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实验教学

材料国家级实验教学示范中心实验教学概况

北京科技大学材料科学与工程学院实验中心始于1952年建校初期的金相及热处理、轧钢、金属物理等专业实验室,2001年对原分属8个系所的实验室进行调整和整合,成立了我校第一个院属实验教学中心。2007年11月,实验中心被评为全国首批国家级实验教学示范中心建设单位,2012年通过教育部验收;2014年被评为国家级虚拟仿真实验教学中心;2023年被教育部高等学校实验室建设与实验教学指导委员会及高等学校国家级实验教学示范中心联席会主持评选推荐为示范中心典型案例;2024年被评为北京高等学校优秀教学实验室。中心在国内率先进行虚拟仿真和数智化实验教学建设:2021年建成虚拟仿真实验教学课程,该课程被评为国家级一流课程;2023年建成数智化扫描电镜教学系统,推广至34所高校,为5所高校开展远程实验教学,国内外40余所高校前来交流合作。

示范中心在材料学科人才培养中,坚持“以本为本”,推进“四个回归”,整合学科优质资源,从制度保障、质量监控、经费投入以及服务管理等方面着手,形成了支持教学、服务教学、搞好教学的整体合力,牢固确立了教学工作的中心地位;实行“本科生导师制”,形成全员育人、全过程育人、全方位育人的“三全育人”工作格局,精准提炼大学实验课中蕴含的德育元素,并将其潜移默化转化为学生精神层面的指引,实现课程思政“润物无声”融入实验教学过程,有效帮助学生确立学习目标、明确专业追求,选择学习内容,构建适应时代要求的知识与能力结构,从而促进学生个性化发展,培养具有创新能力和实践能力的高素质人才。

中心从实验教学研究、教学资源建设、创新能力培养及示范引领辐射4个方面构建了材料国家级实验教学示范中心的实验教学体系。

结合国家一流课程建设要求,示范中心积极推进《金属材料成分、工艺、组织与性能一体化设计虚拟仿真实验》项目应用,通过多渠道促进融高阶性、创新性和挑战度于一体的材料虚拟仿真项目的教学实践,助力线上实验教学,构建了材料类虚拟仿真实验教学项目多渠道推广应用体系。

为了深度加强学生在电镜教学的实践动手能力,将现代化信息技术应用于实践教学管理,设计并搭建扫描电镜数智化实验教学平台。为充分发挥大型仪器设备对于高质量人才培养的重要作用,始终秉承“理论与实践并重”的理念,锚定“理论基础扎实、实践能力出色”的人才培养目标,自2010年开始,“一以贯之”开始了扫描电镜数字化教学改革新范式的探索。

针对实践动手能力培养不足的问题,开发了包括电镜模拟操控系统、VR训练系统以及远程操控系统在内的数字化电镜操控系统。该系统可对师生提供7×24小时在线服务。学生可通过模拟系统学习电镜理论知识、VR训练系统体验电镜操作技能、远程操控系统进行实时操作/观摩,教师可在线对学生进行实时指导。三个环节相结合,实现了教学组织由传统“组团式参观”向“个性化指导”转变,教学效果从模拟练习到实际操作,从虚拟场景到实际体验的转变,突破了电镜教学时空局限,强化了实践动手能力培养。