工程教育認證背景下材料科學與工程專業(yè)實踐教學模式改革

鄧慧宇 陳慶春 金天翔 孟路燕 那兵

[摘 要] 基于“以生為本”，產(chǎn)出原則的工程教育認證背景下，東華理工大學材料科學與工程專業(yè)通過整合優(yōu)化實驗內(nèi)容、建設虛擬仿真實驗平臺、改進校企合作模式、拓展實訓教學基地、實施本科生導師制，將課外科技活動指導落到實處、深挖思政資源等一系列改革，完善實踐教學模式，促進人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高。

[關鍵詞] 工程教育認證;材料科學與工程;實踐教學模式

[課題項目] 東華理工大學校級教改課題：工程認證背景下基于OBE理念“材料科學與工程”專業(yè)實踐教學體系的完善與研究——以東華理工大學為例（DHJG-18-43）

[作者簡介] 鄧慧宇（1973—），女，江西贛州人，博士，東華理工大學教授，主要從事功能材料方面教學與研究。

[中圖分類號] G712? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）37-0142-02? ? [收稿日期] 2019-12-16

材料科學與工程專業(yè)，是研究材料成分、結構、加工、性能和應用的學科，應用面廣、就業(yè)前景好。截至2019年，全國有199所高校開設了該專業(yè)，其中33所已通過工程教育認證[1]，多數(shù)是雙一流高校、雙一流學科的高校。而處于經(jīng)濟相對落后省份、辦學條件受到一定制約的地方高校應該建立怎樣的培養(yǎng)體系，怎樣加強教學實施與管理，以不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，亟待研究。其中，實踐教育是人才培養(yǎng)中非常重要的環(huán)節(jié)。因此，我們基于OBE理念，遵循目標性、循序漸進性及效率性原則，優(yōu)化構建了材料科學與工程專業(yè)實踐教學體系，進行了實踐教學模式改革。

一、整合優(yōu)化教學內(nèi)容，構建實踐課程教學體系

根據(jù)培養(yǎng)目標及要求，整合優(yōu)化教學內(nèi)容，確立演示型、驗證型、綜合型、設計型、創(chuàng)新研究綜合型五個層次，工程專業(yè)通識教育、工程專業(yè)基本能力、工程專業(yè)應用能力及工程專業(yè)創(chuàng)新能力四大模塊的“五層次、四模塊”實驗、實踐教學課程體系。原先材料專業(yè)實驗是分散在相應理論課中，實驗內(nèi)容難免重復，浪費資源，影響效率。將材料類實驗內(nèi)容分別整合成材料合成、制備與加工實驗，材料的結構及性能表征實驗及提高型綜合-設計實驗。實驗項目設置上按知識點開設并更新內(nèi)容，及時將科研成果轉(zhuǎn)化為實驗項目，適當降低演示型、驗證型實驗比例、增大綜合型、設計型實驗比例，共增設“PVDF膜的親水改性及分離性能”等21個綜合型、設計型實驗。學生分組實驗，每組分工合作，培養(yǎng)團隊精神、人際交流能力和合作精神。

二、改善實驗室條件、加強實訓基地建設，加強師資培訓，為實踐教學提供有力保障

（一）建設虛擬仿真實驗平臺

“材料現(xiàn)代分析方法”等實驗中涉及了掃描電子顯微鏡、X-射線衍射儀等大型儀器設備，以往只能采用參觀，演示性操作來了解相關結構及原理，效果差強人意。此外，生產(chǎn)實習中企業(yè)出于安全性考慮，嚴格限制學生生產(chǎn)實習的時間和范圍，許多場所學生不能動，只能看，導致學生生產(chǎn)實習參與度很低。因此，調(diào)研了北京歐貝爾、東方仿真等多家公司，本著“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則[2]，購置相關軟、硬件，構建虛擬仿真實驗平臺。學生線上操控X射線單晶衍射儀等儀器。生產(chǎn)實習前進行為期二周的虛擬仿真訓練，包括間歇反應釜、精餾塔、固定床等單元訓練以及聚氯乙烯的聚合、純化、干燥、原料回收的組合訓練，有力彌補現(xiàn)場實習中動手環(huán)節(jié)較少的不足。

（二）積極探索校企合作新模式

理想的校企合作，學生實習必須深入生產(chǎn)第一線，切實參與相關工作，同時也能為企業(yè)創(chuàng)造價值。原先的生產(chǎn)實習由于時間僅為4周，企業(yè)考慮到安全及效益，積極性不高，實習常常簡化為車間參觀，或是簡單的體力操作，收效甚微。其實，提高企業(yè)接納學生實習的積極性在于能讓企業(yè)受益。所以我們讓愿意暑假進公司實習的學生在征得家長同意的前提下，生產(chǎn)實習與暑假打通，利用生產(chǎn)實習、暑假時間進入公司工作，有條件的直接在公司開展畢業(yè)論文。這樣，實習創(chuàng)造的價值大于培訓及工資成本，企業(yè)、學生雙方受益。

