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關鍵詞: 應用型高分子材料與工程專業 人才培養模式 實施途徑
隨著科學技術的迅猛發展,材料、能源和信息已被公認為科技發展的三大支柱。作為社會發展的物質基礎,材料的發展水平已成為一個國家綜合國力的主要標志之一。高分子材料與工程專業作為材料科學與工程學科下的分支學科,在過去20年的時間里得到了飛速發展。高分子材料應用的日趨普及,使得社會對高分子材料與工程專業的人才需求日益迫切。培養具有一定的實際操作能力,能以理論指導實踐、應用于實踐,服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。為了滿足這一需求,高分子材料與工程專業應實施“強化基礎,注重應用,突出創新”的人才培養模式,大力提高學生的科研創新應用能力。
一、社會發展急需工程應用型人才
人才培養模式涉及的一個重要問題是培養什么樣的人。中國是世界上最大的高分子化纖生產國,化纖工業正在實現由“數量型”向“技術型”的戰略轉變,使化纖主要常規品種具備國際競爭能力,在一些重要高新技術纖維品種上取得產業化成果。
目前,我國高分子化纖材料工業隨著數量的增加和規模的擴大正由數量型向效益型轉變,行業發展的速度遠遠高于化纖人才的培養速度。據調研統計,化纖企業的專業人才數量不到職工總數的5%,有的甚至不到1%,存在專業人才嚴重匱乏的現象。同時還發現,由于化纖新技術、新設備、新產品的不斷出現,企業原有的專業人才不能完全跟上行業的發展,急需更新人才。
二、應用型高分子材料與工程專業人才培養的基本原則
1.更新教學理念,明確培養目標。
面向未來的教學改革需要前瞻性的教學理念和現代化的教學思想。這些教學理念包括從重視知識傳授向重視能力培養轉變;從封閉式的學校教育模式向開放型的產、學、研相結合的教育模式轉變;從標準化培養模式向個性化培養模式轉變;從維持性學習向創新性學習轉變[1,2]。
應用型高分子材料與工程專業的培養目標,是以市場需求和就業為導向,以課程建設為核心,以實踐教學為重點,培養在高分子材料與工程專業領域具有豐富的理論知識,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等領域從事科技開發、工藝設計及經營管理等方面工作,具有創新精神及實踐能力的高素質創新型高級技術人才,更好地為地方經濟建設服務。
2.重視能力培養,實施素質教育。
提高學生的綜合素質可以通過選修課、專題講座、社會實踐,以及在專業教育中融入人文精神、工程環境背景等多種形式,從而加強對學生思想道德素質、文化素質、業務素質、身心素質和獲取知識、運用知識、創新知識的能力等方面的培養。
3.強化基礎訓練,拓寬專業口徑。
強化基礎、拓寬專業口徑是培養學生適應能力的有效途徑。強化基礎,一是在基礎理論和技能上進行面上拓寬,加強要求,使學生對基礎知識掌握更牢固,知識結構更加合理;二是將專業基礎課拓寬到新的專業目錄的專業口徑,為新專業的各個專業方向提供廣闊的發展空間。拓寬專業口徑,不是將專業課程的名稱加以改變,而是將專業主干課程認真整合,構建新的專業課程體系。
4.優化課程體系,整合課程內容。
課程體系與教學內容是實現培養目標最直接的體現,是形成人才知識結構和能力的主要因素,是提高人才培養素質的核心,也是教學改革的重點[3]。要進行課程重組,減少課程內容重復,做好課程之間的銜接,逐步深入;建立大工程觀念下的新型課程體系,重視各相關學科知識內容的融合、滲透和時間安排上的協調,做到課程綜合化、系統化。
二、應用型高分子材料與工程專業人才培養模式的實施途徑
1.實施“平臺式”教學。
本著工程應用型人才培養要主動適應用人單位的實際需要,要面向基層、面向生產第一線的原則,在加強通識教育的基礎上,強調提升學生的綜合素質,強化學生的專業實踐能力和動手能力的培養。新的教學模式設置了三個教學平臺,即理論教學平臺、實踐教學平臺、第二課堂素質教育平臺,以達到學生適應社會、適應行業和充分發展個性空間的目的。
“理論教學平臺”包括學科基礎課程、專業知識能力課程、專業能力拓展課程,初步形成學院、學科、專業、職業興趣四級理論課程體系;“實踐教學平臺”包括學科基礎實驗教學和模擬仿真企業生產的工程實踐教學兩部分;“第二課堂素質教育平臺”則包括學院公共選修課、課外素質教育及社會實踐三部分,作為第一課堂的補充和延伸,拓展學生個性發展的空間[4]。
2.以實踐教學改革為重點,提升學生工程實踐能力。
高分子材料與工程專業有著不同于其他學科的顯著特點,它是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出的一般規律,運用科學分析方法探索這一規律內在的作用機理,采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系,并在理論指導下,將科學研究應用于生產實踐,使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善,經過實踐理論再實踐的循序漸進過程向前發展的學科。在該領域的科學研究中,實驗是分析問題、解決問題的主要手段,每一理論、發明的誕生都是在實驗中孕育、培養出來的。針對上述學科特點,專業教研組在制定本科教學培養計劃時,要有意識地加強實踐教學環節課時比重,培養學生的創新意識、創新能力和實踐能力。
高分子專業教學實踐分為認識實習、專業基礎實驗教學、專業實驗、生產實習、課程設計、畢業實習和畢業教學環節等實踐教學部分。在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學,鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗室科研活動,注重培養學生的動手能力和科研能力[5]。
在畢業教學環節實踐中結合教師科研項目,選擇學科前沿或與企業合作開發的課題進行畢業論文選題,結合工廠實際進行畢業設計,可使學生獲得良好的科研能力培養,有效地促進學生動手能力,提高學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。
3.以市場需求為導向,積極探索“訂單式”人才培養模式。
在教學改革上,注重人才培養與市場需求相結合,積極開展“訂單式”培養模式。此舉不僅能為企業發展量身定做工程實際應用型人才,而且能夠提前將學生“預售”出去。同時,企業還可以根據實際情況,為“訂單式”培養學生提供獎學金、貧困助學金等費用,解決經濟困難學生的求學、就業等問題。
4.理論聯系實際,注重培養創新能力。
要強化學生的操作技能,培養綜合素質和創新能力,進一步提高學生在社會大環境中的競爭能力,關鍵是建立與企業同步發展的規范的實訓環境。要充分利用區域與學科優勢,加強產學研聯合,設立產學研聯合體實驗室,為學生提供必要的社會實踐場所,保障實習、實踐教學效果,培養學生的工程應用能力[6]。實習基地可以完成學生的認識實習和生產實習任務和多項工藝實驗。學生通過這些實踐環節能加深對書本理論知識的理解和應用,同時也了解了本行業發展趨勢和存在的問題,這對于學生踏入工作崗位和繼續深造都是大有裨益的。
5.加強師資隊伍建設。
為適應素質教育的教學改革需要,辦好高等教育質量工程建設,教師的知識更新與自身素質的提高是非常重要的。只有高水平的師資隊伍才能培養出高素質的人才。因此學校需要不斷引進高水平科技人才,提高本專業教師隊伍的科研能力和科技創新能力。同時,還要注重青年教師的培養,指定有豐富教學經驗的老教授對新進教師進行“傳、幫、帶”教學指導,使新進教師的授課水平快速提高,從而有效地將行業發展動態與理論授課相結合,最大限度地激發學生的科研興趣,拓寬學生的專業知識面。
三、結語
高分子材料的發展極其迅速,每年都會有許多新材料、新技術、新工藝不斷涌現,而教育教學改革隨著社會的發展也是永無止境的。如何加強高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養,提高高等教育的辦學質量和人才培養質量,是21世紀高等教育面臨的挑戰,必須引起高度重視。但是,如果一味追求應用而忽略科研創新能力的培養,所培養出來的人才就不是社會需要的高級人才。所以在重視應用的同時,還要注意科研創新能力的培養,即提倡一種“強化基礎,注重應用,突出創新”的人才培養模式,才能夠適應當代社會經濟發展需要。
參考文獻:
[1]龔春麗,文勝,鄭根穩,汪連生,顏永斌.高分子材料與工程專業人才培養方案[J].孝感學院學報,2008,28,(6):109-111.
[2]高煒斌,枝苗,自瑛.高職教育中高分子材料加工專業人才培養模式探析[J].遼寧教育行政學院學報,2006,23,(12):69-70.
