以“卓越計劃”為契機，推進(jìn)高分子材料專業(yè)實驗教學(xué)改革

史同娜　朱冰潔　吳文華

【摘要】“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是國家為推行高校工程教育改革提出的重大計劃。以材料學(xué)院高分子材料專業(yè)“卓越計劃”項目為契機，深化實驗教學(xué)改革，提出了高分子“卓越班”實驗教學(xué)改革的新理念、新思路和新方法，最終實現(xiàn)“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師;教學(xué)改革;實驗教學(xué)

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）是為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和“國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）”而提出的高等教育重大改革計劃，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[1]?！白吭接媱潯敝荚谂囵B(yǎng)卓越工程師后備人才（以下簡稱卓越工程師）。高等學(xué)校實施“卓越計劃”，將為培養(yǎng)學(xué)生成為卓越工程師打下堅實的基礎(chǔ)，對持續(xù)深化高等工程教育改革，加快新工科建設(shè)有著重要的意義。

眾所周知，隨著高分子材料在人類生產(chǎn)和生活中的作用不斷擴大，高分子材料工學(xué)學(xué)科得到了飛速發(fā)展，高分子專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后絕大部分都將進(jìn)入與專業(yè)密切相關(guān)的企業(yè)公司和科研機構(gòu)等，投身到生產(chǎn)、科研第一線[2]。探索適合高分子材料專業(yè)的“卓越工程師”培養(yǎng)模式，是對高校工程教育的一個必然要求[3]。結(jié)合“卓越計劃”，探索實驗教學(xué)改革新理念和新思路，積極采取有效措施，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實驗實踐技能，培養(yǎng)真正高素質(zhì)、全面的工程應(yīng)用型人才，是現(xiàn)在實驗教學(xué)的主要目標(biāo)。

實驗室是實驗教學(xué)的場所，是培養(yǎng)卓越工程師的基地，是科技創(chuàng)新的搖籃，是為社會服務(wù)和展示高校水平的窗口[4]。東華大學(xué)材料科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心（以下簡稱中心）作為面向全校全院開放的大型實驗教學(xué)及科研平臺，尤其注重實驗教學(xué)的改革和發(fā)展。中心建立了“基礎(chǔ)實驗—專業(yè)實踐—綜合實驗”的實驗課程體系，改革實驗教學(xué)方法，建立了多元化評價與考核體系，為“卓越班”的實驗教學(xué)改革提供了強大支撐。

一、培養(yǎng)卓越工程師的教改新理念和新思路的提出

教改新理念是做好專業(yè)理論知識與實驗的銜接，在實驗教學(xué)過程中，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為核心，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主觀能動性，鼓勵學(xué)生在實驗中自主設(shè)計實驗方案，創(chuàng)新研發(fā)思路;在實驗過程中能發(fā)現(xiàn)問題，積極發(fā)問，并主動探索答案，讓學(xué)生仔細(xì)觀察，自主思考，學(xué)會分析表達(dá)，獨立完成實驗報告、總結(jié)或論文，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識直至具備工程實踐能力的升華。

以此理念作為主要方向，新的思路脫穎而出?！白吭接媱潯比瞬排囵B(yǎng)的校內(nèi)實驗課程建立了強化學(xué)生理論知識的物理化學(xué)實驗隨堂實驗課程、培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的專業(yè)實踐課程以及提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的綜合實驗課程體系，這些理論聯(lián)系實際的課程，既重視學(xué)生課程理論知識的培養(yǎng)和深化，又強化學(xué)生的動手實驗和操作能力，兩者結(jié)合，從而鞏固和提高學(xué)生對高分子材料專業(yè)知識的理解，使學(xué)生了解和掌握高分子材料結(jié)構(gòu)性能相關(guān)測試與表征的方法，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣和研究技能，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生的實踐能力，為學(xué)生今后從事材料工程領(lǐng)域的科研或工作打下堅實的理論和實驗基礎(chǔ)。

二、探索實驗實踐教改方法，培養(yǎng)卓越工程師

在新理念和新思路的指導(dǎo)下，洞察國家對“卓越計劃”人才培養(yǎng)未來發(fā)展的規(guī)劃，探索更新教學(xué)改革方法，為卓越工程師培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。

（一）建設(shè)層次化實驗體系，規(guī)范實驗課程要求

對不同層次的實驗課程提不同的要求，基礎(chǔ)實驗統(tǒng)一做，專業(yè)實驗分組做，綜合實驗單獨做。這樣可以引導(dǎo)學(xué)生有意識地提高自己的專業(yè)理論水平，通過實驗強化、鞏固和升華自己的知識，提升自己的實踐能力。

物理化學(xué)實驗作為基礎(chǔ)實驗，安排學(xué)生統(tǒng)一做，教師講解實驗知識，演示實驗操作方法，每個學(xué)生都要積極動手實驗，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，完成常規(guī)實驗報告。教師在這一環(huán)節(jié)還要注重學(xué)生對實驗細(xì)節(jié)的總結(jié)及心得體會，讓學(xué)生對實驗有主觀認(rèn)識。

