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东华大学材料科学与工程本科专业学生的培养目标为“具有深厚人文底蕴、扎实专业知识、强烈创新意识、宽广国际视野的国家栋梁和社会精英”。根据这一人才培养目标，结合实验中心实际，确立了中心的实验教学指导思想。
实验教学理念：坚持以学生的全面发展和成才为中心，以培养学生实践能力、创新能力为核心，充分发挥学科交叉优势，以高水平科研引领和促进实验教学内容、方法和手段的改革与创新；全流程参与、多学科交叉，促进学生知识、能力和素质的协调发展，培养具有强烈的创新意识和实践能力的材料科学与工程高素质创新型人才。
在实验教学体系设计上，遵循“由浅入深、注重交叉、强调综合能力培养、鼓励创新”的原则，坚持“一个核心，四个结合”：以培养学生的动手能力、工程能力和创新能力培养为核心，坚持实验教学与理论教学结合、实验教学与工程实践结合、实验教学与科学研究结合、课内实验与课外科技活动结合。
一、主要教学方法
为紧跟材料科学与技术的发展步伐，主动适应社会经济发展和科技进步对人才素质的要求，培养知识结构合理、实践能力和创新能力强的专业人才，多年来，本实验中心对实验教学方法进行了积极探索和实践，形成了一批创新性的实验教学方法，并取得了良好的实践效果。
1.构建“一二三级”实验课程体系，实施分层次、多模块实验教学
为适应21世纪材料科学与工程专业人才培养的需要，根据材料科学与工程的学科内涵，1998年开始，学院构筑培养具有材料科学与工程（一级学科）的基础知识、二级学科的专业知识、三级学科特长的复合型人才的理论课程体系。对应于该体系，我们对专业实验教学体系进行了拓宽和整合，构筑了“一二三级”专业实验体系(见图1)，通过三层次实验环节训练，完善学生的实验技能结构，提高学生的实践能力和创新精神。
图1“一二三”层次的专业实验体系
第一层次为材料科学基础实验。开设材料的热分析、材料的力学性能测试、材料硬度测试、材料的密度测试、材料的光学性能、材料的微观形态分析等12个实验。其主要目的有三个：第一是使学生掌握先进的测试手段，在这个层次实验中，80%以上的实验使用了价值超过10万的进口大型仪器，让学生了解掌握当今世界先进的测试仪器和测试方法，为学生从事研究工作打下良好的实验基础。第二是使学生掌握各种材料的共性，更好地掌握一级学科的知识点，扩大不同二级学科专业学生对其它专业知识的了解。第三是使学生了解不同材料的特殊性能，在实验中对多种样品进行了测试，比如材料热分析实验，对有机高分子材料（聚乙烯、聚酯），无机非金属材料（玻璃、陶瓷）等样品进行分析比对，了解不同专业方向的材料性能的差异，让学生开阔视野，激发灵感，为学科交叉型人才培养打下基础。第一层次实验内容的设计符合“宽口径”人才培养要求。
第二层次为二级学科专业基础实验。开设“高分子材料与工程基础实验”、“无机非金属材料基础实验”和“复合材料工程基础实验”三个模块。在“高分子材料与工程基础实验”实验内容设计上，侧重与“高分子物理”、“高分子化学”等二级学科专业主干课联系，开设了“乙酸乙烯脂的乳液聚合”、“丙烯腈三元共聚”等6个化学实验，“毛细管流变仪测定高聚物熔体的流动特性”、“声速法测定纤维取向度和模量”、“色那蒙补偿法测定纤维双折射”等10多个物理实验。“无机非金属材料基础实验”开设“陶瓷和玻璃烧结温度测定”、“玻璃的应力与退火温度测定”、“耐火材料的导热系数测定”等16个实验。“复合材料工程基础实验”开设了“环氧树脂固化制度的制定方法试验”、“树脂基复合材料热变形温度测定”等14个实验。在这个层次实验中，除了巩固科学专业知识，理论联系实际，在实验中把理论知识运用到实际中，还注重专业技能培养。比如在“色那蒙补偿法测定纤维双折射”，测试主要仪器是偏光显微镜，但是这个实验的关键是样品的制备，通过一个“哈氏切片器”来制备被测的纤维样品，样品制备直接影响测试效果，要求操作者在使用刀片时要“狠、准、快”。第二层次实验内容的设计符合“厚基础”人才培养要求。
