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【走进实验室】见微而知著 金相也博雅——访材料学院光学实验平台实验室

作者: 学生记者 姬庆庆 来源:北京工大报 时间:2017-01-03
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在北工大校园,很多同学都曾经参与过一个趣味十足的竞赛——一块金属圆柱体,几张不同规格的砂纸,随后便是在操作台上反复“摩擦,摩擦……”。大家定能猜到,这就是鼎鼎有名的“金相大赛”。今天,让我们共同走进为这项竞赛提供场地和技术支持的材料学院光学实验平台实验室,领略她的独特风采。

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尝试改革探索 不忘育人初心

光学实验平台实验室是在北工大建校之初诞生的,当时归属于学校机械系的热处理专业。随着后续学校的改革发展,材料学系成立后,该实验室便并入材料学系,当时仅承担着一个专业的教学与实验工作。此后,材料学院成立,实验室开始承担全学院与金相领域相关的教学实验任务,同时承担部分内燃机、光学仪器专业《工程材料》课程的配套试验以及资源循环学院本科教学中相关实验课程的教学工作。

伴随着实验室承担工作的不断调整,其教授课程的模式也在不断变化。起初光学技术的相关实验都是和理论课相结合开展的,然而自1998年起,光学技术实验课单独设置课程,自此,实践环节的内容、教学模式的设计等也开始与以往有所不同,然而却始终不忘育人初心。2007年,在学院团委的积极推动下,课程与竞赛成功牵手,第一届北京工业大学金相大赛成功举办。赛事在校内的火热开展,也让越来越多的学生能够更好地接触并了解“金相”。几年后的2012年,北工大代表队走出校园,参加了在北京科技大学举办的第一届全国大学生金相技能大赛。这次参赛经历对于实验室的建设以及相关课程教学的演变均有着重要的意义,特别是为此后实验室课程的改革带来了诸多启发。

 

强调工程实践 培养工匠精神

光学实验平台实验室承担着面向本科三年级材料学专业开设《光学实验技术》课程的任务,这也是实验室承担的唯一一门独立课程。受全国金相技能大赛的启发,2013年,实验室对这门课程的考核形式进行了大胆改革——以“项目完成”作为考核形式,更加强调工程实践能力的培养,至今广受选课学生的认可。

在这门长达12周48学时的课程中,同学们需要自行组成1-5人的学习小组,对自行车进行拆解,从成分结构、加工工艺、性能及使用等四个方面,对拆解出的某一零件进行检验,充分理解与体会“金相”的相关知识和概念。在课程结束时,不需要提交实验分析报告,而是通过答辩的环节进行考察。

实验室宗斌老师认为,《光学实验技术》课程很好地将实践与理论相结合,重点考察动手能力,并将团队合作融入课程过程。课程的全过程类似一个“质检”的过程,同学们的“工匠精神”在课上得以激发并尽显。他分享道,去年班中一个小组的分工就十分完美,实验环节由两位动手能力极强的学生作为主力,其余同学辅助,共同完成金相分析的任务;答辩环节由一位表达能力较强的学生主要讲解,其余的同学负责回答问题。这样的搭配既能够很好地完成实验环节,又能够准确地将团队成果展示给大家,最终不仅收获了优异的成绩,更在实践过程中掌握了技能、提升了能力。

 

推广金相乐趣 竞赛促进教学

一年一度的北京工业大学金相技能大赛不仅是材料学院学生的老朋友,更是全校学生的亲密伙伴。自2007年首秀至今,以光学实验平台实验室为依托的金相技能大赛已连续举办10个年头。随着经验的积累和传承,金相技能大赛在赛制、规则等方面都在不断完善,得以让越来越多的学生从中受益。

谈及组织开展金相技能大赛的目的,实验室的师生们充满骄傲,他们相互补充地分享道,一是广泛普及:光学实验平台的设备和仪器大多并不“高冷”,没有厚厚的使用说明,也没有繁杂的操作步骤。在比赛前的知识介绍和技术培训后,同学们都可以进入实验室通过感性体验,对“金相是什么”“金相样品怎么制备”有一个初步认识。二是鼓励实践:金相样品的制备过程和当前提倡的“工匠精神”具有共通之处。将小小的45#钢样品通过磨制、抛光、浸蚀等步骤后,放在光学显微镜下观察,同学们都会抱有一种发现新世界的心境。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,在动手操作的过程中,大家总能获得比书本知识更加深刻的体悟。三是选拔人才:金相技能大赛优胜同学都会代表学校参加全国大学生金相技能大赛。每年都会涌现出努力练习、技术过硬的优秀同学,凭借在全国金相技能大赛中的出色发挥,获得优异成绩。参赛过程同时也是一个磨练自己、提升自己的过程。从不熟练到熟练,从知其然到知其所以然,对同学们而言,在金相技能大赛备赛阶段很容易体会到王国维所说的人生“三境界”——最初的迷惘,继而的执着和最终的顿悟。

更让实验室师生们欣慰的是,金相技能大赛在全校的影响力和参与人数逐年上升,2016年报名人数突破500人。2016年校内金相技能大赛一等奖获得者任笑薇,在颁奖仪式上分享了三大感受:一是世上无难事,只怕有心人,用心去做,能力自然会有提升;二是要保持从容心态,专注比赛,把握好自己的节奏;三是要关注细节,基本技能掌握后,实际上细节决定成败。实验室学生孙胜君认为,“金相”是“技术”和“艺术”的结合,无论是专业人士,还是初次接触的“小白”,都可以从中体会到乐趣,学到知识。

实验室林健老师介绍,截至目前,通过光学实验平台实验室的选拔和培养的学生在“蔡司•金相学会杯高校大学生金相比赛”共获得一等奖3人次,二等奖4人次,三等奖7人次;在“全国大学生金相技能大赛”中共获得特等奖1人次(唯一一届设置有特等奖),一等奖4人次,二等奖4人次,三等奖3人次。他们还会以此为基础继续努力,让更多的学生能够有机会体会到金相的乐趣。

 

搭建窗口桥梁 自信奋力前行

成绩的取得是对实验室师生辛勤付出的肯定,然而大家并未满足于此、止步于此,对于当前实验室的影响力和未来实验室的发展,师生们有着独到的见解和希冀。

金相技能大赛在校内的广泛影响被宗斌老师看在眼里,他希望通过大赛让更多的学生,对金相产生兴趣,从而了解制样技术,了解金相学,甚至整个材料学。他分享道:“实验室只是你去了解更多的一个助力,比赛也不过是你去了解更多的一个起点。就好比当你在屋中生活工作时,窗子之于你而言只是带来光亮,而当你跨过这扇窗、走出去,你以为只是走向一点光亮,但而后你会发现,你正走在一片天空下。”

宗斌老师表示,近年来受到投入等因素的影响,实验室的发展并不迅速,然而大家依旧会坚守本心,克服困难,不断向前。未来,希望继续做好图像、视频资料的搜集、制作等基础工作,为实验室今后的发展提供可以借鉴的经验;积极引导本科同学参与实验室建设,为实践经验的积累创造机会;同时继续发表自己的专业博客,让更多的人了解“金相”。此外,实验室也将积极创造机会,搭建实验室和初中、社区进行合作的桥梁,承担起科普宣传等工作。

“我们想要在这个喧嚣的时代保持工匠之心,不断精益求精。希望通过努力让更多的学生对‘金相’有所了解、有所认识,吸引更多的学生发扬和传承这门技艺。”实验室学生孙胜君和刘竞超同学如是说。

见微而知著,金相也博雅。或许,这正是“金相”的魅力所在,也正是光学实验平台实验室的精髓所在。

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