摘" 要:《中國制造2025》提出建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國,創(chuàng)新是關(guān)鍵,人才是根本。綜合實(shí)訓(xùn)課程肩負(fù)著無機(jī)非金屬材料工程實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)的使命。針對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中學(xué)生存在的“專業(yè)情懷、使命、擔(dān)當(dāng)意識(shí)不強(qiáng),專業(yè)理論轉(zhuǎn)化成綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力不足,專業(yè)思維能力不能迅速適應(yīng)崗位要求”等問題,團(tuán)隊(duì)依托該地區(qū)瓷藝非物質(zhì)文化遺產(chǎn),秉承“以訓(xùn)明理、以訓(xùn)賦能、以訓(xùn)育人——三訓(xùn)鑄器”教學(xué)理念,創(chuàng)建“任務(wù)驅(qū)動(dòng)-自主探究-高階挑戰(zhàn)”教學(xué)模式,構(gòu)建“共情-內(nèi)化-重塑-踐行”思政育人體系,創(chuàng)設(shè)產(chǎn)學(xué)研融合教學(xué)情境,旨在打造“五步六融合”實(shí)訓(xùn)課堂,弘揚(yáng)中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、傳承工匠精神、培養(yǎng)新工科背景下中國制造實(shí)踐創(chuàng)新人才。創(chuàng)新成果為工科同類課程提供教學(xué)范式,在兄弟院校同類專業(yè)中發(fā)揮示范引領(lǐng)作用,并得到產(chǎn)業(yè)界一致好評(píng)。
關(guān)鍵詞:新工科;產(chǎn)教融合;綜合實(shí)訓(xùn);無機(jī)非金屬材料工程;實(shí)踐
中圖分類號(hào):G640" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A" " " " " 文章編號(hào):2096-000X(2023)29-0144-05
Abstract: \"Made in China 2025\" proposed building a manufacturing power, innovation is the key, talent is fundamental.This course shoulders the mission of cultivating innovative talents in inorganic non-metallic materials engineering practice. There exist the following problems: The students \"professional feelings, mission, sense of responsibility is not strong. The professional theory into a comprehensive practical innovation ability is insufficient. The professional thinking ability can not quickly adapt to the job requirements. The teacher team relies on the region porcelain intangible cultural heritage andadheres to the teaching philosophy of \"understanding the truth, increasing their ability, cultivating talents, and eventually growing into talents with good quality and noble soul\". We create a \"task-driven-independent inquiry-high-level challenge\" teaching model, build \"empathy-internalization-remodeling-practice\" ideological and political education system, create a teaching situation of industry-university-research integration. The aim is to create \"five steps six fusion\" training classroom, carry forward China 's excellent traditional culture, inherit the spirit of craftsmen, and cultivate innovative talents of Chinese manufacturing practice under the background of \"new engineering\". The innovative achievements have provided a teaching paradigm for similar engineering courses, played a leading role in the demonstration of similar majors in brother colleges, and received unanimous praise from the industry.
