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關鍵詞:高分子材料與工程;特色化;人才培養模式;林業院校
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2015)10-0066-02
隨著科技的不斷進步,各國都在不斷創新和研發新的材料,而每一種新材料的使用,都能夠引起一次技術上的重大變革,而這種變革可能是世界性的。現代人類社會的“三大支柱”領域分別為材料、能源和信息。正是在這種背景下,高分子材料與工程專業在短短的二十年時間內發展迅速。1998年,教育部調整了高等學校本科專業目錄,將與高分子材料相關的工科類專業統一為高分子材料與工程專業。教育部出臺的專業建設指導精神明確指出,要重點發展高分子材料產業[1]。
東北林業大學高分子材料與工程專業,始建于2000年10月,專業的建立基于東北林業大學木材科學與技術學科在天然高分子材料的加工與利用等條件成熟的基礎上,由我國木材膠黏劑領域知名專家顧繼友教授組織創辦。在十幾年的不斷實踐探索中,建立了具有自己特色的人才培養模式,并依托東北林業大學的發展平臺,明確培養目標,凸顯了林業院校的特色和優勢,培養了一大批兼具知識、能力和實踐動手能力的高素質人才。
一、依托院校優勢,打造品牌專業
東北林業大學創建于1952年,是國家“211工程”和“優勢學科創建平臺”項目重點院校。學校是以林科為發展優勢,以林業工程為辦學特色的綜合性大學。高分子材料與工程專業在建立之初就顯示出專業的優勢,它是在天然高分子開發利用、生物質復合材料、高聚物合成、合成樹脂膠黏劑的開發等領域都較成熟完備的基礎上發展起來的,具有厚基礎的專業優勢。專業發展迅速,于2003年獲批建立“生物材料工程”博士點學科,2006年該學科被評為黑龍江省重點學科,2010年進入“985”優勢學科平臺建設行列,目前是東北林業大學的重點專業。專業涵蓋了膠黏劑、生物質復合材料、天然與合成高分子材料和生物質功能材料四個具有學科優勢和特色的方向。其中膠黏劑是本專業的主要特色,尤其是木質基材料用膠黏劑的研究、開發和推廣方面處于世界先進、國內領先的行列;專業的另一個特色是生物質復合材料的研究,尤其是在木塑復合材料、木質素、蛋白質、淀粉等生物質材料的開發利用方面具有較大優勢。
高分子材料與工程專業為黑龍江省重點專業,教學理念先進,師資力量雄厚,具有豐富的教學管理經驗,本專業有三門課程“膠黏劑與涂料”、“生物質材料”和“材料科學與工程基礎”入選東北林業大學重點課程建設項目。東北林業大學作為林業院校的領跑者,有著林業院校的優勢。為此,東北林業大學高分子材料與工程專業在人才培養模式的制定上以林業院校優勢為依托,支撐學科“生物材料工程”在科研方面以天然高分子為核心,以生物質復合材料、膠黏劑、天然與合成高分子材料以及生物質功能材料四個特色研究方向為重點。與之相適應的專業人才培養模式既注重高分子材料與工程專業的基礎,更體現林業院校相關專業的優勢特色。在近十幾年的人才培養過程中,專業也在不斷的調整修訂人才培養方案,既重基礎,又寬口徑,注重素質和能力培養,突出林業院校品牌專業的特色和優勢。
二、特色化人才培養模式的構建
人才培養模式作為高等院校人才培養活動的實踐規范和基本樣式,是高等院校對本科人才培養目標、培養過程、培養途徑以及培養方法等要素的綜合概括。隨著目前人才市場化程度的日益高漲,如何造就適應社會需要的應用創新型人才是亟待解決的難題[2]。不同的學校、專業應根據人才需求、本身專業特色以及學校優勢等方面探索一條適合自己的人才培養模式,并且要經過一定的實踐檢驗,千萬不能照搬照抄、生搬硬套。
在人才培養目標的定位上,我們總結了一些地方院校人才培養的偏差,積極探索出“強化基礎、因材施教、分類培養”的指導思想,考慮到學生的基礎水平,發展方向、內在潛質,按照發展方向和個人選擇的不同對學生進行分類,大致分為就業、繼續深造、出國深造等幾種類型,以此為前提在課程設置、實踐動手能力、畢業論文和設計、教師培養等方面進行適當的改革,使培養出的學生知識結構廣泛,基礎扎實,動手能力強,能在聚合物合成、膠黏劑、生物質復合材料等領域從事生產、開發研究、管理的工程技術人才,探索出一種具有特色的人才培養模式。
三、特色化人才培養的具體措施
(一)規范培養過程,提升教育實力
學科之間的相互影響與滲透逐漸成為發展趨勢,通過各學科之間的彼此滲透,相互關聯成更大的、完整的學科體系[3]。這就要求現代大學教育要有更廣博的知識背景,更敏捷的思維創新能力及開闊的學科視野。只有在大學科平臺上和開放的學習氛圍中采用靈活創新的教育模式,才能完成創新人才培養的目標要求[4]。