[3]申長雨,關紹康,張銳.加強課程建設培養創新人才――“高分子材料成型加工”課程建設隨想[J].中國大學教學,2008,(3):52-54.
[4]陳立貴,袁新強,李雷權,王忠,付蕾.構建符合學校定位的高分子專業人才培養方案的研究[J].科技教育,2009,(22):161-162.
Abstract: Polymer materials processing course has strong practical characteristics. Affected by various factors, the teaching of this course often has divorced from practice, which influences the teaching effect. Aiming at strengthening the teaching practice of the course, this paper from teaching thought, teaching method, teaching material construction, curriculum structure, experiment and practice and other aspects to reform and practice, and achieved good results.
關鍵詞: 高分子材料;成型加工;實踐性教學
Key words: polymer materials;processing;practice teaching
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)15-0292-02
0 引言
對于高等院校高分子材料與工程專業本科生而言,高分子材料成型加工課程是一門重要的專業必修課。該課程具有明顯的實踐性特征[1,2],因此對于培養學生理論結合實踐能力、操作能力有著十分重要的意義。但教學過程中由于受到各方面的制約因素,很多時候該課程教學仍然是以理論為主,缺乏與實踐的結合,有一種紙上談兵的現象。這種情況導致學生對抽象的教學內容缺少直觀的理解和認識,導致既對理論概念難以深入掌握,又對實踐操作缺乏訓練,從而覺得該門課程的學習過程枯燥乏味,沒有達到開設該課程的目的和意義。因此,對該課程進行改革,增加其實踐性和有趣性,對于提高教學效果至關重要[3,4]。針對加強高分子材料成型加工課程實踐性教學的教學要求,圍繞培養學生掌握高分子材料制品配方設計、成型加工工藝和設備的教學目的,我們從教學思想、教學方法、教材建設、課程結構、實驗和實踐等方面進行了有益的改革與探索。
1 轉變教學思想
在教學過程中,樹立理論與實踐相結合的理念,牢記提高學生實踐操作和創新能力的人才培養目標。同時注重教學方法的改革,傳統教學以講授、灌輸為主,教學環節中由教師主宰課堂,我們轉變教學思想,提倡教師向組織課題和引導教學轉變,從填鴨式的講解轉變為多在課堂上與學生進行適當的交流和探討。此外,為了增加教學的趣味性以及前沿性,注重教學內容與生產相結合以及不斷更新和完善教學內容。
2 開發電子課件、制作仿真動畫
電子課件輔助教學可比傳統黑板教學引入更多授課內容,緩解了課程內容多課時緊的矛盾;此外電子課件中畫圖精美的加工設備和工藝流程也更加形象和直觀,有助于學生的理解和認識。此外,對于動態的加工成型過程,利用三維仿真動畫進行模擬,具有生動形象的視覺。通過對高分子材料成型加工中的主要工藝如擠出成型、注塑成型、壓延成型、模壓過程、中空吹塑及熱成型等進行動畫模擬演示使得原本抽象的工藝躍然于眼前,更有表現力,增加了課程的趣味性,同時使得學生有了直觀深入的認識,對教學效果的提高大有幫助。
3 強化案例教學
高分子材料成型加工課程中主要及重要的內容就是關于塑料的一次及二次成型原理及工藝。塑料制品如今已經在我們日常的生產生活、國防、航天等諸多領域發揮著重要的作用,并成為不可或缺的材料種類,制品應用廣泛,形狀琳瑯滿目。在教學中涉及到具體成型加工方法的時候,如擠出成型、注塑成型或中空吹塑的時候,可以把日常生活常見的采用這些成型方法加工的具體制品(如塑料玩具、電子設備外殼、建筑管道、木塑地板、飲料瓶、碗碟等)帶到課堂進行講解,讓理論與實際應用直接銜接。引導學生針對這些常見的制品的原料配方、成型工藝、成型設備等方面進行討論、啟發思考。通過這些看得見、摸得著的真實制品進一步理解課本上的內容,使抽象的理論形象化、使深奧的知識親切化,從而顯著提高了學習效率和學習效果。
4 理論課程與實驗課程緊密結合,相輔相成
在開設高分子成型加工課程同時,開設必要的成型加工實驗課程,以促使學生對理論學以致用,并且通過動手操作進一步深入理解課本理論,體現了互為促進,相輔相成的特點。成型加工實驗項目主要涉及聚合物加工性能的測定,塑料橡膠配方技術,橡膠的塑煉和混煉,橡膠的硫化,塑料的注射成型、擠出、中空成型等各種加工原理,同時涉及高分子材料物理機械性能的測試。通過“教、學、做三結合”,讓學生在做中學,在學中會,在會中懂。在實驗過程中,學生通過設計高分子制品的配方、操作相應成型設備深入理解了高分子材料成型過程的原理及工藝,培養了實踐能力。
5 開發綜合性實驗
原有高分子專業實驗課程中,各實驗項目大都是獨立的。比如學生們以聚乙烯為原料進行注塑實驗,而在進行應力-應變測試時,又拿著實驗室提前注塑好的聚碳酸酯樣品檢測拉伸強度和斷裂伸長率。獨立實驗項目的設置,使得學生對材料從合成、成型及性能檢測缺乏系統的認識,難以將高分子材料生產過程中各個環節進行串聯。因此,我們結合實驗內容和現有設備,對成型加工的實驗進行調整,開發綜合性實驗,使得學生掌握制品從配方設計到成型加工再到性能檢測的整個流程。
6 加強教師的實踐能力
教師自身的能力在教學環節中的重要性是不言而喻的,該課程實踐性特點突出,但擔任授課的教師一般都缺少工廠的生產經驗,因此為了更好的與實踐相結合,不斷提高教學效果,必須多舉措的提高教師的實踐水平。相應的措施有利用假期安排教師去成型加工企業生產實訓;開展成型加工項目的科研工作;觀摩兄弟院校實驗及實踐教學等。
7 組建學習興趣小組
在課程學習期間,在學生中組建高分子材料成型加工科研興趣小組。旨在利用課外實踐培養學生的加工成型方面的獨立動手能力和創新能力。興趣小組以學生為主,課題提出,查找資料、設計實驗方案、摸索成型工藝參數均由學生自己完成。教師在這個過程中只是指導作用,這充分發揮了學生的學習主觀能動性,培養了自學能力和解決問題的能力,增強了實踐能力。
8 開拓實習基地,組織進入工廠現場參觀
高分子材料成型加工具有很強的實踐性和工程性特點,為了幫助學生建立起大工程的整體觀,這僅僅依靠課堂學習以及完成相關實驗是不夠的,還應該開拓實習學生到工廠、車間實地觀察成型設備、了解工藝控制過程及生產線管理等,這樣才能獲得對工業化生產具體直觀的認識。
總之,針對高分子材料成型加工課程實踐性強的特征,我們從教學理念、教學內容、教學方式、教學方法等多方面對該課程進行改革和實踐,切實增強了高分子材料成型加工課程教學實用性,體現該課程設置的目的和意義。
參考文獻:
[1]張道洪,周繼亮,李廷成.《高分子材料成型加工》課程教學改革探索[J].中國科教創新導刊,2008,1:18-19.
[2]胡杰,袁新華,曹順生.《高分子材料成型加工》課程教學中的幾點思考[J].科技創新導報,2010,4:242-243.
【關鍵詞】高分子材料專業;大學生就業;復合型人才
【Abstract】This paper have supposed a series countermeasures in view of the dilemma of university students’ employment, which based on analying the requirement of polymer materials profession. In respect of graduates themselves, enterprise and government,college teaching reform, we provided new thoughts to improve university students’ employment.