Keyword: new engineering; integration of production and education; comprehensive training; inorganic non-metallic materials engineering; practice
基金項(xiàng)目:內(nèi)蒙古自治區(qū)教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目“面向區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求的‘產(chǎn)教融合雙循環(huán)’無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究”(JGZD2022014);內(nèi)蒙古自治區(qū)研究生教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于數(shù)智企業(yè)管理思維提升的工商管理場(chǎng)景化教學(xué)模式研究”(JGCG2022085);內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目“《無機(jī)非金屬材料工程綜合實(shí)訓(xùn)》”(NEC2020002);內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目“基礎(chǔ)理論與實(shí)踐能力雙高型無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”(無編號(hào))
第一作者簡(jiǎn)介:滕英躍(1976-),男,漢族,山東萊州人,博士,教授,博士研究生導(dǎo)師,副院長(zhǎng)。研究方向?yàn)闊o機(jī)非金屬材料工程。
*通信作者:王威(1977-),男,蒙古族,遼寧錦州人,講師,教務(wù)中心主任。研究方向?yàn)闊o機(jī)化學(xué)。
無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)是面向本專業(yè)四年級(jí)本科生開設(shè)的專業(yè)核心課程,是材料科學(xué)基礎(chǔ)、無機(jī)非金屬材料工學(xué)等課程的后續(xù)課程,是對(duì)非金屬材料理論知識(shí)的系統(tǒng)應(yīng)用與深化?;凇吨袊圃?025》和新工科對(duì)工程實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求[1],課程旨在通過基本工程研究方法的實(shí)踐,讓學(xué)生系統(tǒng)掌握材料制備基本規(guī)律與研究方法,具備獨(dú)立工程技術(shù)分析、設(shè)計(jì)和運(yùn)用等實(shí)踐創(chuàng)新能力,提高工程思維、工程素養(yǎng)與解決復(fù)雜工程問題能力,增強(qiáng)工程師責(zé)任與使命,情系中國制造,為制造業(yè)“三步走”提供人才支撐(圖1)。
一" 教學(xué)“痛點(diǎn)”問題及成因分析
(一)" 教學(xué)痛點(diǎn)問題
1" 專業(yè)情懷、使命、擔(dān)當(dāng)意識(shí)不強(qiáng)
學(xué)生專業(yè)情懷和使命感不強(qiáng),不愿到生產(chǎn)制造一線,在工作中缺乏責(zé)任心和擔(dān)當(dāng)意識(shí)。
2" 專業(yè)理論轉(zhuǎn)化成綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力不足
學(xué)生有實(shí)踐,但是創(chuàng)新能力弱,將理論轉(zhuǎn)化為解決實(shí)踐問題的高階能力不足,無法有效應(yīng)對(duì)工程實(shí)踐未知與復(fù)雜問題。
3" 專業(yè)思維能力不能迅速適應(yīng)崗位要求
學(xué)生專業(yè)思維能力訓(xùn)練弱,難以促進(jìn)高階專業(yè)思維形成,崗位勝任力不強(qiáng)。
(二)" 成因分析
1" 課程思政與綜合實(shí)訓(xùn)過程脫節(jié)
課程思政與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容結(jié)合不緊密,導(dǎo)致學(xué)生缺乏專業(yè)自信和責(zé)任意識(shí)、缺乏揭示自然規(guī)律的熱情,育人效果不突出。
2" 實(shí)訓(xùn)環(huán)境與產(chǎn)業(yè)環(huán)境融合度低
原有實(shí)訓(xùn)課程缺乏材料制備完整性,與產(chǎn)業(yè)環(huán)境融合度低、缺乏對(duì)科學(xué)規(guī)律的系統(tǒng)挖掘,無法提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力。
3" 實(shí)訓(xùn)任務(wù)與產(chǎn)業(yè)實(shí)際需要脫節(jié)
原有實(shí)訓(xùn)課程缺乏對(duì)新材料、新工藝、新技術(shù)等前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域的探索和拓展,不能滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)人才需求。
二" 創(chuàng)新的理性認(rèn)識(shí)與思路
(一)" 創(chuàng)新的理性認(rèn)識(shí)
傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)類課程由于上述三種脫節(jié)現(xiàn)象,產(chǎn)生了“以教師為中心”“教學(xué)模式陳舊”“師生交流少”“重驗(yàn)證輕情境”“重現(xiàn)象輕創(chuàng)新”“重知識(shí)輕思維”等不足,進(jìn)而學(xué)生學(xué)習(xí)出現(xiàn)3個(gè)痛點(diǎn)問題。根據(jù) “實(shí)用主義教育觀”,學(xué)習(xí)者成長(zhǎng)應(yīng)在真實(shí)環(huán)境中以“經(jīng)驗(yàn)”為內(nèi)容,以“做中學(xué)”為方法[2],以“學(xué)生中心”為宗旨。為滿足新工科人才需求,必須將傳統(tǒng)教學(xué)模式向“任務(wù)驅(qū)動(dòng)-自主探究-高階挑戰(zhàn)”變革,將綜合實(shí)訓(xùn)過程與課程思政相結(jié)合、與產(chǎn)業(yè)環(huán)境相結(jié)合、與產(chǎn)業(yè)實(shí)際需要相結(jié)合。
(二)" 創(chuàng)新思路
基于學(xué)生“痛點(diǎn)”問題及其成因,本課程依托本地區(qū)省級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)——清水河瓷藝,以“實(shí)用主義教育觀”為指導(dǎo)思想,建立綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)生態(tài)系統(tǒng),將課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)模式、課程思政、教學(xué)環(huán)境和評(píng)價(jià)體系6部分有機(jī)融合,以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)-自主探究-高階挑戰(zhàn)”教學(xué)模式,秉承“三訓(xùn)鑄器”育人理念:以訓(xùn)明理-善事利器、以訓(xùn)賦能-鑄己成器、以訓(xùn)育人-君子不器,培養(yǎng)新工科背景下中國制造實(shí)踐創(chuàng)新人才(圖2)。
三" 創(chuàng)新的探索與實(shí)踐
針對(duì)教學(xué)中的痛點(diǎn)問題,采用“優(yōu)化課程目標(biāo)、重構(gòu)課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)模式、創(chuàng)建多維思政、升級(jí)教學(xué)環(huán)境和改革評(píng)價(jià)體系”等創(chuàng)新舉措。
(一)" “三訓(xùn)”教學(xué)理念優(yōu)化課程目標(biāo)
為解決課程“重驗(yàn)證輕情境、重現(xiàn)象輕創(chuàng)新、重知識(shí)輕思維”問題,團(tuán)隊(duì)秉承“三訓(xùn)”教學(xué)理念,以“善事利器”“鑄己成器”“君子不器”育人目標(biāo)為指導(dǎo),優(yōu)化課程目標(biāo):培養(yǎng)具有較高實(shí)踐創(chuàng)新能力、專業(yè)思維能力,具有責(zé)任、使命與擔(dān)當(dāng)意識(shí)的無機(jī)非金屬材料工程一流人才(表1)。
(二)" “五步六融合”重構(gòu)課程內(nèi)容
針對(duì)課程教學(xué)中痛點(diǎn)問題,以“舊知激活、經(jīng)驗(yàn)更迭、重塑經(jīng)驗(yàn)”為課程內(nèi)容設(shè)計(jì)路徑,通過“五步六融合”重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。
以“六融合”重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容:①結(jié)合地區(qū)瓷藝非遺,弘揚(yáng)傳統(tǒng)文化,傳承工匠精神;②依托橫向課題設(shè)置前沿實(shí)訓(xùn)題目,滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)人才高端需求;③獨(dú)立完成材料全過程制備,系統(tǒng)化專業(yè)思維;④課程思政貫穿始終,培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)責(zé)任感和對(duì)科學(xué)規(guī)律的探索熱情;⑤跨專業(yè)合作培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、拓寬知識(shí)結(jié)構(gòu);⑥拓展訓(xùn)練開闊學(xué)生視野、培養(yǎng)科學(xué)精神。
以“五步學(xué)習(xí)法”為指導(dǎo),于工程情境中內(nèi)化已有理論知識(shí),解決來自工程場(chǎng)景的真實(shí)問題,啟發(fā)學(xué)生技術(shù)選擇和參數(shù)設(shè)計(jì),確定具體工藝方案并實(shí)施,最終驗(yàn)證設(shè)計(jì)思想,通過螺旋式認(rèn)知和持續(xù)改進(jìn),實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化,創(chuàng)新能力、思維能力提升。
(三)" 創(chuàng)建“任務(wù)驅(qū)動(dòng)-主動(dòng)探究-高階挑戰(zhàn)”教學(xué)模式