為滿足國家林業科技的戰略需求、學校建設高水平特色大學的要求以及社會對不同人才的需求,東北林業大學重點突出“林產”特色,構建相關的學科課程體系。本著厚基礎、寬專業的主導思想,構建學科基礎課;結合專業方向的特色,構建專業基礎課和特色課程;同時完善交叉學科的滲透,構建開放性的選修課程,學生可自由選修,實現資源共享。學校和學科帶頭人廣泛聽取學生意見,制定了一系列切實可行的專業管理制度,加快重點專業建設步伐;加強教師隊伍建設,構建專業教師團隊;聘請國內外專家教授、學者定期在學院及學校范圍內進行專題講座;鼓勵學生進行創新思維訓練,以專業教師牽頭,鼓勵學生自主開發,大膽創新,認真觀察;創建具有自己學科發展特色的高分子材料與工程創新實驗室,建立以專業教師牽頭,本科生為主體的創新訓練團隊,在保證驗證性和設計性實驗教學的基礎上,增加本科生專業技能綜合訓練;從大一新生開始實行“導師制”,提倡因人施教,對學生進行啟發式教育,鼓勵學生開展批判式學習,用與時俱進的思想運用知識,用發散的思維研究知識[5]。
(二)產學研相結合
“產學研結合”是東北林業大學高分子材料與工程專業培養創新型人才的重要途徑。“產學結合”是指學生的畢業設計和畢業論文來自于生產實際,學生通過走進工廠、校企合作單位幫助解決生產實際問題。一方面鍛煉了學生實際解決問題的能力,培養了獨立解決問題的意識,凡事不再依賴教師、依賴課本,是完全意義上的實踐;學生通過實習較早地熟悉了工作崗位,積累了工作經驗,對待就業問題不再盲目,縮短了學生適應工作崗位的時間。另一方面,工廠在實際生產中也遇到各種各樣的問題,新鮮血液的注入也為企業解決了遇到的實際問題,節約了用人成本,并在經濟效益方面有所收獲?!把袑W結合”是學生的畢業論文或畢業設計選題大部分來源于指導教師的研究課題,導師的課題研究具有前瞻性及實踐性,學生通過參與導師課題,導師指導學生更直接、更具體,鍛煉了學生的科研能力,對于繼續深造或是出國留學的學生來說鍛煉了他們的創新思維能力和科學素養。結合科研實踐培養專業人才是專業建設大力提倡的,專業教師積極以科研帶動教學,以教學促進科研,學生積極參與教師課題研究工作對學生未來的發展大有裨益。
(三)突出專業實踐特色建設
高分子材料與工程專業的特色是培養學生的實踐能力和較強的創新意識,實踐能力的培養不僅僅在課堂和實驗室,高質量、充分的專業實踐是人才培養必不可少的重要環節。在實踐教學中,學生可以到企業現場觀摩,根據企業現有的生產條件將理論和生產結合,學生將學習的書本知識融會貫通到實踐中,同時在理論的指導下,學生撰寫實習報告反饋實習內容。學校非常重視實踐教學,出臺了一系列的制度方案,健全實習質量保障體系。為此,專業積極拓展實踐基地,依據指導教師的特長進行分工指導,邀請具有培訓經驗的一線工程技術人員進行現場講解和模擬。學生的整個實踐環節與畢業論文和設計緊密結合,實踐過程為論文的撰寫提供第一手資料,也鍛煉了學生解決實際問題的能力??傊?,不斷探索高等學校專業與社會實踐有機結合的長效機制,建立健全校外實踐基地,是學生磨煉意志、增長才干、理論與實踐相結合的重要載體。
無論是林業院校還是各類地方高校,都在努力地積極探索高分子材料與工程專業特色化人才培養的模式,東北林業大學在特色化人才培養方面也在不斷實踐中,既結合了傳統的專業優勢,又不斷挖掘新思路、新方法、新觀念,這是知識經濟時代對人才培養的需要,也是林業院校人才培養的需求。
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關鍵詞:功能高分子材料;教學探討;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)32-0139-02
一、引言
《功能高分子材料》是材料化學、高分子材料、復合材料和應用化學專業的主干綜合性課程,同時是一門以高分子化學和物理為基礎,與生物學、物理學和醫學等學科都有交叉的交叉學科。隨著科技迅速發展,當前社會領域內對功能高分子的應用更為普遍,因其種類多、內容豐富成為新技術革命中不可或缺的關鍵材料并充斥在人類生活中,這使得《功能高分子材料》課程的教學顯得尤為重要。高分子材料的功能化主要體現在對其組成及結構上的設計,而《功能高分子材料》的教學目的就是讓學生在掌握關于功能高分子材料基本知識的基礎上,可以制備和設計功能高分子材料。因此,提高對《功能高分子材料》課程教學方法的重視,打破傳統的教學方式,對于培養出運用功能高分子材料的高素質優秀人才尤為重要。