【Key words】Polymer materials profession;University students’ employment; Inter-disciplinary talent
0 引言
進入21世紀以來中國社會正發生著日新月異的變化,經濟發展迅速、科技發展迅猛、產業結構轉型加劇、人們文化價值觀也在多元化等等[1]。社會大背景下高分子行業大學生就業呈現出許多新的現象,一方面大學生就業難,另一方面企業人才難覓[2]。就業形勢日益緊張的形式下,如何使高校的人才培養符合就業市場需求,做到企業有所用、人才有所為是十分重要的課題[3]。本文分析了當代高分子材料專業大學生就業的現狀,并針對其弊端提出了一些建設性對策,以更好地滿足企業需求,同時提高本專業大學生的就業率及滿意度。
1 高分子材料專業人才需求分析
高分子材料專業是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發展并運用于生產實踐的學科。該專業畢業的大學生就業面很廣,即可以繼續深造攻讀碩士、博士學位,也可以在高分子材料的合成、改性、成型加工等方面及其相關領域從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計等崗位工作。但是,隨著產業結構的優化,企業對高分子材料專業本科層次人才的需求正在發生著變化;另外,全國一般的綜合性大學都開設了高分子材料專業,每年有大量的畢業生涌入市場,競爭非常激烈。
通過對中國石化、杜邦、巴斯夫等高分子專業知名企業,以及吉林建筑大學近幾年高分子專業畢業生就業去向的調查,目前該專業畢業生就業呈現出如下特征:
1.1 企業方面
就業市場供過于求的矛盾日漸凸顯,招聘單位的門檻也在拔高,很少考慮崗位實際需要,對畢業生所提要求過高。中國石化如上海金山石化、吉林石化、燕山石化等大型的國有企業,往往優先招聘985、211大學的畢業生,所學專業嚴格對口;杜邦、拜耳、巴斯夫等知名外企,要求有豐富的實踐或社會工作經驗,對英語要求過六級。另外,這些大型的正規企業提供的職位有限,遠遠不能滿足大學生的就業需要。
就業壓力增大的形勢下,很多大學生尤其是二本類高校畢業生只能選擇去中小型企業發展。這類中小型企業為了適應市場需要,常常需要改進配方及工藝,更改設備設計等,因此他們希望大學生既有較好的專業知識,更有較強的動手實踐能力以及解決實際問題能力,即需要集技術、研究、創新于一身的復合型人才。大學生必須熟悉生產一線的工作,才能提出問題并加以改進。然而,大學畢業生往往怕吃苦不愿像工人一樣翻三班,更有甚者索性辭職、頻繁跳槽,自然缺少實踐經驗的積累,更加欠缺解決實際問題的能力。這也正是出現企業用工難,而畢業生就業難這一矛盾的主要原因。
高分子材料相關的生產企業大多建在郊區或比較邊遠的地區,缺少現代化氣息。然而,大學畢業生往往對大城市趨之若鶩,對小城市不屑一顧。當代大學生無論是個人還是家長都投入了很多的財力及精力,對未來的收益有較高的期望,都向往去發達地區、收入高的企業工作,這就影響了大學生到基層就業理念的形成。這些地域的限制,也成為大學生就業難的重要原因。
1.2 學校方面
一直以來,高等學校采用傳統的教學模式,缺乏創新,學生所學知識與現實生產有較大差距;學校教育實踐環節薄弱,造成學生動手實踐能力差、缺乏創新能力及解決實踐問題的能力。這些也是造成高分子專業畢業生與企業需要脫節的原因之一。為此,高等教育必須反思,突破本專業傳統的教育模式,以就業為導向,不斷調整專業知識結構,增強畢業生實力,以提高就業競爭力。
2 解決對策
2.1 畢業生轉變求職觀念,樹立新型就業觀
畢業生應該轉變求職觀念,合理調整就業期望值,不把“高薪”作為唯一擇業標準,不好高騖遠。珍惜就業機會,主動到基層就業,施展自身才華;要樹立“先就業,后擇業,再創業”的新型就業觀,在實踐中不斷調適,找準個人期望與社會需求的契合點,科學擇業,積極創業。畢業生在校期間要打好專業基礎,努力提升自身綜合素質,以提高社會就業適應性和就業彈性。
2.2 加大政府引導力度,完善企業聘用機制
做好政策引導,加強宏觀調控。政府運用經濟杠桿,對人才資源配置加以引導和調節,對于到城鄉基層、中小企業、艱苦邊遠地區工作的大學生,在待遇和生活條件等方面給予優惠政策,鼓勵和吸引人才去工作。
對企業而言,要摒棄招聘過程中過分強調工作經驗的行為,注重大學生職業發展道路上的可塑造性,加強人才儲備;同時,密切與高校的合作,提供實習崗位等,為企業與人才的快速接軌創造條件。整個社會要營造良好的社會輿論環境和廣泛的社會支持網絡,共同促進大學生就業。
2.3 面向企業需求, 進行教學改革
加強校企合作,派專業老師深入到相關企業做深度的調研,不斷調整教學內容,優化課程配置,強化高分子材料專業課程設置與企業崗位的銜接,可以使畢業生很快適應崗位角色。
強化實踐能力的培養。實踐環節是培養學生綜合運用所學專業知識解決實際問題能力的關鍵。一方面,開展多層次實驗教學,培養學生基本實驗技能及多種能力。設置基礎實驗,鞏固理論教學內容;開設綜合型實驗,可以加強學生綜合運用知識的能力;增設研究型實驗,目的是加強學生實驗的自主性和能動性,培養學生獨立實驗和分析問題能力。另一方面,完善實習實訓教學體系。實習實訓也是實踐教學的重要組成部分。為完善本專業的實習實訓教學體系,我校從大二到大四每學年都開展實習課程。首先要在保持原有的吉化廠、苯板生產企業等實習基地的基礎上,不斷開發新的實訓基地,如綠色節能建筑材料生產廠、汽車配件生產企業、地熱管生產等企業實訓,將理論知識與實踐相銜接,同時學習現代化工藝控制手段。
4 結語
在大學生就業的市場化道路上,需要政府、社會、學校以及學生自身的相互配合,四方聯動才能有效促進大學生就業。以就業為導向,高校積極開展高分子材料專業的教學改革,才能培養出滿足相關企業的生產工藝、設備、產品開發等綜合要求的復合型人才。
【參考文獻】
[1]陳秀梅.多維理論視角下的大學生就業實證研究綜述[J].中國電力教育,2014(297):227-229.
高分子材料與工程專業課程設計局限于繪制模具圖,已不適應企業人才需求。課程設計改革在內容上增加了材料改性及工藝探索的題目,并通過兩次試點,在人員、進度安排及突況等方面進行了探索。結果表明課程設計選題應因人定題,與學生就業意愿相結合,在進度安排方面應制定應急預案,預留機動時間。相關改革成果為2015級本科生培養方案中增設“專業綜合實驗”環節提供了實踐依據。
關鍵詞:
高分子材料與工程專業;課程設計;改革成果
課程設計環節作為高分子材料與工程專業實踐教學的重要環節,所占學時僅次于畢業設計環節,歷年來均以繪制塑料模具圖為課程設計內容。但從學生就業情況來看,從事高分子材料產品生產管理、原材料改性、成型工藝制定等工作的學生已占2/3,而從事高分子材料成型模具設計的學生僅總人數1/3左右。顯然,課程設計的教學內容已無法適應企業的人才需求。課程設計環節迫切需要補充材料改性以及工藝制定等內容,以便在有限的實踐教學學時以及有限的設備條件下讓更多學生獲得材料改性及工藝制定方面的訓練[1]。從2012年起,筆者承擔了高分子材料與工程專業課程設計改革的相關教研課題,在課程設計指導工作中增加了材料改性及工藝探索的題目,由學生獨立完成。通過兩屆學生試點,證實了學生在4周內完成材料改性及工藝探索相關內容的可行性,也在課程設計題目選取、人員進度安排及突況處理等方面積累了經驗。相關改革成果為2015級新生培養方案中增設“專業綜合實驗”環節提供了重要的實踐依據。
1課程設計改革內容簡介
2012年秋季學期,筆者承擔了課程設計改革相關教研項目。按照進度安排,第一次試點放在2013秋季學期,從筆者指導的5名2010級學生中抽選了2名學生完成材料改性相關課題,主要是驗證學生在4周內完成材料改性課題的可行性;2014年秋季學期進行了第二次試點,從筆者指導的11名2011級學生中指定4名學生完成配方探索及工藝制定相關內容,這一階段主要是在課題選取、實驗進度安排及突況處理方面進一步積累經驗。