針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)痛點(diǎn),團(tuán)隊(duì)創(chuàng)設(shè)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)-自主探究-高階挑戰(zhàn)”教學(xué)模式,設(shè)置17項(xiàng)教學(xué)活動(dòng),9項(xiàng)支撐(表2)。課前任務(wù)驅(qū)動(dòng):教師將學(xué)習(xí)任務(wù)和MOOC等資料發(fā)布給學(xué)生,并提出思考題,要求學(xué)生制定設(shè)計(jì)方案。學(xué)生通過觀看教學(xué)視頻、閱讀資料、組內(nèi)交流,掌握實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的原理和實(shí)驗(yàn)方法,熟悉實(shí)訓(xùn)操作過程,制定設(shè)計(jì)方案。課中自主探究:學(xué)生自主完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,討論實(shí)訓(xùn)結(jié)果;教師點(diǎn)評(píng)實(shí)訓(xùn)過程,并講解機(jī)理及影響因素,引導(dǎo)學(xué)生向更深層次探究。課后高階挑戰(zhàn):學(xué)生自主完成復(fù)雜高階任務(wù)的設(shè)計(jì)、制備、表征等,總結(jié)實(shí)訓(xùn)結(jié)果,完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料制備規(guī)律的內(nèi)化,培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新和思維能力。
(四)" 創(chuàng)建“多維一體以訓(xùn)鑄魂”思政模式
針對(duì)課程思政與綜合實(shí)訓(xùn)過程融合度低,設(shè)置“科學(xué)精神、科學(xué)方法、人文情懷、專業(yè)責(zé)任”4個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)思政育人[3]。
針對(duì)課程中缺少工程倫理、專業(yè)精神等價(jià)值塑造元素的融合,設(shè)置“科學(xué)精神、科學(xué)方法、人文情懷、專業(yè)責(zé)任”4個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)思政育人(表3)。共情:以案例激發(fā)專業(yè)興趣、專業(yè)信心、民族自豪感;內(nèi)化:以實(shí)踐吸引、啟發(fā)、調(diào)動(dòng)主動(dòng)性,以教師和專家人格魅力感染學(xué)生,真正把核心價(jià)值觀內(nèi)化于心;重塑:多維育人使學(xué)生重塑專業(yè)情懷和使命感,樹立責(zé)任心和擔(dān)當(dāng)意識(shí),迸發(fā)揭示自然規(guī)律的熱情;踐行:“70年校慶”校園風(fēng)景瓷板畫作品展等踐行愛黨愛國愛校情懷。
(五)" 創(chuàng)建立體化教學(xué)環(huán)境
以“學(xué)習(xí)平臺(tái)、簡(jiǎn)單場(chǎng)景、復(fù)雜情境”為設(shè)計(jì)思路,創(chuàng)建線上、線下,校內(nèi)、校外立體化教學(xué)資源。
以橫縱向科研課題為實(shí)訓(xùn)題目,產(chǎn)業(yè)情境滿足學(xué)生個(gè)性化和前沿需求;工程研究中心等實(shí)驗(yàn)室保障學(xué)生自主探究和高階挑戰(zhàn);導(dǎo)師、行業(yè)專家、跨專業(yè)合作,為探究、挑戰(zhàn)提供技術(shù)支持;MOOC為學(xué)生提供認(rèn)知平臺(tái),自建的案例資源庫檢索交流平臺(tái)提供了豐富的典型案例資源等;公眾號(hào)等交流平臺(tái)促進(jìn)師生、生生交流分享;雨課堂建立了師生課前-課上-課后的良好溝通,即時(shí)反饋。
(六)" 改革評(píng)價(jià)體系
構(gòu)建以形成性評(píng)價(jià)為主體的基于多目標(biāo)、全過程、多角度的綜合評(píng)價(jià)體系。
設(shè)置3個(gè)階段節(jié)點(diǎn)考核:考核量表保證了標(biāo)準(zhǔn)的一致性,完成即時(shí)、實(shí)時(shí)、適時(shí)反饋;學(xué)生成績(jī)由學(xué)生自評(píng)、互評(píng)(50%)和教師考評(píng)(50%)構(gòu)成;考核量規(guī)在雨課堂發(fā)布(圖1),學(xué)生能夠即時(shí)改進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度等存在問題;教師依托雨課堂完成慕課、視頻學(xué)習(xí)、討論和客觀題考核,能夠客觀、精準(zhǔn)、即時(shí)把握線上線下學(xué)情,理性反思,動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué),根據(jù)各考核結(jié)果分析,反思課程設(shè)置合理性、學(xué)生狀態(tài)及其原因,在保證課程目標(biāo)達(dá)成的前提下,有針對(duì)性地精準(zhǔn)幫扶有困難學(xué)生完成課程任務(wù),對(duì)優(yōu)秀學(xué)生提供自擬課題平臺(tái),引導(dǎo)其向更深入探究。
四" 創(chuàng)新成效與推廣應(yīng)用
(一)" 創(chuàng)新成效
1" 育人效果
1)明理-專業(yè)思維能力提升-善事利器。學(xué)生能夠獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、分析、解決生產(chǎn)中實(shí)際問題;考核標(biāo)準(zhǔn)中思維能力要素達(dá)到滿分人數(shù)明顯增加,專業(yè)思維能力提高。
2)賦能-學(xué)習(xí)成果顯著-鑄己成器。學(xué)生參賽獲獎(jiǎng)51項(xiàng),參與教師科研80人次,師生合作發(fā)表論文7篇,引用100多次;學(xué)生完成了“壓電陶瓷”等6類新型材料的制作,孵化大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目26項(xiàng),授權(quán)專利4項(xiàng),舉辦學(xué)生陶瓷作品展。