二、教學內容和課程特點
《功能高分子材料》是一門專業選修課,同時是一門重要的核心主干課程,不僅要求學生了解并掌握高分子材料的基礎知識,更要求學生具備動手設計和制備有關的功能高分子材料的能力。而這也就要求在功能高分子材料的教學過程中,始終貫穿高分子材料的分子“設計―結構―性能”之間的關系,這往往需要學生運用和掌握大量的高分子化學與高分子物理的基礎知識。
三、目前《功能高分子材料》課程教學現狀與存在的部分問題
首先,功能高分子是一門結構復雜、跨學科性強的專業學科。因此,該門課程在教學內容的選擇上不能拘泥于在傳統模式中選取某一本教材內容進行教授,而是應需要進一步的去完善和提煉綜合各版本的優勢內容,再進行教學內容的選取;其次,晦澀難懂的教學重點是要求學生理解高分子材料是怎樣從組成、結構上進行設計而使材料功能化的,但理論知識往往比較刻板生硬,使得學生學習興趣低下。那么,如何提高學生學習積極性是教學關鍵。傳統的“填鴨式”教學并不適用于這門課程,因為在缺乏以學生興趣作為保障的前提下,我們很難將內容多、更新快、知識點晦澀、難點較多的功能高分子材料這門學科講清楚。因此,教師應充分考慮更新教學手段、教學方法以及考核方式,提高自身專業素養并調動學生積極性來克服這一困境。
四、《功能高分子材料》課程教學改革方法與實踐
1.教材的選定和內容的精講。目前多數學校對于這門課程安排的課時、學時較短,主要集中于學生找工作和考研的大四階段。那么,這就有賴于授課教授前期對課程教學內容的精心設計,更要求教師掌握當代先進的高分子材料的前沿知識和發展進程,不斷更新自我的知識結構,對課程內容進行系統的分析和歸納,突出課程重點,授課時選擇精練重點,深入淺出進行授課,從而解決教學內容多與學時少之間的矛盾。其次,功能高分子是一門相對新興的前沿學科,因此選擇其內容要跟隨時代的發展,不可將陳舊的知識拿來反復陳述,而是要跟上科學步伐不斷更新、充實和完善授課內容,教師應多方面的關注功能高分子材料領域的前沿動態,不斷積累并更新自己的知識量,將先進的學術成果及時應用到平時的教學過程中,使得學生對高分子材料充滿好奇,從而提高學生學習功能高分子的積極性,進而牢固掌握高分子材料的基礎知識。
2.多媒體教學與傳統教學方式相結合。多媒體教學越來越廣泛的應用于現代教學中,相比傳統的板書口述的傳輸途徑,多媒體具有生動形象的圖片和模型、涵蓋的信息更廣、交互性更強的特點,更容易令學生理解和接受教學過程中復雜的知識難點。近些年,越來越多的課程都已經實行多媒體教學,由于功能高分子材料這門課程的新概念多并且涉獵領域廣,引入多媒體輔助教育將更有利于學生直觀感受有關功能高分子設計的實例,尤其是教師可利用各種軟件、網絡資源和視頻,生動地展示各種原理模型,把抽象枯燥的功能高分子材料課程變得更加具象、具體,以此調動學生的各種感官、啟發學生思考,從而激發學生參與到功能高分子學習中來的興趣,加強學生對高分子材料中的教學難點的理解和掌握。然而任何事物都是具有兩面性的,不能過分依賴多媒體教學,在教學過程中,對于某些特別重要的理論公式的學習和推導,通過多媒體教學難以使學生在較短的時間內完全理解,這時教師就應該采用傳統的板書教學方式,通過板書并逐漸講解過程使得學生能夠慢慢理解,加強學生的記憶??傊?,多種教學方法有機的結合才能達到完美的理想效果。
3.強化理論與實踐緊密結合,培養創新性思維。教師在傳授功能高分子材料的理論知識的同時應開設與此課程相關的開放實踐課程,如開放性的設計實驗。在教師指導下,學生自己動手設計、操作并最終提交實驗結果,在整個實驗操作中不僅需要現實性的應用學到的理論知識,還可以鍛煉學生的自主創新能力。這種自己動手操作設計實驗的方式不僅培養了學生的動手能力,更加深了學生對所學知識的理解;還可以帶學生去功能高分子材料的工廠參觀,切身感受理論結合實際的生產過程,開闊學生的視野,教學實踐相結合使得教學成果更為顯著。
4.從生活實際出發,激發學生學習動力。教師在教學活動中介紹功能高分子材料的時候,可以以生活中的實際例子或新聞報道中的最新科技進展為例子,讓學生認識到功能高分子材料的重要性,同時讓學生對最新的研究成果有所了解,從而提高學生們對科學研究的興趣。例如,教師可以以環保問題為切入點,介紹對于廢水、廢氣處理方面的功能高分子材料;在講解導電高分子材料時,可以用“諾貝爾化學獎科學貢獻―導電聚乙炔發現”的案例切入;在講電致發光功能高分子材料時,可以先從熟悉的智能計算機談起,慢慢講解其屏幕發光機理和應用機制;講解吸波材料時,教師則可以從各國隱身戰斗機的發展入手,從材料的特殊功能入手,再慢慢引出高分子材料的不足之處,從而引導學生主動思考、發掘原因,引導學生獲取解決問題的方法,感受到成功的樂趣增進自信,提高學習功能高分子的學習動機??傊寣W生在學習中建立起功能高分子材料與現實生活的緊密聯系,感受到功能高分子學習在未來職業和社會生活中的作用。
