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    東華大學材料科學與工程國家級實驗教學示范中心(以下簡稱中心)由纖維改性國家重點實驗室和東華大學材料科學與工程學院共建、共享、公用,是一個集教學、科研和管理共享一體化的大型開放服務平臺。

    中心采用專兼職結合,管理人員與責任教授相結合的模式,面向4個本科專業、7個研究生學位點開設13門實驗課程共120個實驗項目,自編實驗講義74種,出版實驗教材2本。目前中心總面積超過6000m2,擁有各類儀器設備近4000臺(套),總價值近1億元人民幣。實驗中心的儀器設備先進,實驗室環境優雅,實驗室管理人性化,管理方案和措施科學化,已成為我國紡織民用、航天航空、生物醫用材料、納米材料、能源和信息材料高素質人才培養和科學研究的重要基地;中心也成為我校材料科學與工程實驗教學和學生創新能力培養的重要基地,為國家培養了大批材料類優秀專業人才。

    經過多年的建設與發展,中心也獲得了諸多榮譽以及成果,2002年和2008年連續評為“上海普通高校實驗室先進集體”。2012年中心被評為“十二五”國家級實驗教學示范中心。2017 年“材料類專業人才多維度全過程培養模式的構建與實踐” 獲得上海市教學成果一等獎;“適應新材料類專業人才培養的‘B+X’實驗教學體系的構建與實踐”獲得上海市教學成果二等獎;“‘1234’模式構建‘B+X’實驗教學體系,多維度促進材料類創新型研究及應用人才培養”獲得“紡織之光”中國紡織工業聯合會紡織高等教育教學成果二等獎;2014年“微型共混儀及注塑機”獲教育部第三屆高等學校自制實驗教學儀器設備一等獎;2013年“高校實驗室管理模式改革與實踐——構建智能化實驗室管理平臺”獲得了上海市教學成果一等獎;“具有卓越工程實踐與創新能力的材料專業本科生協同培養”獲得了上海市教學成果二等獎;2013年“協同創新,培養纖維行業具有卓越工程能力的高質量本科生”獲得中國紡織工業聯合會教學成果二等獎;2009年“具有鮮明化纖特色的高分子材料與工程專業質量工程建設的研究與實踐” 獲得中國紡織工業聯合會教學成果一等獎;2005年“發揮學科優勢,培養高分子材料與工程專業高質量人才”獲得上海市教學成果一等獎。



    在實驗教學上,中心注重科研教學的相互貫通和融合,發揮材料學科的優勢,探索教學科研結合的實驗模式,將重大科研成果及時轉化為實驗教學內容;利用大精貴重儀器設備,開設精品實驗等。目前,中心已在以下幾方面形成了實驗教學的特色。

    1. 發揮學科優勢,探索教學科研充分融合的實驗模式

    2003年起,中心探索學生創新能力實驗與重大科研項目“零距離接觸”的新方法,將獲得國家科技進步二等獎的“航天級高純粘膠基碳纖維制備”以及獲得“中國高校十大科技進展”的“萊賽爾纖維制備”等14個科研成果連同儀器設備引入本科大型綜合實驗,重大科研成果及時轉化為實驗教學內容,讓學生直接接觸科學前沿和尖端工程技術。

    利用大精儀器設備開設精品實驗。目前有20多臺貴重儀器和大型設備被直接引入專業實驗課程體系,讓本科生直接學習先進的測試加工技術,了解其在先進材料研制中的運用。

    鼓勵學生提前進入實驗室進行自主創新實驗。科從2003年起推行“準研究生制”本科生培養模式,依托強大的學科基礎,科研課題全部對本科生開放,保證只要學生想要做科研創新工作,就有師資、經費的支持。目前70%的二年級的本科生進入導師的課題組開展科研實踐活動,近50%的學生獲得各類科技創新項目和獎項。中心的實驗室及儀器設備將面向本科生開放,鼓勵本科生進入實驗室進行科創或科研測試。

    2. 自制實驗儀器設備,開設特色實驗

    中心有著優良的自制儀器設備的傳統,在解決學術科研難題的同時,為開設領先于社會、具有行業背景的特色實驗以及處于學科前沿、具有專業特色的微型加工實驗提供了寶貴的資源。

    幾代人研制的“纖維聲速儀”應用于“聲速實驗”, “聲速實驗”現已是中心開設的必修實驗課,并經“教育部高等院校高分子材料與工程專業教學指導分委員會”作為必修實驗寫進相關的文件中,很多高校高分子材料專業都開設了這個實驗。類似“聲速儀”的自制儀器引入實驗教學的還有很多,如解偏振儀、小角激光儀、張力儀、熔點儀、切片水分測定儀等七八種。

