無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)探究

俞海云,冒愛琴,鄭翠紅,閆勇,柳東明,斯松華

(安徽工業(yè)大學(xué) 材科科學(xué)與工程學(xué)院,安徽 馬鞍山243002)

實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系中的重要環(huán)節(jié)[1-2]。通過實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建和強(qiáng)化來提升學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力成為當(dāng)前高校教學(xué)改革的重點(diǎn)[3-4]。近年來,安徽工業(yè)大學(xué)無機(jī)非金屬材料專業(yè)以原有的實(shí)踐教學(xué)模式為基礎(chǔ),從教育目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等多個角度人手,逐步構(gòu)建和強(qiáng)化了漸進(jìn)式、立體化的實(shí)踐教學(xué)體系,為培養(yǎng)具有卓越工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的無機(jī)非金屬材料專業(yè)人才提供了有力保證。

一、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

在深入考察國內(nèi)高校相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)置的基礎(chǔ)上,按照卓越工程師培養(yǎng)計劃要求和無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展的人才規(guī)格要求,根據(jù)本校實(shí)際,對原有的無機(jī)非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)方案中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了完善。完善后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系由基礎(chǔ)操作性實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)兩部分構(gòu)成。

基礎(chǔ)操作性實(shí)驗(yàn)開設(shè)了材料學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和材料工程基礎(chǔ)課程設(shè)計等。這類實(shí)驗(yàn)主要和專業(yè)基礎(chǔ)課配套,結(jié)合專業(yè)課堂開展,為學(xué)生理解掌握專業(yè)理論知識和熟悉基本實(shí)驗(yàn)操作提供重要保障。針對具有一定專業(yè)基礎(chǔ)知識的高年級學(xué)生,我們開設(shè)了跨專業(yè)、跨課程的綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn),同時在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上將基礎(chǔ)操作和創(chuàng)新設(shè)計相融合。例如設(shè)計開設(shè)的“冶金脫硫催化劑再生實(shí)驗(yàn)”,除涉及到無機(jī)合成技術(shù)、粉體材料等專業(yè)課程知識外,還涉及化學(xué)和工業(yè)固廢處理等跨專業(yè)知識。通過綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生綜合應(yīng)用各種知識和技能的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通協(xié)調(diào)能力都得到鍛煉和加強(qiáng)。

基礎(chǔ)操作性實(shí)驗(yàn)是開展綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和前提,綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)操作性實(shí)驗(yàn)的深化和發(fā)展。通過上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系大大激發(fā)了學(xué)生開展科學(xué)研究的熱情和積極性,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力,又提升了學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)。

二、加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)體系建設(shè)

傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料專業(yè)的實(shí)習(xí)教學(xué)主要由認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩部分構(gòu)成。由于實(shí)習(xí)時間短且集中、經(jīng)費(fèi)不足等原因,兩種實(shí)習(xí)在內(nèi)容和形式安排上不可避免地出現(xiàn)重合,對實(shí)際教學(xué)效果造成一定負(fù)面影響。針對上述不足,我們在實(shí)訓(xùn)基地的選擇、實(shí)習(xí)內(nèi)容和流程的安排以及實(shí)習(xí)硬件平臺的建設(shè)等方面進(jìn)行了改革,取得了較好效果。

在認(rèn)識實(shí)習(xí)中,注重開展實(shí)習(xí)前的專題講座。通過講座的形式,使學(xué)生對將要接觸的企業(yè)和相關(guān)的無機(jī)非金屬材料產(chǎn)品、工藝和生產(chǎn)設(shè)備有一定的感性認(rèn)識,提高學(xué)習(xí)興趣,并做到在參觀時心中有數(shù)。另一方面增加新材料生產(chǎn)型企業(yè)和大型企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制中心或研發(fā)中心作為認(rèn)識實(shí)習(xí)單位。這些實(shí)習(xí)單位相較于傳統(tǒng)企業(yè)而言往往具備較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、完善的質(zhì)量檢測設(shè)備、大型研發(fā)設(shè)備和較好的工作環(huán)境,可以開闊學(xué)生眼界,同時讓學(xué)生對于專業(yè)發(fā)展前景形成較為全面的認(rèn)識。生產(chǎn)實(shí)習(xí)可以使學(xué)生全面了解無機(jī)非金屬材料專業(yè)所涉及行業(yè)的基本生產(chǎn)工藝過程和主要生產(chǎn)設(shè)備,為進(jìn)入專業(yè)課的學(xué)習(xí)及畢業(yè)后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。為了讓學(xué)生更清晰了解生產(chǎn)實(shí)際,我們一方面在學(xué)校建立虛擬實(shí)踐平臺,隨機(jī)生成一組視頻影像資料,其內(nèi)容涉及各工序的方法工藝、機(jī)械設(shè)備、人員構(gòu)成、材料及工效等,學(xué)生可就資料進(jìn)行評析,教學(xué)效果較好。另一方面通過校企合作的方式,著重選擇生產(chǎn)工藝流程齊全的大型專業(yè)性企業(yè)作為實(shí)訓(xùn)基地,給學(xué)生創(chuàng)造更多觀摩和動手實(shí)踐機(jī)會,進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的動手能力和解決實(shí)際問題的能力。