考核標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)踐創(chuàng)新能力考核要素滿分人數(shù)明顯增加,學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力明顯提高。
3)育人-綜合素質(zhì)提高-君子不器。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不僅僅局限在在本專業(yè)領(lǐng)域,還積極向其他領(lǐng)域拓展,如化工機(jī)器人、化工安全、環(huán)保等,學(xué)生完成20多個(gè)跨專業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目,參加50余項(xiàng)比賽,斬獲多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
綜合素質(zhì)要素考核滿分人數(shù)明顯增加,學(xué)生綜合素質(zhì)提高。
2" 課程建設(shè)效果
1)課程建設(shè)。完成了無機(jī)非金屬材料案例資源庫檢索交流平臺(tái)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了課程資源共享,囊括生產(chǎn)案例庫、安全事故案、工程倫理、思政案、習(xí)題庫和自制微視頻6種課程資源;以實(shí)訓(xùn)為核心的校級(jí)重點(diǎn)教改項(xiàng)目獲優(yōu)秀結(jié)題,并獲自治區(qū)級(jí)重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目和新工科課程資助;獲得2022年第二屆全國高校教學(xué)創(chuàng)新大賽地方高校正高組三等獎(jiǎng);課程作品在內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)70周年校慶中中舉辦陶瓷展,獲得廣泛好評(píng)。
2)團(tuán)隊(duì)建設(shè)水平。團(tuán)隊(duì)教師承擔(dān)16項(xiàng)各級(jí)教學(xué)改革項(xiàng)目,2020年獲批校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì),發(fā)表教學(xué)研究論文30余篇,引用200余次,獲各級(jí)優(yōu)秀研究成果“一等獎(jiǎng)”“三等獎(jiǎng)”等榮譽(yù),團(tuán)隊(duì)建設(shè)成果支撐專業(yè)獲批校級(jí)一流專業(yè)。
3)課程建設(shè)學(xué)生反饋。學(xué)生調(diào)查結(jié)果顯示專業(yè)認(rèn)可度達(dá)97%、專業(yè)教師認(rèn)可度100%、課程設(shè)置滿意度98%,90%以上同學(xué)認(rèn)為課程能夠提升思維能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力和專業(yè)情懷。
(二)" 創(chuàng)新成果的推廣應(yīng)用
課程改革后在本校運(yùn)行五年,學(xué)生以綜合實(shí)訓(xùn)為依托完成6類作品,共計(jì)400余件。非18級(jí)學(xué)生與建筑學(xué)院協(xié)同完成的校園風(fēng)景瓷板畫多學(xué)院展出,1 500余人次參觀,創(chuàng)新成果反響巨大。
學(xué)生實(shí)訓(xùn)課程作品和創(chuàng)新成果獲得學(xué)校和同行認(rèn)可,部分優(yōu)秀作品被校史館收藏。
課程負(fù)責(zé)人為學(xué)校教學(xué)委員會(huì)委員,多次在學(xué)校和部分學(xué)院進(jìn)行交流講座,累計(jì)輻射740多人次,課程創(chuàng)新成果為多專業(yè)借鑒,校教發(fā)中心作為優(yōu)秀案例推廣。
200多名校友參觀了迎校慶陶瓷展,部分展品被校友收藏;青年教師參加全國教學(xué)創(chuàng)新大賽交流經(jīng)驗(yàn);課程交流QQ群、微信公眾號(hào)已關(guān)注1 000余人。
“任務(wù)驅(qū)動(dòng)-主動(dòng)探究-高階挑戰(zhàn)”的教學(xué)模式被同類專業(yè)及企業(yè)借鑒。2020—2022年為2家企業(yè)共培訓(xùn)職工532人次;學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)被內(nèi)蒙古先進(jìn)陶瓷設(shè)計(jì)院采納為員工培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn);教學(xué)模式被內(nèi)蒙古化工協(xié)會(huì)、內(nèi)蒙古水泥協(xié)會(huì)、內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院借鑒并推廣;與煤田地質(zhì)局等企業(yè)合作開發(fā)的五項(xiàng)實(shí)訓(xùn)成果獲得業(yè)界應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉吉臻,翟亞軍,荀振芳.新工科和新工科建設(shè)的內(nèi)涵解析——兼論行業(yè)特色型大學(xué)的新工科建設(shè)[J].高等工程教育研究,2019(3):21-28.
[2] 傅松濤,劉亮亮.杜威教育觀百年誤讀:實(shí)用主義還是行動(dòng)主義[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(bào):教育科學(xué)版,2019,21(5):20-27.
[3] 賈啟君.新工科課程思政建設(shè)的實(shí)踐邏輯[J].中國大學(xué)教學(xué),2021(5):50-53.