新工科背景下材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)探索

柴波 孫亞 王婷婷 萬忞 陳小莉

摘要 在新工科建設(shè)背景下，構(gòu)筑有效的專業(yè)人才實(shí)踐教學(xué)體系是培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的重要保障。文章以武漢輕工大學(xué)為例，結(jié)合該校材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系存在的問題，提出增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)比例，構(gòu)建多層次的實(shí)踐教學(xué)體系，建立實(shí)踐教學(xué)評價(jià)和監(jiān)督機(jī)制及加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)、發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人作用等措施，期望為其他高校開展實(shí)踐教學(xué)體系改革和建設(shè)提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞 新工科；材料化學(xué)；創(chuàng)新；實(shí)踐教學(xué)；實(shí)習(xí)基地

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.6.027

2017年以來，教育部要求全國高校深入開展新工科建設(shè)，這是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的工程教育改革方向，其內(nèi)涵和指導(dǎo)思想指明了今后新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的是工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)，具有國際競爭力的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才[1-3]。這就要求高校在人才培養(yǎng)過程中應(yīng)不斷加強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)在加深學(xué)生對課程理論知識理解的同時(shí)，在學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用，直接關(guān)系到人才培養(yǎng)目標(biāo)能否達(dá)成。人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系是從課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)認(rèn)識實(shí)踐到工程綜合實(shí)踐等多個層次培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，因此構(gòu)筑有效的實(shí)踐教學(xué)體系具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[4-8]。

材料化學(xué)專業(yè)是化學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉、滲透而逐漸發(fā)展起來的新專業(yè)，具有明顯的學(xué)科交叉性，結(jié)合了理學(xué)的研究優(yōu)勢與工學(xué)的實(shí)踐特點(diǎn)[9]。本文以武漢輕工大學(xué)（以下簡稱“我?！保┎牧匣瘜W(xué)專業(yè)為例，在新工科建設(shè)的背景下，對材料化學(xué)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了一些有效的建設(shè)和改進(jìn)，從而達(dá)到新形勢下材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

1材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐體系存在的主要問題

1.1觀念上不夠重視實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)占比偏少

我校材料化學(xué)專業(yè)目前作為理學(xué)專業(yè)招生和培養(yǎng)，一些教師在觀念上認(rèn)為理學(xué)專業(yè)只需注重理論教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)只是理論教學(xué)的補(bǔ)充，教學(xué)重點(diǎn)只放在理論課堂教學(xué)上，對實(shí)踐教學(xué)不重視，人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)占比偏少。

1.2實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和設(shè)備相對陳舊落后

材料化學(xué)專業(yè)所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，特別是專業(yè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不能有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。此外，教學(xué)設(shè)備資金投入不足也導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、臺套數(shù)量少，很難滿足開展綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。

1.3集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)開展效果不理想

我校的材料化學(xué)專業(yè)從大二開始，在每個學(xué)期分別設(shè)置了集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、材料化學(xué)專業(yè)設(shè)計(jì)及開放性實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等。由于實(shí)踐教學(xué)評價(jià)考核和監(jiān)督制度不完善，教師對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求不嚴(yán)格，許多學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)敷衍了事，參與實(shí)踐過程不認(rèn)真，實(shí)習(xí)報(bào)告、課程論文更是簡單抄襲一下，實(shí)踐教學(xué)形式主義嚴(yán)重。

1.4實(shí)習(xí)基地產(chǎn)學(xué)研協(xié)同作用不明顯

盡管材料化學(xué)專業(yè)已與一些企業(yè)合作簽訂了實(shí)習(xí)基地協(xié)議，學(xué)生可以進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，但由于這些實(shí)習(xí)基地不能給企業(yè)帶來實(shí)際的效益，造成企業(yè)參與人才培養(yǎng)、進(jìn)行協(xié)同育人的積極性不高，實(shí)習(xí)基地沒有充分發(fā)揮協(xié)同育人的功能。

2材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)

