【导读】“什么是‘示范中心’?‘示范’是被别人看，要有借鉴与推广价值。”北京科技大学材料科学与工程学院实验测试中心主任孙建林教授这样告诉记者。为了发挥“示范”作用，实验测试中心坚持可持续发展模式，在“综合型与创新型”人才培养实验教学体系构建，“材料科学与工程虚拟实验室”研发，国家实验室与计量资质认证认可，大学生科技活动平台建设，举办多种培训班和技能大赛，接待国内外同行参观、高校学生实习等方面获得了良好的建设效果和示范辐射作用。记者希望通过本期报道，使实验测试中心的经验得以进一步推广，更全面深入地促进中心示范作用的发挥。
孙建林，教授，博士生导师，北京科技大学材料科学与工程学院实验测试中心主任，北京科技大学新材料技术研究院副院长。2003～2004年兼任青海大学校长助理，协管科研与实验室工作。自2000年起，从事实验室整合、建设与管理工作，发表实验教学、教改与管理论文10余篇，负责建设了材料虚拟实验室。现任全国高校材料学科实验教学研究会副理事长，2012年12月组织全国首届大学生金相技能大赛。
长期从事材料加工方面的教学与科研工作，多年来完成或正在进行的项目有国家973、863、自然科学基金、教育部等科研项目以及北京市教学改革项目。指导硕士研究生50名，博士研究生10名。共发表关于有色金属材料、加工、工艺润滑等方面研究论文130余篇。国家发明专利7项，主编出版学术专著2部、教材1部、实验教材2部。
“什么是‘示范中心’?‘示范’是被别人看，要有借鉴与推广价值。”北京科技大学材料科学与工程学院实验测试中心主任孙建林教授这样告诉记者。为了发挥“示范”作用，实验测试中心坚持可持续发展模式，在“综合型与创新型”人才培养实验教学体系构建，“材料科学与工程虚拟实验室”研发，国家实验室与计量资质认证认可，大学生科技活动平台建设，举办多种培训班和技能大赛，接待国内外同行参观、高校学生实习等方面获得了良好的建设效果和示范辐射作用。记者希望通过本期报道，使实验测试中心的经验得以进一步推广，更全面深入地促进中心示范作用的发挥。
【记者】：首先请您简要介绍北京科技大学材料科学与工程学院实验测试中心的发展历程。
孙建林：北京科技大学是国内材料科学与工程类专业人才培养的重要基地之一，是北京市材料学科群建设牵头单位。材料科学与工程是我校的传统优势与品牌学科，由我国最早设立的金相及热处理、轧钢、金属物理等专业发展而来，是首批国家一级重点学科，所属的3个二级学科，材料物理与化学、材料学、材料加工工程均为首批全国重点学科。
培养高水平世界级的创新型材料人才一直是北京科技大学材料科学与工程专业教学改革追求的目标，我校也引领了我国材料学科的教育和教学改革。由柯俊院士主持的“大材料”人才培养项目，曾获国家教育教学成果一等奖，“大材料”试点班教学模式已在全国普遍推广。近年又开展了拔尖科技人才(理科班)、国际化人才(国际班)和卓越工程师(卓越班)等培养新模式的探索，得到了教育部和北京市立项支持。
北京科技大学材料科学与工程学院实验中心的前身是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，是我校柯俊院士、肖纪美院士、葛昌纯院士、陈国良院士等为代表的几代科学家的教学与实验研究基地。2001年，材料科学与工程学院对原分属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7月，实验测试中心被评为北京市级实验教学示范中心，同年11月又被批准为国家级实验教学示范中心建设单位。
实验测试中心设有金属材料、电镜、材料制备与加工、材料学、无机非金属材料、材料虚拟6个实验室以及材料加工生产实习基地、中心办公室等部门，共有专职实验技术人员47人，实验室面积6 642平方米，仪器设备2 438台套，设备总值11 026万元;近三年来每年承担材料、冶金、高等工程师等学院实验课程教学39门，实验学时526学时,实验项目119项，实验课总人时数达58 306人时。为适应国际化办学要求，中心专门建立了双语教学实验室。
电镜实验室
实验测试中心依托国家级精品课程及国家级教学团队，打造精品实验教学课程;完成学生自主学习平台建设，并获2009年北京市教学成果一等奖。为了强化“综合型与创新型”人才培养的实践环节，我们建立了实验、实习基地，为大学生科技创新活动提供平台，并且举办了首届国际大学生显微结构摄影大赛及两届北京科技大学金相实验技能大赛。
【记者】：实验测试中心作为材料学科的国家级实验教学示范中心，通过这些年的建设取得了哪些成绩?
