设计方案和电极材料选择,优化各组件设计和选择购买电极材料,并绘制成加工图和三维装配效果图,评估其可行性、经济性;(3)对所购买电极材料的成分、微观组织和性能进行表征;(4)加工制作各部件,并装配成完整装置,并测试其性能;对整套装置的经济性、加工性、产气性能进行整体评估;(5)将整个实验过程汇总成课程报告,并制作PPT和上台讲解。由于这个实验是基于任课教师的原型产品,学生将其拆解后要提出1~2处的改进之处,没有限制,或是结构设计或是电极材料选择,这体现该实验的创新性和探索性;同时,该实验只是在原型产品上微小改进,而且该产品也已经投入市场,因此学生肯定能完成该实验,且完成的产品具有实用性,这会极大激发学生的学习热情和积极性。而且,该实验需要学生采用CAD和Solid work等软件绘制三维加工图和装配图,这也是现在学生所热衷完成的工作,提高学生的积极性。该实验还具有一定的复杂性,需要团队分工协作,有人查找资料,有人设计加工,与加工师傅沟通确定方案的可行性,并购买电极材料;有人负责表征材料和测试性能,并汇总所有材料完成PPT汇报和课程报告;所有成员紧密合作才能按期完成实验。因此,该实验也很好地训练了学生的团队协作能力。通过一学期的尝试,所有的学生对这种开放性实验给予高度评价,有的学生甚至评价“这门课是他在大学四年里,上过最有收获的一门课程”。这充分表明增加这些实验内容的必要性,并很好地满足工程教育认证的要求。

3 结语

工程教育认证不仅是工程技术人才跨国流动的需要,是我国高等教育的必然趋势;更重要的是,工程教育认证还肩负着推动工程教育改革的重任。本文在工程教育认证的背景下,结合我校材料科学与工程专业中金属功能材料课程的现状和存在的问题,进行重新建设和改革探索。强化教师队伍,优化教学内容,改进教学方式和手段,最重要的是增加开放性和创新性实验内容。激发学生的学习兴趣,提高了学生的主动性和积极性,增强了同学之间的团队合作意识,培养学生的创新能力、沟通能力、解决实际问题能力,从而最终为国家培养出企业认可、国际认证的工程师奠定基础。

文章来源:《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0715/645.html



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