2.1增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)比例

在新工科建設(shè)背景下，對于具有交叉性學(xué)科特點(diǎn)的材料化學(xué)專業(yè)，我們進(jìn)行了人才培養(yǎng)方案修訂，增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)。實(shí)踐環(huán)節(jié)主要由課堂實(shí)驗(yàn)課和集中性實(shí)踐教學(xué)組成，新修訂的材料化學(xué)人才培養(yǎng)方案，課堂實(shí)驗(yàn)課約有35學(xué)分，集中性實(shí)踐教學(xué)35學(xué)分，二者共70學(xué)分，材料化學(xué)專業(yè)總計(jì)要求完成160學(xué)分，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)占比達(dá)到43.7%，從而凸顯實(shí)踐教學(xué)的重要性。

2.2構(gòu)建多層次實(shí)踐教學(xué)體系

在新工科建設(shè)背景下，牢固樹立“以學(xué)生為本，實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主”的實(shí)踐教學(xué)理念，擺脫簡單的知識灌輸和以驗(yàn)證性實(shí)踐教學(xué)為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力，構(gòu)建“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)―專業(yè)實(shí)驗(yàn)―學(xué)科競賽―科研創(chuàng)新―生產(chǎn)實(shí)踐”的多層次實(shí)踐教學(xué)體系[10]。

第一層次：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)。材料化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要集中在大一、大二年級，開設(shè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程有無機(jī)及分析實(shí)驗(yàn)，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，通過這些實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練，使學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力。

第二層次：專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)。大學(xué)三年級主要對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，開設(shè)有材料化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)，化工原理實(shí)驗(yàn)，通過專業(yè)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，使學(xué)生基本具備從事本專業(yè)工作的實(shí)踐能力。

第三層次：學(xué)科競賽訓(xùn)練。學(xué)科競賽是提高學(xué)生綜合能力的重要方式，通過參加學(xué)科競賽不僅可以鞏固學(xué)生的專業(yè)知識，而且還培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高了就業(yè)競爭力。為鼓勵更多的學(xué)生參與到學(xué)科競賽中，以素質(zhì)學(xué)分、評比獎學(xué)金、評比優(yōu)秀學(xué)生等措施激勵學(xué)生參與學(xué)科競賽。近年來，材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生每年參與學(xué)科競賽的人數(shù)明顯增加，一些學(xué)生在學(xué)科競賽中也取得了不錯的成績，分別在2015年、2017年和2022年獲得湖北省挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎3次，2020年和2022年獲湖北省互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎2次，2021年獲湖北省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽二等獎1人，2019年獲湖北省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽三等獎2人。

第四層次：科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)。材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)主要通過集中性實(shí)踐環(huán)節(jié)的材料化學(xué)專業(yè)設(shè)計(jì)及開放性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等方式進(jìn)行。在這些集中性實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生被分成若干組，然后由材料化學(xué)的專任教師對分組的學(xué)生分別進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生完成相應(yīng)的課題研究報(bào)告，通過這些訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力得到增強(qiáng)。此外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)節(jié)也是對學(xué)生綜合實(shí)踐能力的有效訓(xùn)練和培養(yǎng)，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，自行完成文獻(xiàn)查閱整理，撰寫開題報(bào)告，完成英文文獻(xiàn)翻譯，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)收集和處理，最后獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫，通過該環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)一步提高，為將來從事本專業(yè)的工作打下基礎(chǔ)。

第五層次：生產(chǎn)實(shí)踐訓(xùn)練。生產(chǎn)實(shí)踐是專業(yè)教學(xué)中非常重要的認(rèn)知性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，材料化學(xué)專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐由生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)組成。生產(chǎn)實(shí)習(xí)設(shè)置在大三上學(xué)期，這時(shí)材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生剛開始接觸專業(yè)課程，通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)生加深了對本專業(yè)的理性認(rèn)知，進(jìn)一步了解了本專業(yè)的就業(yè)、市場前景等情況。畢業(yè)實(shí)習(xí)安排在大四下學(xué)期，學(xué)生完成理論和實(shí)踐課程學(xué)習(xí)之后，畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生走向社會，對未來從事相關(guān)工作的初步嘗試。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能應(yīng)對和處理實(shí)際工作問題的能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