第三层次实验突出本专业特色的综合设计性实验。实验内容突出专业特色，强调综合性和设计性。开设的“高分子材料大型综合实验”、“无机非金属材料大型综合实验”和“复合材料大型综合实验”三个模块，均是科研或生产过程的模拟，强调工程性和工艺性，要求学生根据实验课程要求将原料制成产品、自行设计实验方案、制定工艺参数、动手操作、观察和分析实验现象并测试产品的结构和性能。激发学生的实验兴趣，这种“兴趣”驱动型实验教学方法，有效地培养了学生探索未知的意识和创新能力以及组织、管理与协同能力，有利于学生增强群众观念和养成良好的职业道德，有效提高了学生工程实践能力。第三层次实验内容的设计符合“能力强”和“有特色”人才培养要求。
该分层次、多模块的专业实验体系，被教育部高等院校高分子材料与工程专业教学指导分委员会制定的“专业规范”采用，并在2004年分教指委扩大会议上受到与会50多所大学代表认可，并推广到全国。
2.发挥学科优势，探索教学科研结合的实验模式
（1）将重大科研成果及时转化为实验教学内容
本学科科研力量雄厚，有科研促进教学的优良传统。2003年，我们进一步探索教学科研结合的实验模式，提出重大科研项目与专业实验“零距离接触”的口号，将获“国家科技进步二等奖”的“碳纤维制备”、“高强高模聚乙烯纺丝”、“多功能纳米复合材料的制备”，获得“中国高校十大科技进展”的“Lyocell纤维制备”等14个最新科研成果连同仪器设备引入本科大型综合实验，让学生直接接触科学前沿和尖端工程技术。
（2）鼓励学生进行自主创新实验
东华大学材料学院是一个研究型学院，依托强大的学科基础，我们从1998年起推行“准研究生”本科生培养模式，即将分散进行的专业外语、文献检索、课外科技活动和毕业论文四个教学环节结合成一个整体，将大三学生全部提前分到课题组接受系统的科研训练，充分发展其创新能力，其实践效果受到学生的欢迎和《光明日报》等媒体的肯定。实验中心从2007年开始，依托国家、上海市、学校、学院四级大学生创新性实验计划项目，进一步推进本科生的“准研究生”模式培养。中心所有教师科研课题全部对本科生开放，更鼓励学生自带课题来选择导师指导，从一年级开始就“真枪实弹”地参与科学研究，“零距离”接触体现本领域最新科技进展的研究项目，进行自主创新实验。通过实验培养学生的研究兴趣，提高动手能力。中心对学生课外科技创新工作提供强大的平台保障，建立了完善的工作机制，保证只要学生想做科研创新工作，就有师资、经费的支持。中心所有的仪器设备24小时开放使用保障了学生课外科创顺利进行。2011年，中心大学生课外科创平台正式挂牌成立。目前30%的一年级本科生、70%的二年级本科生、100%的三年级本科生参与了科研实践活动。
3.自制实验仪器，开设特色实验
（1）发挥具有学科特色的自制仪器作用，开设领先于社会的测试实验
中心有着优良的自制仪器设备的传统，从学科创始人到现在的中青年教师，自制了很多学科上有价值的仪器设备，解决了学术或技术难题。我们及时将这些代表学科特色的仪器设备引入本科生实验，开设了一些充分体现学科特色的实验，不但让学生了解了学科的前沿和特色，而且掌握了领先于社会的专业技能和测试方法。