三、課程設(shè)計體系的強(qiáng)化

課程設(shè)計是學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計實(shí)踐的中間環(huán)節(jié),是學(xué)生必須經(jīng)歷的實(shí)踐教學(xué)過程。我校無機(jī)非金屬材料專業(yè)設(shè)置了材料工程基礎(chǔ)課程設(shè)計和粉體工程及設(shè)備課程設(shè)計。材料工程基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)置目的是使學(xué)生熟練掌握陶瓷、水泥等無機(jī)非金屬材料工藝設(shè)計計算、工藝設(shè)備選型、車間工藝布置等專業(yè)知識,為畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的相關(guān)工廠初步設(shè)計實(shí)踐打下基礎(chǔ)。粉體工程及設(shè)備課程設(shè)計開設(shè)目的是使學(xué)生熟練掌握粉體成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理和發(fā)展現(xiàn)狀,培養(yǎng)學(xué)生分析掌握粉體成型過程及其性能的相關(guān)性,會探尋粉體成型過程具體情況下的最佳工況條件,為將來對粉體工程設(shè)備的設(shè)計、操作、改進(jìn)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

為確保課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)效果,首先要求課程設(shè)計指導(dǎo)書中明確課程設(shè)計的目的、內(nèi)容、進(jìn)度安排、課程設(shè)計報告具體格式、考核方式和標(biāo)準(zhǔn),讓學(xué)生能夠根據(jù)指導(dǎo)書了解設(shè)計內(nèi)容和要求、掌握設(shè)計方法,做到有的放矢。其次在課程設(shè)計進(jìn)行中加強(qiáng)引導(dǎo)式教學(xué),除對具有代表性的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一講解外,通過組織課堂、網(wǎng)絡(luò)討論等形式引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性自行解決,消除學(xué)生的依賴心理。最后在考核方式中加人中期考核,這種中期考核可加強(qiáng)階段性環(huán)節(jié)控制,幫助學(xué)生做好時間進(jìn)度控制。通過中期考核和最終考核相結(jié)合,確保課程設(shè)計取得高質(zhì)量。

課程設(shè)計的考核方式要按照課程設(shè)計的目標(biāo)和基本要求來確定,好的考核方式對于課程設(shè)計的有效控制具有積極作用。設(shè)置階段性考核與最終考核相結(jié)合的方式有助于在課程設(shè)計過程中進(jìn)行進(jìn)度控制以及學(xué)習(xí)效果檢查。

四、畢業(yè)設(shè)計教學(xué)體系的強(qiáng)化

以前的畢業(yè)設(shè)計中主要存在的問題有:畢業(yè)設(shè)計時間和學(xué)生考研面試以及找工作時間沖突而導(dǎo)致學(xué)生分心;部分課題陳舊,和現(xiàn)實(shí)脫節(jié),學(xué)生缺乏興趣;課題背景寬泛,很多具體專業(yè)知識學(xué)生以前沒有學(xué)習(xí),需要充分時間掌握,而畢業(yè)設(shè)計時間有限,導(dǎo)致效果較差。

針對以上問題,我們進(jìn)行了相應(yīng)的改革。第一,在大三階段設(shè)置了3周的科研訓(xùn)練課程,課程指導(dǎo)教師為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師,引導(dǎo)學(xué)生了解選題立項(xiàng)、查閱收集文獻(xiàn)資料、擬定項(xiàng)目方案和撰寫畢業(yè)論文等從事科學(xué)研究的基本步驟及基本方法和原則。通過科研訓(xùn)練,一方面相當(dāng)于延長了畢業(yè)設(shè)計周期,使學(xué)生能夠更加合理分配時間,避免了和考研及找工作的沖突;一方面使得學(xué)生能夠提前接觸畢業(yè)設(shè)計相關(guān)專業(yè)知識和流程,保障了綜合實(shí)訓(xùn)效果。第二,我們還對畢業(yè)課題設(shè)立提出了要求,除要求畢業(yè)設(shè)計題目與教師科研課題相關(guān)外,還鼓勵教師根據(jù)設(shè)計院所或企業(yè)需求布置設(shè)計命題,也鼓勵招收學(xué)生的用人單位就實(shí)際技術(shù)問題和學(xué)校聯(lián)合布置畢業(yè)設(shè)計任務(wù),接收學(xué)生提前進(jìn)人企業(yè)開展畢業(yè)設(shè)計。通過上述手段進(jìn)一步完善了畢業(yè)設(shè)計的形式和內(nèi)容,確保了畢業(yè)設(shè)計這一實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量。

五、創(chuàng)新實(shí)踐平臺的構(gòu)建

為打造好創(chuàng)新實(shí)踐平臺,首先，充分借助學(xué)校工程實(shí)踐與創(chuàng)新教育中心開放實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)園等設(shè)施設(shè)備條件進(jìn)行學(xué)生創(chuàng)新教育。其次,持續(xù)加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)室投人,為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐提供硬件保障。與此同時,通過本科生導(dǎo)師制為學(xué)生四年的專業(yè)學(xué)習(xí)配備本科導(dǎo)師,利用導(dǎo)師科研實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐提供指導(dǎo)和支持,確保學(xué)生創(chuàng)新能力實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。再次,積極組織學(xué)生申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和參加大學(xué)生學(xué)科競賽。學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下,積極申報國家、省、校各級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目。學(xué)生準(zhǔn)備競賽期間,邀請優(yōu)秀競賽指導(dǎo)教師對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)和參賽項(xiàng)目點(diǎn)評,并組織參賽學(xué)生外出參觀交流,使學(xué)生在競賽過程中體會到創(chuàng)新的樂趣,從而激發(fā)他們創(chuàng)新的欲望,學(xué)會思考問題和解決問題,提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力。

六、結(jié)語

通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的強(qiáng)化和構(gòu)建,為學(xué)生提供了“專業(yè)知識理解驗(yàn)證—基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能掌握—綜合訓(xùn)練實(shí)踐—自主創(chuàng)新研究”依次漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系,使學(xué)生學(xué)做結(jié)合、做研結(jié)合、研創(chuàng)結(jié)合,逐步推進(jìn),確保了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的全面提高。