工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的“高分子物理”教學(xué)改革

白陽(yáng) 辛華 邵彥明 馬忠雷 邵亮

[摘 要] “高分子物理”是高分子材料與工程專業(yè)的必修課，具有內(nèi)容繁復(fù)、知識(shí)點(diǎn)多、學(xué)生難于理解等特點(diǎn)。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，以三大理念“以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”為基本指導(dǎo)，陜西科技大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)從培養(yǎng)目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)體系設(shè)計(jì)、實(shí)踐平臺(tái)搭建、以評(píng)促教等五個(gè)方面提出“高分子物理”課程改革措施與實(shí)踐探索。

[關(guān)鍵詞] 工程教育;專業(yè)認(rèn)證;高分子物理;教學(xué)改革

一、引言

“高分子物理”作為高分子材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，以聚合物結(jié)構(gòu)——分子運(yùn)動(dòng)各性能聯(lián)系為主線，著重強(qiáng)調(diào)對(duì)微觀模型的建立和材料性能影響因素的理解，對(duì)夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)和提高學(xué)生解決工程問題的能力具有十分重要的意義，但課程涉及內(nèi)容繁復(fù)，知識(shí)點(diǎn)多，缺乏畫面感，致使學(xué)生難于理解[1，2]。目前隨著我國(guó)加入國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證體系《華盛頓協(xié)議》，專業(yè)認(rèn)證的三大基本理念“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)”逐漸影響到高校工科專業(yè)的建設(shè)，并促進(jìn)課程質(zhì)量改革和發(fā)展，有著十分積極的引導(dǎo)作用[3，4]。目前結(jié)合高等學(xué)校教育內(nèi)涵式發(fā)展與工程教育專業(yè)認(rèn)證的相關(guān)要求，陜西科技大學(xué)積極籌備高分子材料與工程專業(yè)認(rèn)證的相關(guān)事宜，并自上而下進(jìn)行高分子材料與工程專業(yè)的教育改革。陜西科技大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)創(chuàng)辦于2003年，具有學(xué)士、碩士和博士學(xué)位授予權(quán)。專業(yè)立足陜西，面向全國(guó)，以功能性精細(xì)高分子材料為特色，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和行業(yè)發(fā)展需要，掌握高分子材料基本原理、基本知識(shí)和基本技能，在功能性精細(xì)高分子材料領(lǐng)域具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能在輕化工行業(yè)從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷和運(yùn)行等工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。因此，功能性精細(xì)高分子材料是陜西科技大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)的特色，專業(yè)結(jié)合就業(yè)情況和往屆畢業(yè)生的問卷調(diào)查積極進(jìn)行教學(xué)改革。在此過(guò)程中，我們以“高分子物理”課程如何持續(xù)改進(jìn)課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行了深入的教學(xué)探討，以期更好地支撐畢業(yè)要求，促進(jìn)我校高分子材料與工程專業(yè)取得工程教育認(rèn)證的認(rèn)可。

二、以培養(yǎng)目標(biāo)定位確定課程教學(xué)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)是工程專業(yè)認(rèn)證的主要內(nèi)容，直接影響本科生培養(yǎng)的質(zhì)量，本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的制定主要以畢業(yè)生在畢業(yè)5年后的職業(yè)或?qū)I(yè)成就是其建立的主要依據(jù)。陜西科技大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生主要就業(yè)集中在功能性精細(xì)高分子材料領(lǐng)域，專業(yè)有40%的畢業(yè)生中進(jìn)入電子電器行業(yè)從事電子信息高分子材料制備、加工以及技術(shù)開發(fā)工作，有15%進(jìn)入輕化工領(lǐng)域從事技術(shù)開發(fā)、項(xiàng)目管理和科學(xué)研究的工作，有31%進(jìn)入能源化工行業(yè)從事項(xiàng)目管理、產(chǎn)品生產(chǎn)、科學(xué)研究的工作。

本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的吻合性主要體現(xiàn)在兩方面：一是國(guó)家對(duì)新型功能高分子材料人才的需求;二是對(duì)精細(xì)高分子材料人才的需求，此點(diǎn)也為確定本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的畢業(yè)生服務(wù)面向以及應(yīng)具備的能力提供了依據(jù)。因此，“高分子物理”課程在工程教育認(rèn)證的背景下，本課程對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成度支撐設(shè)立以下課程目標(biāo)：（1）掌握高分子材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，并結(jié)合數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識(shí)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于高分子材料的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、成型加工及性能調(diào)控等復(fù)雜工程問題的推演、分析、比較與綜合。（2）能夠?qū)⒏叻肿硬牧吓c工程的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，用于識(shí)別和表達(dá)對(duì)高分子材料及其制品性能產(chǎn)生影響的生產(chǎn)、加工工藝和相關(guān)設(shè)備等復(fù)雜工程問題。