2改革試點成果介紹
2.1課程設計題目選取與人員安排
選擇難度適中的設計題目是保證學生如期完成課程設計的前提[2]。因材施教、因人定題,最大限度的激發學生的主動性,才能確保課程設計順利進行。往屆高分子專業的學生只會在畢業設計階段涉及到材料改性及工藝制定的內容。畢業設計階段時間非常充裕(12周),足以讓學生熟悉相關設備的操作以及應對實驗失敗等突況。而課程設計環節僅有4周的時間,因此課程設計選題應“小而精”,難度應明顯低于畢業設計題目。基于以上原因,筆者在第一階段試點時選取了有一定研究基礎的課題,在材料制備工藝方面無需進行探索,減少了學生“走彎路、耗時間”的可能。將往屆畢業設計題目“硅橡膠阻燃材料性能研究”分化為兩個課程設計題目,分別由兩個學生完成“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”以及“結構控制劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”。從第一階段試點結果看,學生借助已有的工藝參數,在第一周的實驗中就順利制備出了硅橡膠材料的空白試樣,完成后續實驗內容的時間也較充裕[3]。因人定題有利于最大限度的激發學生的主動性和創造性。在第二階段試點時,筆者在題目選取方面做了新的嘗試。在這一階段試點的學生中,有3名學生的題目仍然衍生于往屆的畢業設計題目。而有1名學生曾擔任過兩年的科研助手,具有較強的動手能力和獨立思考能力。針對這名學生的特點,筆者讓其獨立制備一種天然有機填料/淀粉膠復合材料,實驗原料及實驗方案等自己通過查閱資料確定,筆者僅在實驗遇到困難時參與討論并提出建議。最終,該名學生通過6輪實驗探索制備出了符合要求的材料樣品。試點結果證明,對于主觀能動性較強的學生而言,即使只有4周時間,也能在沒有研究基礎的情況下完成課題內容,但實驗工作強度偏大。課程設計題目與學生就業意愿相結合,也有利于激發學生的主觀能動性。對于在大四秋季學期工作單位已提前落實為材料改性或工藝制定崗位的學生,可以優先安排其在課程設計階段進入相關實訓。本次課程設計改革中,參與第一階段試點的一名學生在課程設計開始前就確定了工作單位(主要生產硅橡膠產品)。由于課程設計題目與就業單位需求密切相關,這名學生在課程設計過程中非常積極主動,最終很好的完成了課程設計內容[3]。
2.2實驗進度安排及突況處理
課程設計時間有限,如果安排材料改性及工藝制定內容,則在短短4周時間內需要學生完成資料搜集、方案擬定、方案實施、論文撰寫等內容,因此需要指導教師合理安排實驗進度。此外,由于實驗設備故障、實驗失敗等突發因素會嚴重影響實驗進度,如何制定出行之有效的應急方案是確保課程設計順利完成的又一關鍵。課程設計初步的進度安排是[4-5]:第一周完成資料搜集、方案制定以及原料采購;第二周、第三周進行實驗;第四周完成課程設計論文撰寫。在兩次課程設計改革試點中,均出現了一些突況,導致實驗進度安排臨時調整。在第一次試點時,由于實驗關鍵設備平板硫化機的溫控器失靈而維修了幾天,耽誤了實驗進度。針對這一突況,指導教師及時調整進度,讓學生在設備維修期間完成前期實驗數據整理及課程論文框架構建等工作,從而大大縮短了后期課程論文撰寫的時間,確保了課程設計如期完成。第二次試點時,由于其中一個選題沒有研究基礎,學生在實驗過程中花了兩周多的時間嘗試了多種原料配比,才最終敲定實驗方案。所幸學生自身積極性很高,時間安排也比較緊湊,白天進行探索實驗,晚上查閱資料調整實驗方案,最終按期完成了課程設計論文。由此可見,科學合理的實驗進度安排不能僅僅依靠指導教師“紙上談兵”,還應該結合學生的自身能力以及參與實驗的積極性進行設定。對于能力強、積極性高的學生可以適當提高要求,增加實驗內容,緊湊安排實驗,以便學生得到更多的能力鍛煉。對于專業基礎較弱、動手能力相對較差的學生,可以預留出合理的機動時間,以便學生能從容完成實驗內容。
3改革成果推廣及應用
目前,本次課程設計改革成果已經進入應用階段,在本校高分子材料與工程專業本科生人才培養方案中已經增設了4周的“專業綜合實驗”環節,并從2015級學生開始實施。這一環節將專門用于學生進行材料制備及工藝探索等綜合實訓內容。筆者認為本次課程設計改革已經達到預期目標:(1)改變了課程設計實踐環節內容單一的現狀;(2)證實了4周內完成材料配方探索及工藝制定等內容的可行性;(3)進一步鍛煉了學生的動手能力和獨立思考問題的能力;(4)為人才培養方案的調整提供了實踐依據。
4結語
課程設計改革能夠使學生的動手能力得到進一步鍛煉,從而使其成長為復合應用型人才。課程設計內容多元化,可以讓學生所學知識更貼近企業需求,有利于擴大學生就業面,從而實現學校、企業“雙贏”合作。相信本次課程設計改革取得的成果在將來的實踐中會得到進一步完善充實。
作者:盛旭敏 單位:重慶理工大學材料科學與工程學院
參考文獻
[1]盛旭敏.淺談高分子材料與工程專業課程設計改革[J].廣州化工,2014,42(7):182-183.
[2]范雪兵.“機械設計課程設計”多理念融合教學改革實踐探討[J].中國電力教育,2012,(26):69-70.
[3]盛旭敏.高分子材料與工程專業課程設計改革初探[J].廣州化工,2015,43(2):155-156.
關鍵詞:材料科學基礎;課程體系;優化
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0119-03
隨著現代科學技術的高速發展,自然科學之間更加相互滲透、融合和交叉。陳舊的基礎課教學內容和體系與新的科學前沿理論的矛盾日益突出,因此,有必要對現有的知識體系和專業格局進行調整和重組,建立綜合性材料科學與工程專業,以適應未來知識經濟的發展對材料類專業人才的需求。“材料科學與工程”專業在教育部1998年正式頒布的本科專業目錄中作為引導性專業提出,體現了材料科學與材料工程相互交叉與相互滲透綜合的發展趨勢,也符合社會所需復合型人才成長的要求。“材料科學基礎”是該專業的一門重要的專業基礎課程,擔負著公共基礎課和專業課程之間的銜接作用,也是研究生入學的必考課程。該課程對材料科學與工程專業人才運用理論知識解決實際問題的能力的培養、創新能力的培養、科學的思維方法的培養和整體知識結構的構建具有奠基作用。因此,我們在教學內容方面進行了改革與優化整合。
一、教學內容優化的動因
根據教育部提出的拓寬專業口徑、按專業大類進行人才培養的基本思路及1997年國務院學位辦頒發的新專業目錄中提出的引導性專業——材料科學與工程專業,部分高校材料類的專業設置不再分為無機非金屬材料工程、高分子材料與工程和金屬材料,而是按照材料科學與工程一級學科進行重新設置,“材料科學基礎”作為材料科學與工程專業的專業基礎課,其教學內容和教學體系也進行了相應的改革。安徽建筑工業學院作為建筑類一般本科院校,其材料類專業是按二級學科進行課程設置,設高分子材料與工程、無機非金屬材料工程以及電子科學與技術(電子材料方向)三個材料類專業,各成體系。其中關于材料科學基礎的教學從各專業課程的安排上看,無機非金屬材料工程專業和電子科學與技術(電子材料方向)專業開設“無機材料科學基礎”,其重點是無機材料的結構、組成和性能之間的關系及其變化規律,內容相近;而高分子材料與工程專業未單獨開設材料科學基礎課程,材料科學基礎中大部分相關的理論分散在專業基礎課程“高分子化學”和“高分子物理”中,其中涉及較多的是制備科學而關于高溫燒結、擴散、固相反應和相變過程及晶體結構和缺陷理論則涉及的較少。然而,社會需要的人才正向著復合型人才發展,材料也正在向著功能型和復合型發展,因此為了滿足社會對材料類人才的要求,培養人才應具有大材料專業的理論基礎,故必須對無機材料科學基礎的教學內容進行合理的優化和整合,同時考慮安徽建筑工業學院的特色,構建具有自己特色的“材料科學基礎”一級學科平臺課程體系。