    近年來,實驗室研發了和制造了多臺一次投料≦5克微型共混儀和微型注塑機,研制了小型熔融紡絲和小型溶液紡絲設備等,為新材料的研究提供了快速、簡便的制備手段,大大縮短了研發時間和周期,既經濟、又環保。獲得發明專利授權2項。2014年“微型共混儀及注塑機”獲教育部第三屆高等學校自制實驗教學儀器設備一等獎。

    3. 成立虛擬仿真實驗教學中心,改革實驗教學新模式

    近年來,隨著學校的擴招,本科學生逐年增加,實驗項目增加、實驗室面積緊張,給實驗教學帶來了時間、空間的制約。為滿足學生個性化發展需要,提高學生學習和實驗興趣,緩解科研和教學對公共資源需求矛盾,降低實驗成本,保證實驗安全性等,2009年中心在多媒體實驗教學平臺基礎上,重新構建了材料科學與工程虛擬仿真實驗教學中心。

    虛擬中心遵循“虛實結合,能實不虛,以虛補實”的原則,循序漸進推進中心建設,目前虛擬中心主要是由虛擬仿真實驗教學平臺、虛擬仿真大型儀器設備培訓平臺、虛擬仿真工程實訓平臺、虛擬實驗室管理平臺、“超級計算機”組成。

    4. 建立在線教學平臺,探索“互聯網+”實驗教學新模式

    中心2013年建立在線實驗教學平臺,依托已有智能管理系統,構建“互聯網+”實驗教學新模式。采用先進的觸控化、視頻化、虛擬化教學手段改革傳統實驗教學授課模式,使實驗內容豐富多彩。與現今已有的MOOC、混合式教學不同的是:通過多媒體課件庫、題庫建設,建立了評教監督體系、評學監控體系、互動交流體系(線上線下互動),完善了在線教學平臺的建設。該實驗教學平臺能有效解決目前專業實驗在時間和空間上存在的問題,大幅提高了學生的學習主動性和教學效果,加強了學生的獨立思考能力和應用能力,對培養學生動手實踐能力、創新意識起到了很大的作用。

    5. 利用“互聯網+”實驗教學手段,推進“B+X”實驗教學新方法

    利用“互聯網+”的“線上學習、線下實驗”混合式實驗教學方法,積極推進“B+X”實驗教學體系,開展選修特色實驗及趣味實驗競賽等活動,激勵學生去探索未知、深入學習實驗。

    利用在線教學平臺的強大教學資源,中心可開展選修特色實驗及趣味實驗競賽等活動,激勵學生去探索未知、深入學習實驗。中心將會整合實驗項目庫,多開設以大型儀器設備為主的演示興趣實驗和以特色儀器設備為主的特色經典實驗,積累測試樣品素材,內容及材料囊括無機、復材、高分子或材料科普實驗等范疇,實驗內容廣泛而有吸引力,提倡趣味性和科普性,充實實驗內容,科普、宣傳材料知識,開拓學生視野,吸引學生注意力,增加學習的興趣。

    6. 建立國際化實驗教學平臺,推進國際化實驗教學創新發展

    中心構建以開放化和國際化為新特色的實驗平臺,整合實驗室教學科研資源,結合互聯網、多媒體等新手段,從實驗教學、管理機制、國際交流、環境文化等方面開展工作,探索實行雙語實驗教學,構建多國籍、多文化背景下的實驗環境,將知識的講授、技能的傳授和語言的訓練有機融合為一體,對培養適應全球化需求人才和推進學院國際化建設具有積極的意義。

    在新形勢下,加強國際人員互訪,開展實質性、深層次的國際交流與合作,增強實驗室對外服務能力。與國外高校在實驗教學、實驗室管理、文化建設等方面展開研討,促進實驗室文化和先進管理理念的交流和傳授,掌握最新前沿動態,帶動實驗室管理理念的更新完善。

    近幾年來,在現有必修實驗課程的基礎上,增設適合材料專業的雙語或者全英文課程內容,豐富實驗教學資源,擴大課程體系,引進外籍教師,推進實現實驗教學的國際化。

    7.搭建科普教育平臺,培養科學興趣傳承科研精神

    中心建立公眾開放及科普教育基地,是為了充分發揮高校實驗室科普示范引領作用,讓科研走進中小學,讓材料科學走入千家萬戶。有效利用高校、國家重點實驗室的資源優勢,幫助中小學生開拓眼界,增強青少年對前沿科技的認知,培養對材料科學的興趣,“讓材料走進中小學”是對科學的傳承,對國家民族發展進步、國民科學素質提升都具有重要戰略意義。