專業(yè)實驗課讓學(xué)生選擇感興趣的實驗，分組實驗。以卓越班的聚酯合成及熔融紡絲實踐課為例，學(xué)生可學(xué)習(xí)聚酯合成及熔融紡絲工藝，還能學(xué)習(xí)需要哪些儀器設(shè)備及測試手段來驗證合成是否成功，是否能紡絲及纖維性能是否良好等，各個階段環(huán)環(huán)相扣，相互驗證。這樣既能鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，又能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

綜合實驗是難度較大的專題實驗，學(xué)生通過選擇感興趣的課題去找該研究領(lǐng)域的導(dǎo)師，由導(dǎo)師提出目的和要求，學(xué)生獨立做課題。在這個過程中，學(xué)生必須學(xué)會查閱文獻(xiàn)，自行設(shè)計實驗方案，提出創(chuàng)新性方案或觀點，獨立實驗，發(fā)現(xiàn)問題后尋找改進(jìn)方法，根據(jù)所學(xué)知識分析實驗結(jié)果，最后完成實驗小論文甚至畢業(yè)論文。綜合實驗?zāi)茉诤艽蟪潭壬咸岣邔W(xué)生的積極性，提升學(xué)生的實踐能力及專業(yè)技能水平?？傊挥袑⑺鶎W(xué)知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，才能幫助學(xué)生實現(xiàn)由理論知識到實踐工程再到創(chuàng)新能力的升華和轉(zhuǎn)變[5]，學(xué)生的實踐能力才能提高，創(chuàng)新意識才能得到挖掘。

（二）實驗教學(xué)方式多樣化，創(chuàng)新實驗教學(xué)手段

創(chuàng)新實驗教學(xué)手段，通過視頻、動畫模擬等制作多媒體實驗課程，并實現(xiàn)網(wǎng)上學(xué)習(xí)，使實驗展示方式多樣化，讓學(xué)生真正做到課前預(yù)習(xí)，課上學(xué)習(xí)強化，課后復(fù)習(xí)鞏固，提高學(xué)生學(xué)習(xí)實驗的積極性和主動性，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、強化教學(xué)效果的效果。

近五年來，中心在單一化實驗講義的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新手段，通過視頻、動畫模擬等制作多媒體實驗課程，使實驗教學(xué)方式多樣化。中心安排人員參與實驗“劇本”的編寫及視頻拍攝和制作，并聯(lián)合公司制作虛擬實驗，利用動感的技術(shù)手段突出教學(xué)重點及難點，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)實驗的興趣。除了做基礎(chǔ)實驗的多媒體課程，中心計劃制作實踐課實驗及綜合設(shè)計性實驗的多媒體課程。通過將多媒體實驗課件上傳到局域網(wǎng)上供學(xué)生網(wǎng)上自學(xué)，幫助學(xué)生提前了解實驗，并讓學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行仿真和模擬操作。這種多樣化的實驗展示方式將發(fā)揮課前預(yù)習(xí)、課上強化、課后鞏固的作用，發(fā)展學(xué)生綜合實驗實踐能力和創(chuàng)新思維。

（三）建立多元化評價標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)考核及評價體系

改進(jìn)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的考核和評價體系。教學(xué)評價對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有引導(dǎo)作用，科學(xué)的評價方式有利于學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高[6]。因此，建立多元化的評價標(biāo)準(zhǔn)，既強調(diào)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，又突出對學(xué)生能力的評價，將有利于學(xué)生的能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高[7]?？己说姆绞娇梢远喾N多樣，注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、查找文獻(xiàn)的能力、PPT匯報演說能力等，讓學(xué)生在比較開放的、自由的環(huán)境中展示自己查閱、理解并歸納總結(jié)的學(xué)習(xí)成果。高分子卓越班的實踐課程就是通過定期匯報、總結(jié)報告及考試相結(jié)合的方式實現(xiàn)了對學(xué)生日常實習(xí)表現(xiàn)及掌握知識程度的評價，既考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的把握和動手實踐能力，又有利于對學(xué)生創(chuàng)新能力的鼓勵和肯定，還能評價學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力[8]。

三、結(jié)語

高分子材料工程“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，既需要從事人才培養(yǎng)的教師和實驗專職人員的積極參與[9]，又需要實驗基地的強大支撐，通過深化實驗教學(xué)改革，轉(zhuǎn)變理念，研究思路，探索方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)及參與實驗的積極性和主動性[10]，訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力，也提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力。在“卓越計劃”的全面建設(shè)推動下，完成“卓越計劃”規(guī)定的各項任務(wù)，實現(xiàn)“卓越計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高級工程技術(shù)人才，將會是高校人才教育和培養(yǎng)的重要發(fā)展方向。

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