5.教學手段多樣化,增強教與學的互動性。采取多種教學手段并用,增強互動性教學在功能高分子材料這門學科中是非常重要的,尤其是教與學的互動性,在一定程度上可以促進學生的學習興趣,在互動中得到對知識的理解和掌握。在互動性教學中,教師可以提出一些問題并適當的給學生安排一些課下查閱資料的任務,鍛煉學生的文獻檢索能力,并能在文獻中了解和掌握更為前沿的學科知識;更可以放手安排讓學生在講臺上講授,這樣不僅可以促進學生對知識的掌握,還可以鍛煉學生的膽量和演講能力。此外,還可以鼓勵學生撰寫一些功能高分子材料相關的綜述性論文,在培養學生論文寫作能力的同時也對功能高分子材料領域有一個廣博的認知。總的來說,互動模式可以督促學生主動對知識進行獲取,增強學習的效果。
6.科研與教學相融合,以科研促進教學。在功能高分子材料教學過程中,應將教學和科研有機的結合起來。科研教學一體化不但能夠提高教師水平,把握前沿的功能高分子材料的知識,更能豐富關于功能高分子材料的教學內容,為學生營造濃郁的學術氛圍,提高學生的科研素養和創新能力,進而全面提高關于功能高分子材料的教學質量。
7.改革考核方式,端正學習態度。學生的考核情況是反應教學效果的標準,教師應該隨時注意自己的教學效果,隨時做好查漏補缺的工作,并積極調整教學方式以達到預期的教學效果。傳統的考核方式主要是通過考試成績來評價這門課的教學效果,而在這種情況下,學生往往是陣前磨槍,突擊復習,這種瞬時記憶導致學生知識點很快被忘卻。因此,改革考核方式變得尤為重要。首先,重視課堂表現力和出勤率,培養學生上課的紀律性和交流思考能力,該方面要占總成績的30%;其次,要注重課堂報告和文獻檢索能力,從而鍛煉學生檢索資料、撰寫報告以及演講能力,并占總成績的20%;再次,為了培養學生理論聯系實踐的創新性思維能力,那么設計性試驗和課后作業要占總成績的20%;最后就是考查學生對概念、原理、性能以及實驗設計方案的掌握,占總成績的30%。這種全新的考核方式能夠有效促進學生素質的提高,使得分數不再是衡量學生的標準,對功能高分子材料課程教學效果的提升起到了重要的作用。
五、結語
在隨著科技的發展,功能高分子材料科學也在飛速發展,這就要求高分子專業的人才的素質也要與時俱進。因此,在功能高分子材料的課程教學過程中,教師要不斷提升自身素質,并及時掌握高分子材料研究的前沿內容,系統歸納課程內容,改變教學觀念運用多重教學手段,采用理論與實踐結合的教學思路,培養學生獨立思考、解決問題的能力,調動學生自主性和積極性,為該科研領域不斷輸送優秀人才。
參考文獻:
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關鍵詞:高分子材料與工程;人才培養;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)09-0041-02
高分子材料是材料領域中的新秀,它的出現帶來了材料領域的重大變革,在諸多行業中已逐漸成為不可替代的關鍵材料。高分子材料與工程專業具有跨學科、綜合性的特點,既與化學、石油化工、精細化工等基礎學科緊密聯系,又和汽車、電子、環境等應用學科相輔相成[1]。
閩江學院高分子材料與工程專業建設以課程建設為中心,從改革課程體系、強化實踐教學、改進教學方法等方面系統深入地開展建設,以達到“重基礎理論、重創新精神、強實踐技能、強綜合素質”的人才培養要求。
一、優化課程結構
本專業的教學體系包括理論教學體系和實踐教學體系。在理論教學體系中,課程結構又可分為校級公共基礎課程、學科基礎課程、專業核心課程等[2]。其中,公共基礎課、學科基礎課和專業核心課程分別安排63、29和4分,在總學分中分別占比35%、17%和28%。通過進一步深化教學內容改革,構建以專業核心課程和學科基礎課程相結合、有利于學科交叉與融合、與經濟社會發展相適應的課程體系。此外,還鼓勵教師努力建立主干課的課程網站并加強精品課程建設。
在實踐教學體系中,遵循從入學軍訓、金工實習、科研訓練、認識實習、專業課程設計、畢業實習到最終的畢業論文(設計)的循序漸進過程,共計34學分,在總學分中占比20%,結合本科四年各課程的實驗教學內容,形成較為完整的實踐教學體系[3]。同時,為了使高分子材料與工程專業的畢業生具有更強的實踐技能,還設計了創新實踐環節,其中安排了與本專業相關的社會服務活動、開放實驗室活動、專業學術講座、學科競賽以及創新創業實踐計劃項目等。