    實驗室管理上,中心勇于探索,在統籌投入、智能運行和民主管理三大方面形成鮮明特色。

    l整合學科、科研、教學等各類資源,構建實驗室統籌投入體系

    實驗教學中心還有另一塊牌子——儀器設備公共平臺,把本科、研究生教學平臺及國家省部級科研基地整合在一起,定位為學科大平臺,服務于教學科研?;诖笃脚_的定位,中心統籌了纖維改性國家重點實驗室、“211”工程、重點學科、教學改革、實驗室建設、修購專項等各類儀器設備專項經費,形成了統籌投入體系。近三年來,中心儀器設備新購和維修資金總投入超過4000萬元。

    l自主開發智能管理系統,構建實驗室24小時預約開放體系

    2008年中心聯合企業專業技術團隊,自主研發了一套“實驗室智能管理系統”,依托預約排隊子系統、視頻監控子系統、排課選課子系統、自助學習子系統、成績評價子系統等實行儀器設備100%網上預約,通過崗前培訓、安全準入、刷卡開門等手段實現24小時預約開放,創造性地建立了高校實驗室管理新模式。

    智能管理系統的開發運行極大地提高了儀器設備使用效率,統計顯示,單臺年度最高機時數達3000小時,非工作時間段機時數已占總機時數的53%。同時智能管理系統使實驗室管理流程再造,大幅降低管理成本,切實提高管理水平,有利于學生自主學習、自主實驗和科技創新。

    智能管理系統的開發運用引起了廣泛的示范效應,除已在東華大學校內推廣外,已有清華大學、復旦大學、上海交通大學、華東理工大學、浙江大學、中國礦業大學、蘇州大學、江南大學、貴州大學等300余所高校來參觀交流學習,并已在180余所高校推廣使用。

    l健全制度,堅持教授治學、民主管理的管理體系

    中心設有實驗教學指導委員會、實驗課程責任小組、儀器設備論證采購指導小組、實驗教學質量督導組、研究生助管委員會等多個組織,健全了采購、維修、開放、安全等各類制度,堅持教授治學、民主管理。實驗教學中心分別于2002年和2008年獲得上海市高等學校實驗室先進集體榮譽稱號。



    附:示范中心成果匯總


    項目匯總
    時間內容
    2013年國家虛擬仿真實驗中心申報
    2014年教育部高等學?!皩I綜合改革試點”項目
         材料科學與工程虛擬仿真實驗中心建設
    2014年東華大學教學改革及教學基本建設
         材料科學與工程實驗教學視頻課程建設
    2015年國家虛擬仿真實驗中心申報,并獲上海市通過
    2016年東華大學優質在線課程建設項目
         “大型精密儀器設備培訓課程”
    2016年東華大學優質在線課程建設項目
         “材料科普趣味實驗視頻教學課程”
    2016年東華大學優質在線課程建設項目
         “材料科學實驗視頻教學課程”
    2016年上海高校本科重點教學改革項目
         “基于互聯網的實驗教學探索與實踐”
    2017年東華大學本科核心課程建設項目
         “材料科學實驗”
    2017年上海市教委重點課程項目
         “材料科學實驗”
    2017年中國紡織工業聯合會(紡織之光)教改立項
         “互聯網+實驗教學,創新實驗教學模式的探索與實踐”
    2018年東華大學虛擬仿真實驗教學項目
         “化學纖維(長絲)虛擬仿真工廠建設與應用”


    獎項匯總
    時間內容
    2005年上海市教學成果一等獎
         “發揮學科優勢,培養高分子材料與工程專業高質量人才”
    2009年中國紡織工業聯合會教學成果一等獎
         “具有鮮明化纖特色的高分子材料與工程專業質量工程建設的研究與實踐”
    2013年中國紡織工業聯合會教學成果二等獎
         “協同創新,培養纖維行業具有卓越工程能力的高質量本科生”
    2013年上海市教學成果一等獎
         “高校實驗室管理模式改革與實踐——構建智能化實驗室管理平臺”
    2014年教育部第三屆高等學校自制實驗教學儀器設備一等獎
         “微型共混儀及注塑機”
    2017年東華大學教學成果一等獎
         “‘1234’模式構建‘B+X’實驗教學體系,多維度促進材料類創新型研究及應用人才培養”
    2017年“紡織之光”中國紡織工業聯合會紡織高等教育教學成果二等獎
         “‘1234’模式構建‘B+X’實驗教學體系,多維度促進材料類創新型研究及應用人才培養”
    2017年東華大學教學成果一等獎
         “適應新材料類專業人才培養的“B+X”實驗教學體系的構建與實踐”
    2017年上海市教學成果二等獎
         “適應新材料類專業人才培養的“B+X”實驗教學體系的構建與實踐”





     
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