2.3建立實(shí)踐教學(xué)評價(jià)和監(jiān)督機(jī)制

完善的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量評價(jià)和監(jiān)督機(jī)制是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)高質(zhì)量開展和實(shí)施的重要保障。對于開設(shè)的實(shí)踐課程，旨在評價(jià)學(xué)生實(shí)踐課程目標(biāo)的達(dá)成情況，包括基本操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)習(xí)報(bào)告、課程論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和平時(shí)表現(xiàn)等方面進(jìn)行考核與評價(jià)，其中學(xué)生提交的各類報(bào)告和論文要滿足相應(yīng)的達(dá)成該實(shí)踐訓(xùn)練目的的要求。此外，建立校院兩級督導(dǎo)評價(jià)制度，開展實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督和反饋。每學(xué)期期中，教學(xué)督導(dǎo)對實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行聽課，抽查實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)習(xí)報(bào)告、課程論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），重點(diǎn)檢查教師是否按課程表、教學(xué)大綱進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容是否有利于課程目標(biāo)達(dá)成，是否支撐相應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)，教學(xué)方式是否支持學(xué)生能力培養(yǎng)要求，學(xué)生實(shí)踐課程學(xué)習(xí)效果等，針對實(shí)踐教學(xué)情況提出書面意見和建議，并反饋給相應(yīng)的教師，對實(shí)踐教學(xué)中存在的不足或問題督促教師限期改進(jìn)。對于評價(jià)優(yōu)秀的實(shí)踐教學(xué)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師，學(xué)校應(yīng)給予相應(yīng)的教學(xué)獎勵。通過教學(xué)督導(dǎo)的監(jiān)督和評價(jià)，教師對實(shí)踐教學(xué)過程和效果更加重視，實(shí)踐教學(xué)效果顯著提高。

2.4加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人作用

加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)是保障實(shí)踐教學(xué)有序開展的前提，針對目前企業(yè)參與人才培養(yǎng)的積極性不高的情況，組織教師赴企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)對畢業(yè)生的需求，并邀請企業(yè)參與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和要求的設(shè)計(jì)修訂。本著“優(yōu)勢互補(bǔ)，互惠共贏”的原則，充分發(fā)揮高校教師及畢業(yè)生的人才優(yōu)勢，鼓勵教師深入企業(yè)現(xiàn)場，與企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行深入對接，了解企業(yè)生產(chǎn)中的科學(xué)技術(shù)難題，聯(lián)合開展科技攻關(guān)，共同申報(bào)產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，不僅解決了企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)難題，而且企業(yè)的創(chuàng)新能力也得到提高，企業(yè)在聯(lián)合開發(fā)過程中還可以培養(yǎng)技術(shù)人員。此外，教師深入企業(yè)也能夠?qū)ζ髽I(yè)的員工進(jìn)行專業(yè)理論培訓(xùn)，提高了員工素質(zhì)。這樣，作為實(shí)習(xí)基地的企業(yè)在產(chǎn)學(xué)研協(xié)作過程中得到了真正實(shí)惠和好處，他們才有更大的熱情參與人才培養(yǎng)。作為學(xué)校，也可邀請企業(yè)的工程技術(shù)人員給學(xué)生授課，邀請他們參與人才培養(yǎng)方案修訂，真正發(fā)揮實(shí)習(xí)基地產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人作用。

3結(jié)語

新工科建設(shè)背景下，培養(yǎng)具有較強(qiáng)動手能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的材料化學(xué)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，必須要加強(qiáng)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐體系的建設(shè)。本文針對武漢輕工大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐體系中存在的問題，進(jìn)行了一些初步的建設(shè)和改進(jìn)措施：增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)比例，構(gòu)建多層次實(shí)踐教學(xué)體系，建立實(shí)踐教學(xué)評價(jià)和監(jiān)督機(jī)制，加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人作用。這些措施雖然在人才培養(yǎng)中初見成效，但實(shí)踐教學(xué)體系的改革和建設(shè)是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)工程，只有不斷探索和改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)當(dāng)前新工科建設(shè)對專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，也期望我們在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上的改進(jìn)措施為其他高校開展實(shí)踐教學(xué)體系改革和建設(shè)提供借鑒。

基金項(xiàng)目：湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目（2021349）；武漢輕工大學(xué)校級教學(xué)研究項(xiàng)目（XM2021004）。

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