二、加強實踐教學改革
實踐教學是高等學校人才培養體系的重要組成部分,與理論教學起著相輔相成的作用。國內外對高分子材料實驗實踐教學提出多種想法,朱晶心等[4]把加強專業實驗教學、提高實驗質量、培養創新人才、提高創新能力等作為教學改革的重點。龔建良等[5]研究了高分子材料與工程專業實驗教學體系的現狀和不足,提出了高分子材料與工程專業實驗教學新體系。付一政等[6]認為專業實驗既要注意基礎知識的綜合應用和基本實驗技能的訓練,又要強調分析問題、解決問題、獨立工作、協同配合、富于創新等綜合能力的培養。在加強教學實踐的建設工作中,結合近年來高分子專業實踐教學經驗,我們系統地規劃和改革“高分子材料與工程專業”的學科基礎和專業實踐課程體系,使實踐教學體系具有基礎寬厚、層次分明、循序漸進的特點。
1.實驗教學建設。實踐教學的初始階段應該是在學校內掌握基礎實驗技能,因此對本科階段實驗教學改革應特別重視。在實驗教學中,從基礎化學中精選出操作性強的實驗,安排在本科一、二年級學習階段對學生集中進行基本實驗技能訓練。專業實驗課程主要安排在本科三、四年級進行,進一步培養學生的專業實驗技能。以“循序漸進”為原則,以綜合、創新能力的培養為目標,在完成單元性實驗教育后,增設單元性設計實驗(應用性實驗),最后進入綜合設計性實驗,形成由淺入深、循序漸進的實驗教育模式。在實驗內容上,鼓勵實驗教師將自己的科研成果與綜合設計性實驗相結合,拓展學生對本專業發展前沿的認識。
在教學方法上,重點加強基本實驗技能的訓練,如組織學生參與專業實驗準備、開放實驗室訓練、社會服務活動等均加深了學生對實驗原理和流程的認識。此外,強調教學中激發學生對實驗的興趣。如讓學生自行設計方案,引導學生到圖書館查閱相關文獻及手冊,設計實驗方案等。通過積極思考和熱烈討論,不少學生都迫切希望馬上進實驗室驗證自己的觀點,從而激發了他們濃厚的實驗熱情。富有啟發意義的實驗教學方式發展了學生的創造思維,發揮了主觀能動性,培養了獨立思考能力,進而強化他們的綜合專業素養[7]。
2.生產實習基地建設。由于歷史原因,我系原有實習基地大多數是國有化工企業,目前普遍經營情況較差,設備陳舊,實習環境差。在這些單位實習,盡管聯系方便、費用低,但實習效果不佳。而一些效益較好、技術先進、環保意識強的合資及獨資企業擔心學生來廠實習會影響生產,不愿積極配合學校完成實習的組織安排;即使接受了實習的任務,也只是讓學生站在一旁觀看,鮮有動手實踐的機會。因此,我專業通過兩條途徑解決實習基地問題。一是針對效益差的國有化工企業,開展科研活動,與企業合作,走產學研相結合的路子。二是積極與新興的合資企業、私營企業及鄉鎮企業聯系,簽訂合作協議,為他們提供技術咨詢,幫助他們培訓一線操作工人。這樣,企業就比較樂意接受學生到這些單位進行專業實習,讓學生頂崗操作,視學生為本單位職工。學生在這樣的實習單位實習,學習熱情高,很好地鞏固了專業知識。
三、突出專業特色建設
具有較強的創新意識和實踐能力,是高分子材料與工程專業努力塑造的專業特色。在專業建設中,通過企業實習,利用生產現場的實際條件,將專業理論和生產實際相結合,最大限度地滿足后續課程學習和人才培養目標的需求。專業教學團隊注重生產實習基地的開發,健全實習質量保障體系,保障相對穩定的生產實習教師隊伍,出版內容適當的生產實習教材。為保證實習教學質量,指導小組根據教學內容、實習地點進行了合理分工,發揮每位教師的長處,做好教學和組織管理工作。在實習單位內組織相對固定的對生產技術了解深入、有一定培訓經驗的一線工程技術人員組成實習教學隊伍,在實習中發揮了巨大的作用。
結合科研實踐培養專業人才,推進教學與研究一體化,是本專業建設的另一特色。為增加學生對專業發展的認識,培養他們創新思路和實踐能力,本專業積極落實以教學促科研、以科研帶教學的思路,組織學生參與專任教師的科研課題研究工作。目前由本專業12位教師主持的課題共30余項,其中省部級以上科研項目7項,市廳級項目19項,校企合作項目5項,每一項課題都有高年級本科生參與。此外,吸收部分專業學習熱情較高的學生參與創新實踐訓練。目前本專業教師共承擔12項大學生創新創業訓練計劃項目,其中國家級2項,省級5項,校級5項,科研實踐工作的開展顯著提高了本專業學生的專業素養和動手能力。
四、總結