孙建林：中心通过国家级实验教学示范中心建设，成效显著，取得了较好的示范推广效果，主要体现在以下几个方面：
(1)实验教学成果突出
培养综合型、创新型的高水平材料科学与工程专业人才是中心实验教学追求的目标：①结合国家级精品课程及教学团队建设，开展精品化实验教学，全国教学名师余永宁教授、北京市教学名师杨平教授采用研究型教学方式，与学生共同开发新实验;教学内容注重传统与现代的结合，与科研、工程和社会应用综合实践密切联系，融入科技创新和实验教学改革成果，北京市教学名师强文江教授依托实验中心力学性能实验室通过CNAS认证的硬件基础，设计了完全依照国家标准的实验，为学生以后的科研和工作打下了良好的基础。②为了适应国际化办学要求，实验中心专门建立双语教学实验室，并特别编写实验指导书，要求学生的实验报告用中英双语完成。③改建了材料加工生产实习基地，为大学生提供校内工程实践活动的平台和实习基地，满足“工程化”人才培训的需要。
(2)为大学生课外科技创新提供平台，举办实验技能竞赛，提高大学生参与实验与科技创新的积极性
自2008年起，实验中心设立了6个“大学生科技创新实验室”，为大学生课外科技活动提供平台。实验室“全天候”开放，鼓励学生自主实验。2008～2012年材料科学与工程学院大学生科技创新活动累计立项401项，参与大学生1 274人，共有35项本科生科技创新项目获得国家级、北京市级、校级奖项，其中国家级奖项20项，获奖作品中一等奖23项、二等奖12项。本科生共发表SCI科技论文182篇，申请专利79项;读研率达到65%，155人到剑桥、斯坦福等国内外知名院校深造，毕业生的综合素质得到了社会认可。
为了培养大学生崇尚实践的精神，2011年3月举办了首届国际大学生显微结构摄影大赛。美国麻省理工学院，日本北海道大学、九州大学，中国科学院、清华大学、北京大学等国内外30多所大学及科研院所的100多名学生参加了本次大赛，共收到作品300余件。
在2011年6月及2012年8月，举办了两届北京科技大学金相实验技能大赛，有203名学生参加。2012年12月6日至7日，由高等学校实验室工作研究会、北京科技大学、清华大学联合主办的首届全国大学生金相技能大赛决赛在我中心举行。经各高校选拔赛推荐，来自23所高校的71名材料专业优秀学子来京参加决赛。
全国金相大赛比赛现场
(3)建设材料虚拟实验室，共享优质实验教学资源
在示范中心建设中，我们集中优势资源，用3年时间开发了材料虚拟实验室，目前已在校园网上对全校学生开放，并制作成光盘版，计划无偿提供给国内其他高校使用。网络虚拟实验打破了实体实验室资源局限，它高效、安全，不但是实验教学的有力补充，而且为中心优质教学资源共享提供了有效途径。
(4)成立联合实验室，引进顶级实验设备，更好地服务于教学工作
材料实验中心与美国Quantum Design公司联合成立中国演示中心实验室，配备了价值620万元人民币的综合物性测量系统，该设备可在低温强磁场环境下对材料进行磁、电、热学性能的综合测试，是目前国际上材料物理研究最先进的仪器设备。2011年还与德国卡尔蔡司公司成立了电子显微镜合作实验室，2012年与日本奥林巴斯公司成立了光学显微镜合作实验室。与国际知名企业的合作，提高了实验技术装备水平。
(5)坚持开展对外实验技术培训，运行实验室质量管理体系，服务社会
为了更好地培训电镜实验技术人才，材料实验中心多年来坚持每年举办一届全国电子显微镜技术培训，有清华大学、北京大学等多所学校的师生以及科研和企事业单位的技术人员参加，已培训人员近千人次，为电子显微镜技术的应用及提高做出了贡献。
