本文以中南大学材料科学与工程专业为例，详细介绍上述模式的实施方案与实践经验。在新材料、新技术不断涌现的新工科时代，我们在开展材料科学与工程专业课程教学过程中经常发现，现有的教材、手册、讲义、论文等文献资料中，尚有许多学术、技术问题都值得深入探讨和实证，如果依托这些问题设计大学生的创新训练项目，不仅可以激发学生大胆挑战权威与传统认识的创新思维，同时可有效强化学生对课程内容的学习。基于材料领域专业课程教学的创新训练模式的实施方案如下图所示。

基于专业课程教学的创新训练模式实施方案

（一）项目设计

针对“材料科学基础”“金属塑性加工原理”“金属材料及热处理”“金属塑性加工技术”等专业主干课程，经课堂讨论交流，通过精心选择和提炼，将其中有疑义、不明确、有争议、有反常特性等问题设计成创新训练项目，然后让学生在课程学习和创新训练过程中，根据传统材料基础理论，结合试验分析，对这些具有特殊或反常性能的材料问题开展深入研究，由此既加深对专业理论知识的理解，同时也可能发现一些新的规律或建立新的材料加工制备方法。

例如，在“金属塑性加工技术”课程中，很多学生（包括部分老师）对管材“空拉纠偏”的原理和工艺不理解，尤其针对硬化程度较高的合金材料（如铜合金）和硬化程度低的合金材料（如铝合金），空拉工艺分别应该如何设计，教材和文献资料中都未曾提及。若以此为主题开展创新训练，不仅可使学生对此问题获得清晰理解，而且可能建立一套管材空拉的实用性工艺方案。

再如，在“材料科学基础”课程教学中，老师在讲授扩散理论中的“上坡扩散”概念时，有部分学生对其中的应力状态导致“逆扩散”（“上坡扩散”）的现象很不理解，我们就可以针对这一现象设计一个创新训练项目，并为学生提供一种双金属层压复合材料试样（如Cu/Al复合板），学生通过简单的扩散退火试验和界面能谱分析，就可以清晰地看到“逆扩散”导致的元素分布规律。这个项目不仅可以使学生深刻理解应力状态对固态扩散的影响规律与机理，而且可以引导学生开展热处理和扫描电镜分析等实验，由此促进学生对“工程力学”“材料科学基础”“金属材料及热处理”“材料结构分析”等多门课程相关知识的综合理解。甚至，通过该项目的研究与总结，可能形成一种强化双金属层压复合材料界面结合的创新性工艺技术。

上述两例的相关实验，利用现有的教学实验设备就可以实现。相比于现行的基于科研项目的创新训练活动，这种基于专业课程教学的创新训练模式因为与课程学习、课程作业甚至课程考试相关，所以更能吸引大学生积极主动参与，更有利于激发大学生的创新意识与潜能。

（二）项目实施

待项目选题确定后，相应课程的任课教师针对所选择的主题，就研究目的、实施方案、实验方法等与学生进行深入交流，指导学生申报国家级、省级或校级创新训练项目。即使未能成功申报到资助项目，任课老师也可以指导学生开展自主研究。上述专业主干课程通常配备了课程实验，拥有基本的实验条件，因此大学生自主研究是完全可行的。在项目实施过程中，以问题为导向，指导学生自主设计实验方案，采用文献调研、检测分析或数值模拟等手段，对课题开展具体实验探究。对于大学生能独立操作的实验，坚持让学生独立完成；而对于学生知识结构与实验操作能力尚不足以承担的难度较大的实验，鼓励学生通过观摩、记录、分析等方法，获得对项目实验的清晰了解，形成完整的实验经历与实验思路，由此激发学生的主观能动性，培养学生的实验操作、交流沟通和团队协作能力。

（三）跟踪与评价

基于专业课程教学内容的大学生创新训练活动一般是在专业课程教学过程中进行，参与项目的学生可在课堂上或课前、课后的时间与指导老师交流实验结果及实验中遇到的问题，指导老师可以较为方便地做到全过程跟进，及时发现问题并提出建议，保证项目研究的持续改进，同时培养学生的沟通表达能力。项目完成后，学生可在老师的指导下总结研究结果，甚至发表论文、申请专利，并将研究结果做成课件在课堂上交流展示。学生进行成果课件展示时，指导老师对其中涉及的知识点以及创新性进行深度解说，使其他未参与该项目的学生也同样能获得深刻理解和启发。通过总结项目实施的收获与经验，评价学生在项目研究中的努力、进步以及表现出来的素质潜力，激励更多学生大胆思考，敢于对教材、文献或老师讲义中有疑义、不明确的内容提出质疑，激发学生敢于挑战权威与传统认识的创新思维和创新潜能。

文章来源：《材料科学与工程学报》 网址: http://www.clkxygcxb.cn/qikandaodu/2021/0714/623.html

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