二、教學內容的優化原則
圍繞材料科學與工程專業培養目標和人才培養規格構建具有建筑類一般本科院校辦學特色的材料科學基礎學科基礎平臺課程,其重點是“厚基礎、寬口徑”,夯實學生的學科基礎知識,強化實驗技能的培養,增強學生對社會的適用能力;加強相關課程的綜合,一起考慮高分子材料與工程、無機非金屬材料工程以及電子科學與技術(電子材料方向)三個專業的相近課程,根據無機材料科學基礎、高分子物理和高分子化學課程在人才培養中的作用,對其重新定位,整體優化課程體系;同時堅持先進性原則,突出高、新、精、實的特點,緊跟學科發展前沿。
產學研聯合開展阻燃技術研究
東莞市柏百順石油化工有限公司(簡稱“柏百順公司”)成立于1996年。公司成立初期以有機化工溶劑經營為主,自2002年起,公司銷售業績就邁上了新臺階。隨著公司的不斷發展和行業競爭的加強,柏百順公司逐漸意識到只有發展自主產業和多元化經營、提高總體競爭力,企業才能做大做強,于是公司開始積極進行產學研合作,尋找途徑向高新技術企業發展。
北京理工大學材料科學與工程學院阻燃材料研究國家專業實驗室(簡稱“阻燃實驗室”)是我國唯一的阻燃材料研究專業實驗室。實驗室現有專兼職人員10人,包括教授5人、副教授3人、講師2人,其中國家級突出貢獻中青年科學家2人;現任主任為楊榮杰教授,學術委員會主任為才鴻年院士。實驗室在國家“211工程”與“985工程”項目的支持下,正在建設成為專門從事阻燃材料研究與開發、阻燃技術與材料進展學術交流、阻燃材料領域高層次人才培養、阻燃材料檢測及技術咨詢的基地。
高分子材料的制造與加工是東莞市支柱產業之一。隨著社會的進步與發展,這一行業迫切需要開發出具有自主知識產權的、高附加值的、更加安全和環保的產品,改變傳統的高投入、高消耗、高污染、低效益的發展模式。目前,東莞地區阻燃行業存在自主創新能力不足、核心技術缺失、競爭層次較低以及利潤水平不高的問題。在此情境下,柏百順公司以中國阻燃行業領軍人為目標,立足東莞、迅速開展阻燃技術的研發與產業化工作。自2004年開始,柏百順公司與北京理工大學阻燃實驗室展開了深入、廣泛的合作,并成為中國阻燃學會常務理事單位。通過與北京理工大學建立密切而良好的合作關系,企業的創新需求得到了高校的高新科技成果和人才等方面的大力支持。幾年來陸續有項目開發成功,其中“高效阻燃劑FR245”等項目已成功投產。
“高效阻燃劑FR245”的研發與產業化
當今市場所主要應用的溴系阻燃劑雖然具有極其優異的阻燃特性和性價比,但通常溴系阻燃劑阻燃制品在燃燒過程別容易產生刺激性煙霧,同時這類阻燃劑的某些品種在降解過程中產生的有毒致癌物質如Dioxin(二英),或者其不完全反應產物如多溴聯苯和多溴聯苯醚等,對人類健康和環境存在著極大的隱患。
環保型阻燃劑三一(三溴苯氧基)-三嗪作為十溴二苯醚和十溴二苯乙烷的替代阻燃添加劑,具有阻燃效率高、加工性能好、耐光和耐候性能優異等特點,現已為國內各大型改性阻燃制品供應商認可,但大多數產品需要進口,國內產品在質量上尚不能滿足要求,而進口產品價格昂貴,制約了該阻燃材料的應用以及相關行業的發展。為此,有必要進行該阻燃制品的大規模工業化生產工藝研究。
“高效阻燃劑FR245”項目的具體內容為開發出一種制備三一(三溴苯氧基)-三嗪的高效工藝并實施工業化生產,采用三溴苯酚與三聚氯氰為原料,在催化劑作用下,在溶劑內合成三一(三溴苯氧基)-三嗪阻燃劑。該工藝需要解決的關鍵技術有三點:(1)實驗室有機溶劑的選擇與處理工藝;(2)催化劑去除與脫色工藝;(3)萬噸級反應釜的溫控工藝。
項目要求達到的總體目標是:三一(三溴苯氧基)-三嗪生產工藝可實現工業級的規模,產率大于98.5%,純度大于99%。該工藝與現有工藝相比,產率與純度明顯提高(原產率90%),且生產廢水中無有害物質,符合國家化工綠色生產、循環經濟的要求。
在明確目標和認識到技術關鍵的前提下,產學研攻關團隊制定了詳細的開發計劃,提出了多種可行的方案,逐一進行試驗,直到優選出最佳工藝參數為止。為保障項目按照預期計劃開發成功,公司在人員配置、設備引進、實驗設施改進等多個方面做出了合理安排,最終使項目按期完成,已于2008年6月底成功投產。目前已建成年產2000噸的生產線一條,計劃兩年內實現年產1萬噸。
產學研攜手共建阻燃技術研究院
2007年6月。東莞市樟木頭鎮政府、東莞市柏百順石油化工有限公司和北京理工大學材料科學與工程學院三方簽署協議,共建“北京理工大學材料科學與工程學院樟木頭研發基地”。基地占地16萬平方米,計劃投資1.5億元,主要從事高分子材料用阻燃劑的開發和生產。
為了深化雙方的合作、更好地服務地方經濟,目前。東莞市柏百順石油化工有限公司正在與北京理工大學阻燃實驗室共同組建東莞市柏百順阻燃技術研究院。該研究院將作為一個行業性公共技術創新平臺為東莞乃至廣東省的阻燃行業提供服務,計劃總投資約1億元,三年時間完成基本設施和人才隊伍建設。目前,該研究院已經試運行1年,并于2008年11月份正式獲得東莞市政府批準成立。
產學研合作培養高層次創新人才
[關鍵詞]高分子基礎教學;信息化教改設計;課程思政設計;教學診斷與反思;職業技術教育教學
受疫情影響,各大院校都面臨傳統線下教學模式難以開展的現狀。為響應教育部的“停課不停學”的號召,維持正常教學秩序和教學計劃,各院校紛紛在疫情防控期間開展在線教學和疫情后常態化教學模式改革的推廣應用。化工專業領域學習課程《高分子基礎》的教學也要打破傳統,建立基于職教云和在線虛擬仿真操作網絡平臺的課程設計體系,充分利用網絡課程和在線虛擬仿真操作的交互性、共享性、開放性和自主性等基本特征,開展線上線下混合式教學改革活動,并結合課程教學資源挖掘“課程思政”內涵,在潤物細無聲中達到德技雙修的教學目標。
1《高分子基礎》信息化教改的設計理念
《高分子基礎》課程信息化教學改革設計理念是以就業為導向,根據行業專家對高分子化工類專業所涵蓋的崗位群進行職業能力分析,以單體來源、合成方法、路線到聚合成原理、方法為主線,緊緊圍繞主線的需要選擇課程內容,圍繞與職業活動相關的“項目”工作過程,借助信息化手段與技術展開教學,創設學習—工作情境,以職業能力分析為依據,以工作任務為載體,設定職業能力培養目標,綜合考核學生的專業能力、方法能力和社會能力。
2《高分子基礎》信息化教改的設計思路
《高分子基礎》信息化教改的設計思路首先是要做好課程的整體設計,從設計說明,學情和教材分析,學習目標和內容、教學模式和方法設計、學習資源、企業崗位實踐和考核設計等方面做好全面布局和實施計劃,并根據“課程思政”教學改革工作總體目標,遵循教書育人規律和學生成長規律,明確課程育人目標、在課程整體設計中體現課程思政,挖掘思政素材。其次,教師還要在教學實施過程中精心做好每一次課的教學單元設計,優化課程單元教學方案、健全評價體系,實現紅專并進。
3《高分子基礎》信息化教改具體實踐