北京科技大学材料科学与工程学院实验中心从2006年9月开始运行实验室质量管理体系。2008年6月，实验测试中心获得国家实验室认可资质，12月获得计量认证资质，从而全面提升了材料实验中心的实验技术和管理水平。以资质建设为特色的北京科技大学分析检验服务平台以更加完备的服务体系、更加规范的内部管理、更加满意的服务质量，更好地服务于实验教学、服务于社会。截至目前，认可的检测项目覆盖15个领域，69个项目。2011年实验中心对外服务收入超过100万元，充分发挥了中心优质实验资源的作用。这部分收入反哺实验教学，使教学质量得以进一步提升。
(6)开展对外交流，接待参观和实习
自2008年以来，实验中心接待来自清华大学、北京大学、中国科学院、东北大学等国内47所高校、科研院所参观访问1 300人次以上;接待太原理工大学学生认识实习76人次，华北科技学院材料成型专业学生参观实习两批75人次，东北大学秦皇岛分校学生暑期社会实践;接待法国瓦朗西纳大学、日本九州工业大学、挪威科技大学、澳大利亚莫纳什大学等多所国外高校学者参观访问;接待德国亚琛工业大学、比利时鲁汶大学等国外大学生60余人参观、实习。
德国亚琛工业大学学生在实验中心实习
【记者】：贵中心在示范中心建设中坚持可持续发展，充分发挥示范辐射作用，请您详细为我们介绍实验中心具体进行了哪些方面的工作，为同类实验中心建设提供借鉴经验。
孙建林：我中心自2007年被评为材料学科国家级实验教学示范中心建设单位以来，在发展建设中一直坚持可持续发展的方向，在创新的同时还注意发挥中心的示范辐射作用，创造多种途径共享实验测试中心的优质教学资源：
(1)构建了“综合型与创新型”人才培养的实验教学体系
材料科学与工程学院实验中心深入总结“大材料”试点班的宝贵经验，以“全程化、三层次”的实验教学体系为依托，开展了拔尖科技人才(理科班)、国际化人才(国际班)和卓越工程师(卓越班)等实验教学新模式的探索，该成果获2012年北京市教学成果特等奖。
(2)实验中心组织授课教师、实验技术人员共同建设完成了材料专业学生自主学习平台，该软件系统包括多类教学资源，获2009年北京市教学成果一等奖，被清华大学、北京工业大学、内蒙古科技大学、武汉科技大学、辽宁科技大学、江苏大学等多所高校使用。
(3)率先建立了材料网络虚拟实验室，采用多媒体及网络技术，以三维的形式制作虚拟实验。虚拟实验教学过程直观、形象，知识表达科学、准确，学习方式个性化，且交互性强，能充分调动学生自主学习的热情，打破实体实验室资源局限，有效降低实验教学设备、材料的成本，为优质教学资源共享提供有效途径。积极开展精品课程网络教学，将余永宁、杨平等教授的课程录像发布到中心网站上，供学生随时在校园网上浏览;同时虚实结合，利用中心的优势师资力量及仪器资源，坚持开展对师生进行各种实验技能训练，举办多期全国电子显微镜实验技术培训。
(4)加强“综合型与创新型”人才培养的实践环节，专门设立了6个大学生创新实验室，并且举办、承办了多项技能大赛,为大学生科技创新活动提供平台。
(5)实验中心运行实验室质量管理体系，使材料实验中心的实验技术和管理水平提升到一个新的高度，为实验教学、社会提供更好的服务。
【记者】：我们了解到，贵中心自2007年就开始建设材料虚拟实验室，经过5年多的努力，该实验室取得了不俗的成绩，可以请您为我们介绍其建设经验与取得的成果吗?