目前與江西豐臨醫(yī)用器械有限公司等7家公司深化交流，進行產(chǎn)品開發(fā)，技術更新，為企業(yè)員工提供再教育等服務。由于雙師型教師較少，多數(shù)是博士畢業(yè)后從學校到學校，缺乏企業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，所以教師也深入企業(yè)加強企業(yè)培訓。一般，從事生產(chǎn)實習指導的教師都要求至少在企業(yè)累計實習、工作6個月以上或者從事過橫向開發(fā)項目、擔任過企業(yè)顧問。

此外，積極開發(fā)新的實習基地，目前新增江西贛鋒鋰業(yè)有限公司等三個實習基地，為學生工程能力培養(yǎng)提供了有力保障。

三、積極推行本科生導師制、將挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等課外科技活動落到實處

本科生導師制有利于充分發(fā)揮教師的主導作用，建立新型師生關系，實施因材施教和個性化培養(yǎng)[3]。學院原有科研基礎較好，加上大力引進博士，為本科生導師制的實施提供了良好保障。目前，大二開始采取自愿原則進行師生互選，由于大二學生還未接觸專業(yè)知識，所以以講座式提高學生學習興趣為主，優(yōu)秀的大二學生及大三學生則直接參與導師科研工作，較成熟的課題申報大學生科技創(chuàng)新、競賽項目并作為畢業(yè)論文的課題。學校、學院兩級對競賽項目指導教師的獎勵制度極大地提高了教師的積極性。學生參與熱情很高，2017—2019年，參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“創(chuàng)青春”全國大學生創(chuàng)業(yè)計劃大賽等競賽中獲得二等、三等獎多項。

四、深挖實踐課程中的思政教育資源，實現(xiàn)立德樹人潤物無聲

工程教育認證要求實現(xiàn)價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的教學目標。實踐教學中，深挖思政教育資源，實現(xiàn)立德樹人潤無聲[4]。開課前加強安全教育，實驗中貫穿“材料的環(huán)境評估”，加強工程倫理教育。學生設計的實驗方案要求考慮經(jīng)濟、社會、環(huán)境、健康與安全等各方面的問題。例如，在相轉(zhuǎn)化成膜制備高分子分離膜時，盡量選擇低毒環(huán)保溶劑，有機合成時減少呋喃、吡啶等有機試劑的使用。

實習環(huán)節(jié)融入思想政治教育內(nèi)容。目前材料科學與工程專業(yè)的學生都是在南昌，對學校的注冊地撫州了解相對較少。利用生產(chǎn)實習的休息時間，增設了“尋根之旅”內(nèi)容。學生從“震旦樓”“蘑菇云廣場”等一系列富有特色的地名、樓名中充分感受學校特色，從地質(zhì)博物館的建設感受到奉獻精神，愛校、榮校之情溢于言表。此外，在企業(yè)介紹中，加入企業(yè)發(fā)展史、環(huán)保改進措施、社會責任擔當?shù)葍?nèi)容，讓學生體會到作為材料專業(yè)的從業(yè)人員所需具有能力與責任。

五、結束語

總之，東華理工大學材料科學與工程專業(yè)通過一系列的實踐教學改革，取得了一定成效。但是，還存在不少問題亟待解決。例如材料類加工的虛擬仿真軟件相對界面比較簡單，如何更好滿足要求還需加強調(diào)研、甚至合作開發(fā)相關軟件;學生實習經(jīng)費較少，開源節(jié)流需進一步探索;教輔人員的績效考核制度需進一步完善?？傊?，需不忘初心，加強完善實踐教學體系，不斷培養(yǎng)出材料類高質(zhì)量應用型人才。

參考文獻

[1]孫晶，張偉，任宗金，等.工程教育專業(yè)認證畢業(yè)要求達成度的成果導向評價[J].清華大學教育研究，2017，38（4）：117-124.

[2]張浩，張偉，彭敬東，龔成斌，雷洪，張鈺婷.用于化工專業(yè)生產(chǎn)實習教學的虛擬實訓系統(tǒng)[J].西南師范大學學報（自然科學版），2018，43（3）：156-160.

[3]余員琴，范雙南，余修武，陳海文.軟件工程本科生科研和實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索[J].高教學刊，2019（22）：33-35.

[4]張金勇，陳曉暾，陳正，委福祥.高校理工科專業(yè)基礎課程中的思政教育探索與實踐——以《弧焊電源及控制》課程為例[J].西安航空學院學報，36（6）：91-93.