三、產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證提出的要求，課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)聯(lián)系工程實(shí)踐，產(chǎn)業(yè)研究熱點(diǎn)，因此在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)定上，需以產(chǎn)出為導(dǎo)向，結(jié)合課程基礎(chǔ)，優(yōu)化課程內(nèi)容，注重能力培養(yǎng)，而非知識(shí)點(diǎn)的鋪陳。在教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)上，應(yīng)豐富教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力[5，6]。對(duì)于高分子物理課程，任課教師應(yīng)將時(shí)下熱點(diǎn)研究和日常生活中的現(xiàn)象引入課程教學(xué)中，采用啟發(fā)式、交互式學(xué)習(xí)方式，用生活實(shí)例來(lái)引發(fā)學(xué)生思考和表達(dá)，例如“籃球?yàn)槭裁床荒茏园l(fā)彈起到原來(lái)的高度”“輪胎為什么行駛過(guò)程中會(huì)發(fā)熱”“漠河地區(qū)寒冬應(yīng)選用哪種橡膠材料”“聚氯乙烯管為什么要加支架固定”等，采用問題吸引學(xué)生學(xué)習(xí)高分子的基本理論，并用于問題分析和解答，可更多吸引學(xué)生關(guān)注，并加強(qiáng)對(duì)高分子材料的理解，為學(xué)生今后解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)夯實(shí)基礎(chǔ)。

四、以學(xué)生為中心的教學(xué)體系

在近年專業(yè)認(rèn)證準(zhǔn)備中，學(xué)校出臺(tái)新的教學(xué)改革政策，以安排督導(dǎo)和學(xué)生評(píng)教的方式督促教師轉(zhuǎn)型，摒棄以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)體系，轉(zhuǎn)而形成以提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量為目標(biāo)的新型教學(xué)體系，貫穿以學(xué)生為中心的教學(xué)理念?！案叻肿游锢怼笔且婚T基礎(chǔ)性很強(qiáng)的專業(yè)必修課程，以分子運(yùn)動(dòng)為橋梁連接高分子微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能，但對(duì)高分子微觀結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)而言，內(nèi)容較為抽象，學(xué)生難于理解。

五、全方位、多層次實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)的科研訓(xùn)練體系

陜西科技大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要包括高分子物理實(shí)驗(yàn)，高分子綜合實(shí)驗(yàn)和高分子成型加工實(shí)驗(yàn)，在體系上較為健全。但不同于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，高分子專業(yè)的實(shí)驗(yàn)更依賴于設(shè)備，在工程教育專業(yè)認(rèn)證的準(zhǔn)備過(guò)程中，學(xué)校、學(xué)院對(duì)高分子專業(yè)加大支持，增加大型儀器的臺(tái)套數(shù)，并設(shè)立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，基于課本知識(shí)，由學(xué)生選擇制備一種感興趣的高分子材料并進(jìn)行高分子物理性能測(cè)定，將高分子物理理論知識(shí)與實(shí)際結(jié)合，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力，達(dá)到對(duì)畢業(yè)要求的支撐。

除此之外，為進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，學(xué)校出臺(tái)《陜西科技大學(xué)本科生課外實(shí)踐8學(xué)分實(shí)施辦法》和《陜西科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃工作方案》等文件，每年由教育處、學(xué)院和團(tuán)委組織認(rèn)定安排相關(guān)工作，由專業(yè)教師組建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組，引導(dǎo)學(xué)生積極參加“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“全國(guó)高分子材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等課外競(jìng)賽，以賽促教、以賽促創(chuàng)，近三年本專業(yè)學(xué)生競(jìng)賽立項(xiàng)率均在40%以上。

六、評(píng)價(jià)結(jié)果用于課程質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)

傳統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量考評(píng)以期末考試成績(jī)?yōu)橹饕罁?jù)，而單一的應(yīng)試考評(píng)并不能反映學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量。在工程教育認(rèn)證的背景下，高分子物理的教學(xué)質(zhì)量考核以教學(xué)大綱為依據(jù)，考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論和基本技能的學(xué)習(xí)和掌握情況，以及學(xué)生分析和解決問題的能力，將小組討論，真實(shí)案例分析等環(huán)節(jié)納入平時(shí)成績(jī)中，并以學(xué)生評(píng)價(jià)和教學(xué)督導(dǎo)反饋建立全方位的教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進(jìn)體系，最后再由用人單位、學(xué)校、學(xué)生和教師共同參與課程質(zhì)量跟蹤體系，反向促進(jìn)課程質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)教師教學(xué)水平和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的提高，實(shí)現(xiàn)雙贏。

七、結(jié)語(yǔ)

工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)學(xué)生畢業(yè)以及畢業(yè)后5年應(yīng)具有的能力進(jìn)行了明確規(guī)定，有利于我國(guó)新形勢(shì)下工科專業(yè)人才工程技術(shù)能力和科學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)，而后期以評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，更是專業(yè)發(fā)展育人的重中之重。

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