孙建林：从2007年成为国家级实验教学示范中心建设单位起，中心开始建设虚拟实验室，一期建成了包括11个有材料学科代表性实验项目的虚拟实验室。
材料虚拟实验室以三维形式，采用交互性强的个性化方式，准确再现实验中的操作步骤、实验现象及结果;可以展现“板材热连轧生产线”这样难以近距离观察的大型生产设备细节、工作原理及技术参数;学生可自主选择实验方案、实验步骤，系统能够向学生提示错误;学生不受时间、空间和次数限制，随时登录系统，反复认知，不断强化实验技能。虚拟实验系统设计灵活，各项实验相关知识可以通过管理系统修改和更新。
材料虚拟实验室
虚拟实验室建成之后，已在部分实验课中投入使用，还有一些教师在课堂理论讲解时也用来演示，帮助学生加深理解，获得良好反响。全校学生都可以自主登录材料实验测试中心网站，使用虚拟实验室。此外，中心分别在北京和河南举办了两次虚拟实验研讨会，邀请近30所高校的专家教师进行分析讨论，探索虚拟实验中存在的问题和未来的发展方向，同时进行虚拟实验室应用推广。目前该系统已在国内一些大学开始试用。
【记者】：“服务社会”是实验测试中心的功能之一，贵中心在对外服务方面开展了哪些工作，效果如何?
孙建林：在服务社会方面，实验中心除了开展对外实验测试服务，还利用自身的优势坚持开展对外实验技术培训，坚持每年举办一届全国电子显微镜技术培训，已培训人员近千人次，2013年第十届透射电子显微技术培训班于4月15日至19日举行;坚持开展对外交流，2008年至今接待国内外参观千余人次，接待国内外高校实习和社会实践数百人次。
实验中心大力支持改进、自制仪器设备用于实验教学。例如：刘德民高级工程师把三台φ130二辊实验轧机用于学生自己动手操作和拆装，自主开发了轧制工艺参数计算机采集系统，可以在轧制过程中自动检测7个轧制工艺参数并自动处理数据。该轧机及测试系统已推广到国内5所院校：中国矿业大学(北京)、天津大学、新疆钢铁学校、太原理工大学、河北工业职业技术学院，共计12套。
王立锦高级工程师结合科研成果自制了薄膜材料磁电阻效应测试仪，从2009年起应用于本科生材料物理性能实验课教学。此设备在首届全国高等学校自制教学仪器设备评选中获成果奖，设备已经推广到北京工商大学、首都师范大学、哈尔滨工业大学深圳研究生院等高校使用。
【记者】：请您介绍实验中心未来的发展建设方向。
孙建林：为了把材料科学与工程学院实验测试中心建设成为国内材料学科一流的实验教学示范中心，力争实现以下7个方面的目标：
(1)继续探索、构建适合综合型与创新型人才培养的实验教学体系。
(2)实验中心集约化管理，设备资源统筹安排，在现有平台的基础上进一步开放共享。
(3)根据学科发展的需要，改、扩、新建各实验室;结合新专业，建立纳米材料与技术实验室;建设双语实验教学实验室;进一步完善材料制备与加工实习基地。
(4)结合国家级精品课程和国家级优秀教学团队建设，进一步优化金属材料实验室软硬件配置，将其打造成国内本专业的样板实验室。
(5)继续举办对外实验技术培训，拓展培训内容;建立全国电子显微实验技术培训中心。
(6)举办更多实验技能竞赛，提升大学生的实验研究兴趣与动手技能。
(7)将一期建成的材料虚拟实验室的11个实验项目应用于实验教学，并在国内高校材料学科进行推广，同时进行虚拟实验室二期建设工作。
（《中国现代教育装备》记者 安健 张鹏）