3.1精選現有的網絡資源,設計教學活動整體方案,優化首次單元教學。本課程的教學活動整體設計為兩大模塊,模塊一為理論知識學習,可細分為五個教學情景,即識別聚合物與聚合反應、連鎖聚合、逐步聚合、聚合物化學反應和聚合方法;模塊二為高分子合成基本技術,即高分子合成儀器和裝置認識學習情景,高分子合成實訓基本操作。要想在有限的課時內實現行之有效的教學改革,首先需要遵循“對崗位、依規程、練操作”的課程建設理念,整體教學設計時要精選現有的網絡資源,完善符合本課程特點的校本資源,并在平臺上進行課程信息分類,包括課程介紹、教學標準、課程導學、單元教學設計等教學信息;教學資源包括PPT、教案、試題庫以及微課視頻。其次是做好首次課教學設計優化。心理學研究表明,學生的學習成績與學習興趣有顯著相關性。首次課講好,才能將學生的注意力抓起來,調動其學習興趣。心理學家皮亞杰強調,在教學過程中應特別重視學習興趣的誘發,因為認識是一種積極主動的不間斷的建構活動,不斷構建自身的智力和思維能力。教學的目標之一是使學生能夠自發的學習,就必須創設有趣的學習情景,激發學生的好奇心和求知欲。因此,首次課對誘發學生的學習興趣是十分重要的,值得授課者思量。在首次教學中,結合當下疫情防控中應用到的高分子材料進行介紹,再通過現實生活中高分子材料在衣、食、住、行等方面的廣泛應用舉例,讓學生感受到本課程所教授的高分子材料的實用性和廣泛性,借此消除學生對本學習領域的陌生感,進而再通過高分子界的名人逸事潤物細無聲進行課程思政,激發學生的學習熱情。學習激情調動后,緊接著布置整體教學設計任務,以便學生積極主動配合教學,使本課程信息化教學改革起好步并開好頭。3.2堅持改革創新,優化線上線下混合式教學過程。目前一次完整的單元教學設計,包括課前、課中、課后三階段,每個階段都必須根據本次課的教學內容進行精心設計。綜合使用職教云平臺資源建設、騰訊課堂直播、QQ群答疑多平臺混合模式展開教學,全方位多維度達成課程教學目標。教學過程設計如圖1所示:課前,教師在網絡平臺上傳課程任務和相關課件及微課資源,做好學生自主學習的領路人;學生接受學習任務后,自主學習線上資源,完成預習任務。學生還可以充分利用平臺的交互性,在課前回復里將疑問及時反饋給教師,便于教師更好地了解學生預習情況并及時調整上課內容和授課方式方法。課中,教師依據課前預習情況有的放矢的強化學生的薄弱知識點,在課堂適當的時候插入名人逸事活躍課堂氣氛,吸引學生注意力并充分調動其學習興趣,然后循序漸進,提出相關問題,引導學生深入思考。在教學中不要一味的采用“灌入”式教學,應將課中更多的時間交還給學生,開展小組合作討論式教學,讓學生更加積極主動參與教學活動,從而激發學生學習的積極性。學完一個重要知識點后,要及時進行檢測,這也是檢驗線上線下教學成果的關鍵階段。教師可以通過設計線上線下相結合的教學方案,進一步鞏固知識點的學習。線上,學生按時完成平臺上的討論、提問、頭腦風暴、小測驗等形式的活動,教師及時批閱反饋,利用平臺共享性讓學生更快知道自己學習中的不足;線下,教師可采取抽查或學生互評的方式,全面地了解學生學習中可能遇到的困難,根據學生遇到的各種困難、問題和不足,有針對性的進行面對面指導。線上線下結合的方式,也將對沒有按時參與并提交教學活動的學生有更好的督促作用。課后,教師及時引導學生梳理知識點,并用思維導圖進行歸納總結。布置適量課后練習以鞏固復習消化當堂所學的相關知識,并推送相關學習拓展資源。3.3精心設計實踐教學方案,在模塊二實踐教學環節中引入執業操作規范,采用翻轉課堂教學融入思政元素。本課程理論教學僅僅36學時,為了鞏固學生的理論知識,并使學生將來就業能適應新產品研發及小試實驗工作崗位,本課程還設計了為期一周26學時的集中訓練實操。精選代表性實訓項目,并將學生分成4~5人小組,每組派一人擔任小組長,負責仿真軟件教師站學員成績檢測匯報并配合教師做好實訓項目預習報告檢查工作。實訓第一天先集中線下講解,并選派做事認真負責的學生配合實驗教輔人員做好一周實驗項目的前期準備工作;然后根據抽查預習情況,將學生分成兩路分別在實驗室和仿真練習室進行四個實驗項目實操訓練和典型的聚合反應單元仿真操作,然后進行交換。兩名指導教師分別下組到學生中進行實訓項目實操指導,另外指導教師再根據職教云平臺中反饋的學生完成提問、討論等教學活動的情況,進行點評,并針對完成任務困難的學生,一對一指導。模塊二實踐教學環節設計特色之一是采用虛實結合方式完成實踐性教學。即精選具有代表性的聚合合成實驗和北京東方仿真公司開發的典型聚合反應單元仿真操作軟件兩者結合,讓學生在完成實訓項目工作任務的過程之中,引出該項目所涉及的相關理論知識,達到職業教育“必須,夠用,實用”的教學要求。特色之二是利用往屆學生仿真操作錄像引領學生模仿操作,指導大多數學生初步學習練習,學習效果較高,并鼓勵學生練熟后再錄制下來進行展評,起到很好的示范引領和激勵作用。針對個別學生操作中的問題,通過學生發起屏幕分享實施個性化指導,并通過騰訊課堂錄播回看功能兼顧類似問題學生的分享指導,起到很好的教學效果。特色之三利用實踐教學中聚合反應時間較長,學生搭建裝置投料生產穩態監控等待結果的碎片化時間進行課程思政。再比如結合聚合物的識別任務,將高分子材料專業大賽的比賽項目之一滲透到教學任務之中;同時將高分子材料鑒別操作賽項操作規范引入實踐教學任務訓練之中。在培養學生專業技能的同時,也兼顧學生的職業素養,培養其求真務實、精益求精的工匠精神和踏實嚴謹、追求卓越、熱愛勞動等優秀品質。特色之四是采用翻轉課堂教學融入思政元素,將有限的專業課程教學延伸至課外,指導學生利用業余時間查閱資料,收集整理與課程教學內容相關的思政教學元素,制作項目匯報課件、輪流匯報講課、組內點評、別組提問及教師點評。在項目匯報教學活動中實施課程思政并做好評價測評。要求教師課前深入挖掘思政素材,將任務分解到每個小組,并設計好匯報測評考評表。學習情景匯報測評表設計如下:這樣學生既在查閱資料的過程中鍛煉了檢索、歸納、概括知識的能力,在匯報測評過程中又鍛煉了語言表達能力,極大地拓寬了學生的視野,也無形中滲透了課程思政元素,培養了學生積極進取、奉獻社會的情懷。
4信息化教改診斷與反思
4.1教學效果。結合時展,構建信息化教學環境,增強學生學習興趣,提高學習效率,提升學習效果。強化課堂設計,教師不僅傳遞知識,更關注學生能力的培養和訓練,點亮學生的心智,促進德智體美勞全面發展。從北京東方仿真公司易思在線平臺上記錄的學生練習典型聚合反應單元操作數據分析,全部同學經過多次反復練習后,成績均能達到九十分以上。4.2教學反思。美國學者波斯納提出教師成長=經驗+反思。教師應從教學內容、方法、手段、順序和效果五個方面進行反思,記錄整個教學過程中的成功與失敗并進行整理、分析從而進一步創新教育教學模式與方法,提高自身教學水平,為課程思政教育的開展創造前提。尤其是首次課不僅要優化教學設計,還要及時反思,因為首次課主要引導學生進入高分子世界,起入門的作用,重在培養學生學習的興趣,使學生在輕松愉悅的情景中探索高分子世界的神奇,引導學生正確的理解高分子的概念之間的區別與聯系。同時結合學習任務和背景知識進行課程施政教學,重點進行人文和環境教育滲透,對學生進行精神境界的熏陶,激發學生探索真知的熱情。興趣是最好的老師,教學活動中充分調動學生參與學習活動,突出學生主體地位,體現“做中學、做中教”;讓積極參與學生帶動學習不積極的,讓基礎好的帶領基礎薄弱的,這樣能起到事半功倍的作用。
綜上所述,通過課前、課中、課后精心的教學設計,利用智慧職教云平臺和學習QQ群等信息化的手段,采用線上線下混合式教學,運用多種教學方法,充分調動學生對高分子基礎課程的學習興趣,并在潤物細無聲中融入思政元素,有效解決教學的重難點。這樣的教學設計得到了同行和學生的一致好評,可為其他課程教學或者其他相關學科教學提供借鑒。
參考文獻
[1]吳芳.“課程思政”視域下《高分子化學》線上教學改革探索[J].廣東化工,2020,48(21):196-197,200.
[2]劉雄偉,劉暢,俸婷婷,等.線上線下混合式“金課”推進《有機化學》課堂教學改革[J].廣東化工,2021,48(01):185-186.
[3]王芳,王建廣,來常偉,等.在高分子學科專業課中開展課程思政的優勢[J].廣東化工,2020,47(17):214-215.
[4]秦四勇,李琳,江華芳,等.高分子化學教學中課程思政教育的探索與實踐——以“Carothers方程的應用”為例[J].大學化學,2021,36:2007053.