閩江學院高分子材料與工程專業建設的成果表明,加強專業教學體系和實踐體系改革,不僅能增強學生的動手能力,更重要的是能激發學生的求知欲,培養學生的創新意識和實踐能力。我們不僅要對現有實驗教學內容、教學方法及創新能力的培養方面提出改革要求,還要通過多層次開展實踐教學,提高綜合性實驗和設計性實驗等創新內容教學比例,進一步增強學生在實驗中的主動性和創造性,以培養出更多具有創新能力的高素質專業人才。
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通過學科間的有效協同,可建設一系列綜合性、創新性實驗項目。綜合性實驗項目的開設,經常出現學時不夠用的問題。為此,有的老師將綜合性實驗拆成多個單元進行,如合成單元、結構測定單元、性能測定單元和應用單元,這是完全可以的。如果能在有限的學時內,完成包括合成單元在內的兩個以上的單元,那么也可以成功開設綜合性實驗。所以,將綜合性實驗項目控制在有限的學時內,也是開設綜合實驗時應該注意的問題。有機結合如何做好高分子材料的回收工作,也成為了高分子化學工作者要解決的問題。夏季里,學生們廢棄礦泉水瓶大都是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的,如何做好“PET礦泉水瓶的回收利用呢?”帶著這個問題,學生們查閱資料提出不同的解決方案。要從高分子化學的角度解決這一問題的話,最終確定了乙二醇降解法進行PET的回收。高分子化學實驗與水處理技術協同創新環境工程專業自2004年起進行招生,水處理實驗室運行已有7年,將合成的高分子材料用于水質處理。
2高分子材料合成
高分子材料合成時間較長,選擇水處理實驗時間相對較短的比較合適。開設了“聚苯胺的制備及其對Cr(Ⅵ)離子吸附性研究”,先是采用溶液法制備聚苯胺,再將其應用于含有Cr(Ⅵ)離子的水質處理中,通過單因素分析實驗發現,pH值對Cr(Ⅵ)離子的吸附影響較大,在pH值為3時,聚苯胺對Cr(Ⅵ)離子的去除率最大。學生在成功合成高分子材料后,可以及時觀察或檢測到水處理后的效果,打破了學生原有的高分子材料只會造成環境污染的淺顯認識,使學生正確地認識到高分子材料在環境保護、尤其在水處理方面的貢獻。有機結合僅以材料化學專業為例,就先后建設了德州鴻雁塑膠有限公司等12個校內外實習基地。學生在實習過程中,接觸到塑料擠出成型工藝和塑料注塑成型工藝,將其與有機玻璃的澆鑄成型技術,放在一起講解,將課堂內容延伸至課堂外。尤其是受實習內容的影響,增強學生自主學習的意識,提高了學生的學習興趣。
3基于校企合作的教材建設
不斷更新網站內容,尤其是增加拓展訓練、材料性能與測試、可替換實驗和研究性實驗,建成了《高分子化學實驗》省級精品課程網站。建成了《高分子化學實驗》省級精品課程并不是最終目的,不能停滯不前。為此,不斷更新教育理念,改進教學內容和教學方法,增加課程教學特色。目前,網站共引入實驗項目46項,且所有實驗項目均經過試做,完全可行。為學生的自主性學習提供了便利,也為設計性實驗、綜合性實驗、研究性實驗的開設提供了依據。
關鍵詞 高分子材料與工程 工程實踐 專業實習 生產實習
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.09.025
Exploration and Practice on the Practice Mode of Polymer
Material and Engineering Specialty
LI Zhijun, YU Rentong, ZHAO Yinmei
(College of Materials and Chemical Engineering, Hai'nan University, Haikou, Hai'nan 570228)
Abstract Production practice is an important practice in Higher Education of engineering. Through the in-depth reform of the professional practice mode, the engineering practice ability of polymer materials and engineering specialty of Hainan University has been effectively strengthened, and the comprehensive quality has been improved.