“纤维声速仪”是我们学院经过几代人努力研制和完善的自制仪器，其作用是表征高分子材料制备成纤维后内部大分子链排列情况。我们在上世纪80年代就将“声速实验”作为化学纤维专业学生的必修实验。目前“声速仪”已经发展到第四代，其中数据采集分析已经由电脑软件自动完成，适用分析的高分子材料从原来化纤常规品种到所有纤维材料，在航天航空、军工国防、生物环保等材料测试中发挥了重要作用。“声速实验”已被教育部高等院校高分子材料与工程专业教学指导分委员会作为必修实验写进相关的文件中，全国有许多学校开设了该实验。类似“声速仪”这样的自制仪器引入实验教学的还有多种，如解偏振仪、小角激光仪、张力仪、熔点仪、切片水分测定仪等。
（2）利用自主设计开发的微型设备，开设绿色加工实验
近年来，微型实验在化学实验领域由于其绿色环保性得到重视和推广，而在材料加工实验领域鲜有报道。目前高校高分子材料加工实验基本采用与企业型号类似的双螺杆挤出机、注塑成型机、纺丝机等加工设备。而这些设备不仅占用空间大、需要的原料多，而且操作复杂，有一定的安全性问题。其中很多合成单体和添加剂价格非常昂贵，增加了实验成本；另外很多原料有一定毒性，会给环境造成污染。特别有些纺丝加工设备安装需要2-3个楼层，几个老师才能操作，对科学研究和学生动手能力培养有很多制约。
本实验中心立足经济、环保、方便、快速、操作简单等理念，利用本学科成熟的材料加工技术和设备设计技术，自主设计开发了一套具有自有知识产权、一次投料少于5克的微型锥形双螺杆共混挤出机和微型注塑机，应用于本科“一二三级”实验教学体系中。在一级实验《材料科学基础实验》开设的“力学性能测试实验”中，让学生动手通过微型注塑机制备样条用于力学性能测试。在《复合材料工程基础实验》（二级实验）开设的“玻纤增强树脂实验”中，用微型共混仪器制备新型材料，用微型注塑机来制备样条测试其拉伸、弯曲和冲击性能。在大型综合设计性实验《高分子材料大型综合实验》（三级实验）中，使用微型共混仪开设了“聚合物共混改性及其基本性能的测定”实验，使学生在有限的实验时间里获得更大的实验数据。微型共混仪由于每次投料只需5克，所用添加剂（总量的0%-50%）更少，因此实验成本相对于原来的大型加工设备几乎可以忽略不计。在实验方案设计中，添加剂的选择可以更多（5-10种），使得学生实验方案设计性更强。而且微型共混仪操作简单，可以让一个学生独立操作，这样也有利于培养学生的动手能力。
4.紧密结合社会需求，构建校企联合实验教学平台
（1）校企联合，综合实验对接职业资格培训
中心积极进行专业实验与在校本科生职业资格培训结合的探索，于2005年承担了上海市职业培训研究发展中心《高分子材料加工人员（准高级）》职业开发项目，于2006年12月承担了上海产学合作教育“十一五”规划项目“合作教育与职业资格证书相结合的可行性研究”。通过2个项目的研究，按照国家劳动和社会保障部关于“职业标准”制定的技术规程，严格按照上海市职业培训研究发展中心编制的《上海市职业开发技术规程》，确定了高分子材料与工程专业在校本科生职业资格培训的总体目标、培训要求、模块设置、培训课时及培训方式。形成的《高分子材料加工人员（准高级）》职业开发软件包于2008年初在国内材料类高校中第一个通过国家劳动部鉴定。
为了能客观考核学生的职业技能，并体现与课堂教学考核内容的区分，考试(鉴定)采用一体化模式，制定了培训鉴定工作手册，形成了适合高分子材料与工程专业在校本科生职业资格培训的一体化模式考试(鉴定)专用题库。在编制《高分子材料加工人员（准高级）》职业开发的技术规范性文本(软件包)的过程中，十分注重与产业界紧密合作，邀请上海纺织有限公司化纤事业部、上海塑料行业协会、上海橡胶工业同业公会等行业和企业代表参与，三分之二的试题库内容由企业专家完成。