[5]閆毅,顏靜,姚東東.高分子材料合成創新實驗課程思政教學探索與實踐[J].大學化學,2021,36:2008023.
[6]賈曌.在高分子化學專業教學中實施課程思政的探索與實踐[J].山東化工,2018(21):167-168.
[7]張杰,鄒洪濤,毛海立,等.《高分子化學》課程思政的設計與實踐[J].湖北開放職業學院學報,2019,32(02):67-68.
[8]李曉冬,胡鵬程,張甜,等.對乙酰水楊酸制備實驗課程的思政研究[J].廣州化工,2021,49(2)107-111.
2001年,教育部下發的《關于做好普通高等學校本科學科專業結構調整工作的若干原則意見》文件中強調,本次專業結構調整與專業建設的指導思想和基本目標是,要以主動適應我國經濟結構戰略性調整、人才市場需求和提高國際競爭能力的需要為出發點,以發展高新技術類學科專業和應用型學科專業為重點,全面進行學科專業結構調整,深化教學改革,努力形成與國家經濟、科技和社會發展相適應的高等教育學科專業和人才培養結構,形成與社會主義市場經濟體制相適應的學科專業調整機制,促進高等教育適度超前發展。由教育部的《關于做好普通高等學校本科學科專業結構調整工作的若干原則意見》文件可以看出,專業建設的目標是人才的培養,最終為我國的社會主義經濟建設服務,針對教育部的專業建設指導思想和我校化學工程與工藝專業的具體現狀,我校化學工程與工藝專業學生的培養目標應該是:專業教育基本能化學工業的基本理論,與新時期化學工業發展相適應,與我國重點院校化工專業教育接軌。根據延邊化學工業發展特點及對化工行業高級技術人才的需求,專業建設向有地方特色的大口徑教育發展。專業建設結束后,本專業師資隊伍、實驗設施、教學水平、教學質量及教學管理水平等方面達到國內領先水平,為延邊地區培養化工類高級技術人才。為實現專業培養目標,達到專業培養要求,培養具有厚基礎、知識面寬、能力強、素質高的高層次人才,提出了新的專業培養目標,培養規格及要求。新專業培養計劃具有更寬的社會適應面,受到社會的歡迎。目前,根據社會的需求和專業的發展,在專業課程及實驗課程的設置上,借助國內外知名大學的相關課程設置,確定我們的課程體系。即在考慮課程設置的科學性、合理性的同時,采取了拓寬學生專業基礎,綜合高分子材料與化工兩方面的專業課程。新的專業培養計劃在老化工的基礎上,加入了高分子材料方面的理論課,如高分子化學、高分子物理、高分子材料學、功能高分子、聚合物加工工程、高分子膜材料等。同時籌建了高分子基礎實驗室以及高分子材料加工工藝實驗室等。新教學計劃更注重學生扎實的基礎知識,強調學生能力的培養,提高學生的知識面,對原有課程進行了整合,對課程內容、課程體系進行了大的變動。但是專業建設不是一朝一夕能完成的,要根據國家的經濟發展的需要和市場需求來不斷調整,更新,而且要具有可持續發展的特點。
2加強專業實驗室建設,突出對學生創新能力的培養
教學條件是專業發展的基礎,并且隨著高等教育的發展,提高學生的就業率成為大學的主要目標之一,它要求高校為學生提供更多的實踐機會。為了更好地滿足和適應本科教學的需求,適應社會發展,培養學生創新精神和實踐能力的需要,必須做好實驗室建設工作。本專業在2001年之前由于普通存在的教育經費投入嚴重不足的現象及本專業建立時間較短的原因,除專業基礎實驗室條件尚可之外,均達不到及格標準,且基本為驗證性實驗,與專業“重視能力和創新”的培養目標差距很大。隨著延邊大學“211工程”建設力度的不斷加大,專業實驗室條件得到一定的改善和提高。實驗開出率達100%,設計性、綜合性實驗比例上升到接近50%以上。目前化學工程與工藝專業相關的實驗室有化工原理實驗室,化工專業實驗室,化工仿真實驗室,高分子化學及物理實驗室等。通過“211工程”的建設,實驗室比以前有了較大的改善。但由于資金投入有限,其中化工專業實驗室從20世紀70年代建成到現在幾乎沒有投資改善。實驗室建設的主要任務:①加大資金投入,建設高分子材料加工實驗室;完善化工專業實驗室以及化工仿真實驗室;②加強實驗室管理體制、提高設備利用率,保證課程實驗、課程設計、畢業論文及設計等實踐教學環節的質量;③逐步實現開放式實驗教學,提高設計性、綜合性實驗比例。
3整合利用校內外資源,建設一批穩定的校內外實踐基地
實踐教學基地建設工作是高等學校教育教學工作的重要組成部分,是培養復合型、應用型人才的基本條件之一,對學生創新能力、實踐能力的培養,綜合素質的提高,具有不可替代的作用,而學生實踐能力的培養又主要是通過實踐教學來完成的,因此,加強實踐教學建設的意義不言而喻[1]。校外基地在實踐教學過程中,有著不可替代的作用,它是學生接觸社會、了解社會,服務社會的主渠道,通過校外基地的實習可以提高學生解決生產實際問題的能力。校外實踐教學基地建設應遵循教學、科研、生產三結合的原則。目前我們已經跟圖門煉油廠、石峴造紙廠、開山屯造紙廠和吉林等建立了良好的廠校關系,建立了學生畢業實習基地。這些基地為我校化工行業學生進行校外認識實習、生產實習、畢業實習以及畢業論文(設計)提供了有利保證。在實習基地建設上,一方面加強校內的組織和協調,整合校內資源,另一方面,對外要加強聯絡和溝通積極爭取校外資源,主動聘請現代企業的專業技術人員來校講座,參與我們的實踐教學,能夠全面鍛煉學生,又可過大學校專業影響,建設一批高質量的、穩定的、管理先進的、有一定經濟實力的教學實習基地,
4積極開展教學改革及課程建設,提高教學質量
20多年來,化學工程與工藝專業的發展迅猛異常,新技術、新理論不斷涌現,與生物、藥學、環境和材料等學科的交叉發展更快,因此,化工基礎課和化工實驗課程的教學內容到了非改不可的時候了。按照新的內容體系編寫和修訂教材,并且將部分科研成果寫入教材,設計為實驗,融入課堂教學中,可以促進教學改革的深入發展,同時拓寬了學生的知識面,有利于培養創新人才,有利于提高他們從事基礎和應用研究的能力。積極開展教學研究,探索教學規律,重視學生在教學活動中的主體地位,充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性;進一步精簡課堂教學內容,為學生創造更多的自學條件。根據學生的特點和需要,因材施教。改革“灌輸式”以及在教學中過分偏重講授的教學方法,積極采用啟發式、討論式、研究式等生動活潑的教學方法;積極采用案例教學法和歸納式教學法。教學方法的改革要有利于增加信息量,提高教學效率,有利于加強學生自學能力,獨立分析解決問題的能力的培養,有利于學生創新思維和實際創新能力的培養,有利于學生個性和才能的全面發展。加大優秀課程、精品課程的建設力度。建設優秀課程、精品課程的重要措施之一就是集中優秀教育資源,積極整合優秀教改成果。
5加強師資隊伍建設,建立一支結構合理的師資隊伍
當前,全國高等教育發展迅速,高校之間的競爭日趨激烈,學校教師隊伍整體水平的優劣和教育水平的高低,成為學校能否生存、發展的首要因素,而建設一支高級師資隊伍,對提高教師隊伍整體素質,提高學校辦學質量,具有至關重要的作用[2]。在師資隊伍建設上,一方面資助教師攻讀碩士、博士學位,另一方面引進高層次人才,提高師資隊伍質量,形成一支素質較高,學歷結構、年齡結構、職稱結構合理師資隊伍。目前,化學工程與工藝專業有教師12人,其中教授2人、副教授5人;從學位結構上看,博士4人、碩士5人;碩士以上學歷者目前占教師總數的75%,基本形成了職稱結構、學位結構合理的、精干的學術梯隊。在師資隊伍建設方面,我們需要在以下幾個方面做進一步的工作:①進一步提高師資隊伍的素質,鼓勵教師不斷攝取現代文明成果,并把它應用于教學及科研當中;②進一步提高教師的科研參與率,提高科研檔次,以科研帶動教學,提高教學質量;強化危急意識,形成團結向上的團隊精神;③積極創造條件,鼓勵青年教師脫穎而出。