Key words Polymer materials and Engineering; engineering practice; professional practice; production practice
近些年來,我國的工科高等教育獲得了長足的進步。據教育部統計數據顯示,工程科技類人才的培養規模已達到總體教育規模的1/3~1/2。然而,我國工科院校培養的工程師的整體水平與美國、德國和日本等發達國家甚至一些發展中國家都有很大差距。為了加快提高我國工科高等教育的質量,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確指出要建立學校教育和實踐鍛煉相結合的人才培養體系。專業實習是高校課程體系中專業教學的必要環節,對于提高學生的工程實踐與創新能力具有特殊的重要意義。海南大學高分子材料與工程專業始創于1958年,是海南省的特色優勢專業。海南大學高分子材料與工程系對其高分子材料與工程專業本科生的專業實踐教學模式不斷進行探索與實踐,為達到良好的實踐育人的效果及培養高質量的高分子材料與工程專業的畢業生奠定了扎實的基礎。
1 高分子材料與工程專業實習的必要性
高分子材料與工程學科的特點是理論與實踐密切結合。1935年,Wallace H. Carothers通過己二胺和己二酸進行縮聚反應成功合成出聚酰胺66(PA66),有力地證明了高分子的存在,使人們信服于Staudinger的大分子理論,從而使得高分子科學真正建立起來。此后高分子材料迅速滲透入人們的衣食住行并在國民經濟、社會發展和國家安全中承擔著重要而不可或缺的作用;早在1994年,全球三大合成高分子材料的產量便達到1.4?04萬噸,從體積上超過了鋼鐵。近年來,對高性能化、功能化、精細化、復合化、智能化材料的需求更給高分子學科提出了需要在實踐上的創新與突破。實踐的需要及實踐中的發現推動了高分子科學的不斷發展,而不斷完善的高分子學科理論體系又對高分子行業的生產實踐起到指導作用。可見,高分子學科的誕生、發展都深深扎根于實踐的土壤,而專業實習的實踐特性則為高等院校的高分子學科專業的發展提供了必要的支撐作用。
高等工科教育的目標是培養擁有扎實的基礎知識與專業技能,同時具備較強工程實踐能力的高級人才。專業實習促使學生將所學的專業知識與生產實際相結合,強化動手能力,更重要的是可以培養學生獨立分析問題、解決問題的工程實踐能力與創新能力。20世紀20年代,英國H.E. Palmer、A.S. Homby等人提出了情景教學法,專業實習屬于情景教學的一種。傳統的課堂教學以教師的講述為主,有些內容難以達到生動形象的描述,難以通過直觀、豐富多彩的形象材料激發學生的學習興趣。通過專業實習,激發學生的學習熱情,啟發學生更深刻地理解所學的理論,進而實現知識與應用的融會貫通。如我校2011級高分子材料與工程專業的學生們在海南某塑料制件生產廠家進行專業實習時,針對其注塑車間生產的少量產品存在缺陷的實際問題,及時與企業的技術人員及車間負責人進行了交流與探討,學生們根據所學專業知識并結合企業生產的實際情況對該問題進行了分析并提出若干條合理化解決問題的建議。在實習實踐過程中,學生們的學習熱情得到了激發,所學理論得以在實踐中踐行,學生們解決實際問題的能力得到了提升,同時也得到企業的技術負責人及車間負責人的認可與欣賞。
2 專業實習工作的有效推進
由于專業實習在學生綜合培養中具有特殊的重要性,如何有效提升專業實習的成效就成為進一步推進我校高分子材料與工程專業發展而需要解決的首要問題。海南大學高分子材料與工程系的高分子材料與工程專業于2013年獲批成為教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業,擁有熱帶島嶼資源先進材料教育部重點實驗室、海南省高校高分子工藝實驗室教學示范中心平臺和海南天然橡膠產業集團股份有限公司牽頭建設的海南省先進天然橡膠復合材料工程研究中心。在探索專業實習人才培養模式的過程中,我校高分子材料與工程系充分利用豐富的校內外實習基地資源,實習基地的軟件和硬件建設齊頭并進,初步建立了具有本專業特色的本科生實習模式,實習模式示意圖如圖1所示:
2.1 校內實習基地與校外實習基地建設齊頭并進