在校大学生职业资格培训采用一体化模式考试（鉴定），需要较多的纺丝、塑料和橡胶加工设备，需要具有专业知识和专业技能的师资队伍。注重学科交叉、校际联合，利用和整合东华大学材料科学与工程学院化纤、塑料学科优势和上海工程技术大学高分子材料系在塑料和橡胶加工方面的设备资源优势，形成了能够满足高分子材料与工程专业在校本科生职业资格培训的实验和考试操作基地；注重产学研合作，校企联合，建设职业资格培训与产学合作教育相结合，与上海纺织有限公司化纤事业部、上海塑料行业协会、上海橡胶工业同业公会等行业协会及相关企业合作建立实训基地。
对高分子材料与工程专业在校本科生进行的职业资格培训已在本实验中心完成试点工作。一批学生在完成第三层次的“高分子材料大型综合实验”后，自觉报名参加《高分子材料加工人员（准高级）》职业资格考核，全部通过企业师资的严格考核，拿到了职业资格证书的学生，并在就业中显示了强大的竞争优势。“合作教育与职业资格证书相结合的可行性研究”获得上海产学合作教育“十一五”规划项目一等奖。
（2）产学研合作，强化综合实验平台
本学科具有“产学研”合作的历史积淀，许多科研成果都已经或部分在企业转化，如高性能碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺高性能纤维、有机/无机功能性纤维等。在这些科技成果转化的过程中，学生参与发挥了重要作用。
通过科研成果的转化，创新校企合作培养工程人才机制，与企业建立密切合作，建立了一批高校、企业联合培养人才的综合实验平台，进一步发挥企业在工程人才培养中的作用。目前已建成综合实验平台的基地有中国石油化工股份有限公司巴陵分公司、浙江三星特种纺织有限公司、骏马化纤股份有限公司、广东新会美达锦纶股份有限公司、嘉兴市恒胜高分子材料科技有限公司、苏州圣欧纺织有限公司、太仓荣文合成纤维有限公司以及江苏奥神集团等10多家企业（见附件8）。学生的部分专业实验与毕业论文工作在这些企业的综合实验平台进行，这样使实践教学更贴近生产实际。
5.创新实验考核体系，切实提高实验教学质量
严格要求教师实验授课质量。聘请退休教师组成实验督导小组，随机随时抽样听实验课，并进行打分和评价；依靠“实验室智能管理系统”对每堂实验课进行全程录像，随机抽样作评议；学生可以通过“实验室智能管理系统”对每堂实验课的教师进行打分和评议。
保证实验专职教师的工作积极性。中心制定实验保证体系，制定了多项制度和措施，对实验指导工作做了大量政策倾斜：如带教一个专业实验可以获得15个学时的工作量补贴，带教一个大型综合实验可以获得20个学时的工作量补贴。这相当于1/2或2/3专业主干课的工作量。如果保质保量地完成，在学期结束后可以获得其他奖励。同时学院也制定了相应的制度保障：如50岁以下的中青年教师每年必须专职带教一个教学实验；教师在职称晋升过程中，每年必须有实验带教经历，否则一票否决。
全面评价学生实验课程成绩。我们认为“实验是做出来的，不是背出来的”，因此在实验大纲中明确规定了学生每门实验课程成绩，由平时各项实验综合成绩（占40%）和课程结束的书面考试成绩（占60%）组成，而书面考试内容包含了实验操作，数据处理、实验原理及综合分析等各方面的知识点。平时成绩为每门实验课程中所有实验项目的平时成绩综合平均分；而每个实验项目平时成绩又由6个考核点组成（考勤成绩、预习成绩、实验操作、整洁情况、仪器损坏、实验报告），由于平时成绩占了很大比例，为了确保学生成绩公正性和严肃性，大量平时成绩的统计、计算依靠了自主研发的“实验室智能管理系统”采集的各项信息。