[關鍵詞]計算機 材料科學 虛擬課題 教改方案
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)18-0159-02一、引言
在當今社會中,計算機在社會發展中顯示了其強有力的推動作用。隨著計算機技術的不斷發展壯大,計算機在材料科學中的應用也越發普遍和顯著,如信息檢索、數據分析和圖像處理、計算模擬、材料組分和結構分析等等。對大學高等教育而言,開設計算機在材料科學中的應用課程是為了讓學生初步掌握計算機在材料科學應用中的方法、步驟和應用領域等,從而促進專業課的學習。
結合我校高分子材料與工程專業的特點以及畢業生需進行的畢業設計環節,在高分子材料科學的學習研究過程中需要涉及多種軟件的應用,最基本的包括文獻檢索、實驗方案的設計、數據分析、圖形處理等等,而這些都離不開計算機技術。在書本式教育和多媒體PPT教育為基礎的理論教學模式下,教學效果并不是十分理想。在往屆的教學質量反饋中,多數學生反映單純的理論教學形式枯燥、效果不良,一旦涉及實際應用往往束手無策,其原因是眾多軟件的學了需要了解基本的理論知識外,更重要的是要反復的上機練習以熟悉各種軟件的操作,形成更為扎實的操作意識,而很多學生做不到這一點。因而如何更好的讓學生理解、吸收、掌握眾多軟件的基本操作并活用到今后的學習、科研或工作中,這是大學教育所要思考的地方。
教育部頒布的新課程標準明確提出了“提高科學素養,在課堂中開展探索性學習的理念,提倡通過探索式教學,培養學生的自主科學探索能力,加強學生對科學本質的認識”。
二、教學方案的設計
(一)教學方法設計
為提高教學效果,在計算機在材料科學中的應用這門課程中,首先將課堂搬到備有多媒體設備的機房。多媒體技術具有良好的直觀性、形象性和趣味性等特點,是教學的一大幫手,能進一步將課堂內容的理論教學與實際操作同步進行,更好的讓學生學習、吸收課程內容。在課程設計中,引入虛擬課題作為教學方案,將多種軟件的使用和課題的研究思路結合起來,以課題研究思路為教學的基本大綱路線,按步驟在各個環節中引入所需的常用軟件,從而將計算機作為理論教學和實際應用的緩沖結合點,通過虛擬課題的方法將學生在課堂所學的理論知識融會貫通,為實際課題研究以及論文寫作奠定基礎。
(二)教學內容設計
課程規劃上主要以虛擬課題的相關文獻為案例,通過探討課題的研究思路和方法,研究過程中所需要處理的問題等,循序漸進,逐漸介紹文獻檢索、實驗設計(chemical office)、數據分析(IR,NMR)、圖形處理(Origin,Adobe Photoshop)等等,為畢業論文的展開做鋪墊。教學內容具體如下:
1.首先確立學生所感興趣的研究方向或課題,并以此對學生進行簡單的分組,以方便后期進行更多的教學互動。在此過程中向學生介紹常見搜索引擎,如Google,Yahoo,百度等,這些常用搜索引擎可以較為方便的提供一定的信息。而常用數據庫,如中國知網(CNKI),萬方數據庫,ScienceDirect,RSC,ACS,Wiley-Blackwell等,借助簡單的檢索字段,包括Any Field(全文)、Title(篇名)、Abstract(文摘)、Author's Name(作者姓名)、Journal Title(期刊名稱)等可以檢索到相關研究論文文獻,讓學生帶著自身目的去學習、掌握、運用諸多數據庫進行文獻檢索。
2.當課題資料的收集結束之后,設想課題如何進行,設計一定的實驗方案。該過程中利用chemical office是較為普遍的一款應用軟件、可以滿足各種分子結構的設計、反應方程式的設計、基本示意圖的設計以及核磁結構的模擬分析。具體教學內容以虛擬課題中的文獻相關圖譜為案例,通過對文獻圖譜的剖析,讓教學更為直觀,同時上機模擬作圖,加深印象和增強操作熟練度,并且鼓勵設計新的設計路線,如反應合成路線、實驗基本示意圖等。
3.隨著課題探討的深入,課堂內容會不斷涉及結構分析表征,如IR,NMR等。在此,IR,NMR軟件的常規使用與分析,包括常見結構的特征峰和化學位移、峰值面積的積分比較等等都將成為基本的教學內容,讓學生盡可能的認識到在材料科學研究中結構分析的重要性。
4.在眾多的數據處理中,Origin由于功能強大,被公認為是最快、最靈活、使用最容易的工程繪圖軟件。因此教學中需要重點介紹Origin在數據處理中的應用。著重介紹各種圖譜,包括數據的調整、排序、計算,統計和曲線擬合,以及直線圖、散點圖、餅圖、柱狀圖、三維圖表的繪制。以虛擬課題中出現的文獻案例為教學案例,循序漸進,讓學生由簡入難,由粗到細。
5.隨著文獻的閱讀和自我作圖的實踐,學生會發現優秀文獻中的圖譜總是讓人賞心悅目。教學中通過與優秀文獻中圖片處理效果的對比,逐漸提高學生對數據處理的要求。Adobe Photoshop簡稱PS,使用其眾多的編修與繪圖工具,可以有效地進行圖片編輯工作。因而學會將PS的圖片處理功能運用到材料科學研究領域中則會使圖片效果大大提升,做到科學嚴謹又不失觀賞性。
6.當有了出色的研究成果之后,需要的便是如何更好的呈現自身的工作。為此,如何運用PPT技術制作一份精美的論文報告是展現成果的關鍵。鑒于計算機課程的普遍性,相信學生對簡單的PPT制作并不陌生,因而課程內容中轉為更高層次的PPT技術講解,包括論文報告型PPT的一般邏輯思路、PPT中的圖形制作、模板的設計、PPT的美化等等,讓學生能體會到PPT制作對論文結果報告的重要性,提高學生在PPT的制作上的布局和美化意識,為畢業設計環節的PPT制作提前做準備。
(三)實驗內容設計
針對常用化學軟件學習的實踐性、應用性較強的特點,我們將理論教學和實際上機操作設計成同步進行。而同步進行的教學模式能讓學生加深課堂印象,也更有利于學生及時發現自身在軟件操作應用上的盲區,因而能更好的將知識講解和動手操作相結合,起到以點帶面、強化應用的作用。如在講解chemical office作圖時,首先可以讓學生學習模仿,而后鼓勵學生自行設計,更深一步的讓學生去體驗挖掘chemical office中的作圖技巧。
三、教學方案特色
通過虛擬課題的引入,使得本文所提出的教學方案的特色在于:1.課程內容的確立有學生的參與,虛擬課題的選定由學生自主分組確定,逐漸讓學生主導課堂,教師則成為擺渡護航的角色;2.教學內容符合學生所需,為畢業設環節做鋪墊,課題內容設計上更有針對性;3.教學過程中時時刻刻充滿師生的互動,學生在自我的求知欲望下能更好的投入課程學習中,從而營造更好的教學氛圍,以便獲得更優的教學成果。
四、小結
本文結合自身專業特色,提出了基于虛擬課題的教學方案,目的在于讓教學更好的觸及學生所需要和學生所感興趣的領域,從而提高學生學習的興趣、專注度,同時將理論多媒體教學與實際上機操作同步進行,進一步提高課程教學的直觀性和趣味性,以期獲得更好的教學成果。總的來說,改善計算機在材料科學的應用課程的教學是一個系統的工程,對于高分子材料專業的學生來說,如何將計算機知識和高分子專業知識,以及自身所需有機地結合起來具有更加重要的意義。只有將三者有機結合,才能使學校教育真正滿足學生的需求,讓老師教得舒心,學生學得開心。再者,除去教學內容的不斷改善之外,教師對教學的投入度,對學生的關愛度也是教學成功的一個重大因素所在,因而不論是教學內容還是教學態度都將是我們應改善的地方。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 胡,楊明波.計算機在材料科學中應用課程教學設計[J].鑄造技術,2007(7):991-993.
[2] 韓強,李濤,趙鳴,等.《計算機在材料科學中的應用》課程改革探討[J].內蒙古教育,2011:20-21.
[3] 竇立巖,汪麗梅.《高分子材料計算機應用基礎》課程改革和探索[J].科技信息,2011(23):34-35.