對高校學生實習不具義務的現實使得一些單位不愿主動承擔專業實習工作,這也是當前全國工科專業學生實習面臨的普通難題。海南大學高分子材料與工程系通過多年的積累,已與海南省內近二十多家企業建立了良好的專業實習合作關系。盡管如此,由于學生在企業的單次實習時間仍然有限,所以作為企業實習的補充,充分利用校內實習基地既有的檢測儀器及成型加工設備對學生進行一定學時的前期工程實訓顯得尤為重要。在校內實習基地,學生們能有充分的時間動手操作工業生產中常用到的設備,如擠出機、注塑機、開煉機、密煉機、平板硫化機等,也能熟練掌握紅外光譜儀、熱分析儀、偏光顯微鏡、電子拉力試驗機等儀器的操作規程及對企業生產的諸多產品的結構與性能進行測試、表征及分析,能在遇到問題的時候方便地查閱資料并針對問題及時與指導教師進行交流。校內基地的實訓為后續的校外基地實習奠定了堅實的基礎,這也使得學生們能迅速適應校外基地的實習任務并得以進行更高層次的生產實際操作能力和創新能力的培養。
天生的市場敏感性使得企業對產品具有更完備的把握性,如果說校內基地的實訓是沙盤演練,校外基地的實習則是實戰演習。對于校外實習基地的選擇我們遵循以下原則:(1)專業性強、生產規范并具備一定的生產規模;(2)有指導生產實習的技術實力及經歷;(3)具有產學研合作的興趣及能力;(4)企業內部及外部環境安全。高分子材料與工程系還借助多種渠道如專業教師與企業的技術合作、校友關系、橡膠及塑料行業相關協會等成功實現了與多家企業的專業實習對接并建立了穩定的簽約實習基地。激烈的市場競爭、技術的更新換代以及對專業知識人員的渴求使得一些具有前瞻性的企業對學生的專業實習表現出強有力的支持,甚至海南省的一些中、小型塑料行業的企業也主動提出按技術工人待遇解決學生的食宿問題,公司的管理者也更愿意在學生的實習活動中發掘人才并培養人才。
2.2 夯實內功,深化軟件建設
海南大學高分子材料與工程系與時俱進,在專業實習的軟件建設上不僅對學生布置了貼切實習單位實際的新任務,而且對專業指導教師提出了更高的要求。作為專業實習實踐層面上的補充,高分子材料與工程系引進了與實習內容相關的仿真軟件,如從哈爾濱工業大學引進了塑料成型工藝軟件和復合材料成型工藝軟件,在指導教師的講解下,學生們通過對仿真軟件中成型加工原理、工藝及設備操作等的認知,再加上相關知識點的視頻資料學習,學生能迅速能縮小理論與實際間的差距。
實習的整體效果很大程度上取決于準備工作的充分程度。專業指導教師由具有豐富的指導實習經驗的老教師和有熱情及責任感的青年教師組成,共同編寫各實習點的實習學習手冊,通過老教師的傳幫帶,青年教師明確了在學生實習過程中自己的責任和義務,掌握了實習企業的管理及生產特點,以及必須注意的一些關鍵環節問題。專業實習指導教師不但要熟悉《突發公共衛生事件應急條例》和《學生傷害事故處理辦法》,還要制定師生都要嚴格執行的《師生實習期間管理辦法》。另外,赴專業實習點前,學生務必在《專業實習安全知情書》上簽字。
2.3 綜合全面地進行雙向考核及評價
現代社會對學生提出了更為全面的素質要求,如學習能力、動手能力、創新能力、人際交往能力、適應社會能力等等。海南大學高分子材料與工程系對學生的實習考核除了實習報告和開放式考試的固定形式外,還輔以其它形式多樣的綜合考察途徑,如是否勤學好問,是否積極參與企業的科技創新研究及活動,是否能融入企業文化、樂意參與企業的文體活動等等。生動活潑的實習氛圍是激發學生實習熱情的“強心劑”,如舉辦有師生及企業相關人員共同參與的“假如我是一名車間主任”的模擬競選演講活動。學生們圍繞“一個合格的車間主任所應具備的綜合素質”進行闡述,不僅能站在我是企業人的角度給予實習單位在生產管理、技術踐行及人員調配等方面提出合理化的建議中增強就業自信心,還能通過企業相關負責人的點評認識到自己需努力的方向。通過多形式的考核,專業指導教師與學生都能及時發現問題,從而有的放矢地進行改進與完善,進而達到提高學生綜合素質的目的;同時,企業也能更深層次地考核需要引進的對位專業人才。另一方面,學生對課程的反饋與評價也有利于任課教師將課程改革推向深入。校教務處網上問卷調查表明同學們對該課程的滿意率達到96.35%,線下問卷調查的典型反饋與評價如表1所示:
3 總結和展望
實踐證明,我們對本專業的實習教學模式進行的探索能卓有成效地提高學生的工程實踐能力及就業能力(2015年度該專業本科生一次性就業率達到93.24%),多年來反饋的信息表明,我校高分子材料與工程專業的畢業生普遍(下轉第51頁)(上接第49頁)為用人單位看好,未來我們將積極借鑒國內外其它高校在實踐教學方面的辦學經驗,不斷完善和發展既符合我校實際又能適應國家經濟、科技、社會發展對高素質人才的需求的高分子材料與工程專業實習模式。
海南省中西部高校提升綜合實力工作資金項目(02M4 097001004002);海南省自然科學基金(514204);海南大學教育教學研究項目(hdjy1224)
參考文獻
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