时间:2022-08-11 12:41:40
引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了12篇高分子材料与工程范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。
答:高分子材料与工程是一门将理科、工科相结合的专业。高分子材料,又可以称作石油化学工业。在发达国家,石油化学工业里60%~70%的产值是由高分子来体现的。高分子专业涉及合成与加工两个方面,到了硕士阶段分设理科的“高分子化学与物理”和工科的“高分子材料”两个专业。
问:本科核心课程有哪些?高分子材料与工程专业的学生需要具备什么特质?
答:有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、高分子材料、功能高分子导论。其中的高分子化学、高分子物理和高分子材料都有相对应的实验课。
我认为一个专业需要各种各样的人,高分子也是一样。不能说哪类学生特别适合学这个专业,我倒觉得更应该是学生在选择高分子后,能够主动去适应这个体系,发挥自身的特点,不断深入,持之以恒,这样才能够学好。
小编插话:如果能够不断深入学习,持之以恒,说不定就会像美剧《生活大爆炸》中的谢耳朵、霍华德他们一样,成为厉害的物理学家或化学家!在学习的路上,就算脚踩荆棘也要大步前行,来看看都会遇到怎样的困难吧。
问:在高分子材料与工程专业的学习过程中,有可能遇到的困难是什么?
答:困难主要在于从经典化学到高分子化学的改变。高分子是混合物,所以高分子化学的化学式,结构不明确。在经典化学中,化合物有明确的分子式,但到了高分子化学,很多时候我们只能说大概是这样,不够明确,这会令学生困惑。
等到学习高分子物理,困惑就更多。因为学科体系尚未完全建立,很多东西只是在一定条件下的研究过程中,觉得应该是那么回事,至今没有定论。这种现象,对学生甚至老师来说,都是困惑的。
此外,高分子是大分子混合物,每一个聚合物的分子量有几万、几十万,甚至上百万,分子量庞大,且混在一起,此时就需要统计理论来总结规律。高分子物理里有大量统计理论,而统计理论对一般人来讲,很难理解。
问:大家是否有对高分子材料与工程专业的理解误区?
答:很多人认为高分子材料是不环保的,特别是所谓的“白色污染”,这样的说法并不科学。高分子材料从制造、使用、处置和无害化处理的多环节的综合评价结果来看,是对环境污染最小和能量消耗最少的材料。国内之所以出现“白色污染”,是因为人们没有养成良好的环境保护理念和垃圾分类处置的习惯。学习和掌握了高分子的相关知识,不仅可以成为你事业的方向,还可以使自己的生活过得更加健康和环保。
问:高分子材料与工程专业的毕业生,主要是面向哪些行业就业?
“高分子材料与工程专业”:是培养具备高分子材料与工程等方面的知识,能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才的学科。
高分子材料也称为聚合物材料,是以高分子化合物为基体,再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质,可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。
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引 言:人才培养模式是一个综合概念,它明确了人才的培养模式和实践形式,对于人才培养的目标、途径、过程、方法等都有明确的规定。目前,人才市场的竞争越来越激烈,社会对高级工程应用型人才的需求越来越大,所以如何培养这类人才迫在眉睫。高分子材料以及石油化工产业有着广阔的发展前景,正确解读它的发展态势将有利于专门人才的培养。
一、突出本行业实际需求
高分子材料与工程专业人才的培养不是一蹴而就,也不是毫无章法的,要有策略的进行,可以组织学校教师到化纤企业进行访问学习,一些新兴化纤企业和专门定点机构是调研的首选。目前国内值得参考的企业有:亚洲最大的经营锦纶的企业――中国神马集团有限责任公司,中国最大化纤机构――仪征化纤股份有限公司,全亚洲规模最大的黏胶企业――新乡白鹭化纤集团有限责任公司,河南华康大豆纤维集团有限责任公司,江苏盛虹化纤有限公司等知名企业。新的人才培养目标要突出重点,在对企业高级技工、企业高管以及企业法人进行意见、经验咨询时要善于思考,学会归纳总结,制定符合实际的人才发展规划,深入贯彻落实科学发展观,为社会经济的良性发展输出复合型人才;积极学习外国先进经验,创新教学模式和课程设置;注重基础知识的夯实,严格专业要求,建构起专业发展的大厦,培养具有时代气息、满足市场需求的高素质、复合型人才。
二、建立专业教学指导委员会
市场对高分子材料和工程专业的人才有具体要求和标准,为了提升教学效果,可以建立权威的教学指导委员会,聘任知名院校离任教师或专家、相关化纤部门的技术人员、高管人员进行教学指导,确保教学方案的科学、合理、全面,使学院的教学工作与市场接轨、与行业挂钩,实现产与学的良性互动。
专业教学指导委员会要及时关注人才市场的最新动态,详尽了解化纤企业的人才构成结构,准确洞悉行业的未来发展趋势和就业前景,为高分子材料和工程专业的学生构建起稳定、持久的就业平台,明确他们未来的就业方向和行业要求;依据就业市场的需求加强职业道德建设,促进他们素质、能力的全面提升,加强教学实践,改进教学方法、内容和模式。
三、实施“平台式”教学
工程专业的应用型人才要下基层、奋斗在生产第一线,所以在狠抓基础的前提下,还要注重学生综合素质的提升,将实践能力和动手能力作为衡量学生的一个重要标准。
为了加强学生适应社会的能力、契合行业发展要求,实现自我素质和才能的最大发挥,高分子材料与工程专业应该创新教学模式,建构起实践教学平台、理论教学平台、第二课时素质教育平台相结合的教学模式。[2]
“实践教学平台”涵盖两方面的内容,有对化纤企业进行模拟操作的实践教学和对基础知识的掌握;“理论教学平台”是一个综合理论的教学环节,涵盖专业知识能力的教学、素质的教学、专业能力拓展教学、学科基础课程教学等,基本形成了四维一体的课程体系;“第二课时素质教育平台”是第一课堂的拓展和延伸,基本涵盖了社会实践、公共选修课、课外素质拓展等部分,有利于学生的个性张扬和能力提升。
四、工程环境仿真化,提升学生工程实践能力
高分子材料与工程专业一直在寻求教学改革的契机,旨在培养“操作能力强、岗位适应能力强、综合能力高”的高素质人才。进行专业教学的教师一般都具有丰富的实战经验,逐渐以适应市场需求、重视岗位需求、注重素质提升、强调能力拓展、主张开拓创新为教学理念,教学过程中立足企业的实际需求,将学校环境与市场实战相结合。
高分子材料与工程专业的学生要突出实践能力的学习,着力提升学生的研发能力,突出实践教学的内容。在课程设置上要设立专门的基础实验课,安排单独的学分,基本杜绝课程安排上的重复现象。培养学生的动手能力,引导学生不断进行创新,夯实学生的基础知识和对基本操作的掌握。
课堂模拟实验尽量还原企业的生产和质检环节,检验体系要专业、连贯,加强校内实训基地的专业性、完备性,同时要加强与相关企业的合作,实现产学结合和互助。[3]
五、推行“教一学一交”的教学方式
由专业教研室提出的“教育――学习――交流”模式取得了显著效果。教师作为教书育人的重要角色,要及时灌输给学生先进生产理念和技术知识,同时以自身的人格魅力引导学生,让学生在润物细无声的环境中得到人格的提升和升华。作为学习的主体,学生应该认真学习理论知识,牢固掌握基础知识,并且不断创新思路,做到理论与实际的完美契合;要学会做人,时刻保持良好的职业操守和做人准则,为我国的化纤事业做出应有的贡献;深入到群众中,扎根生产第一线,实现理论知识的融会贯通。交流是情感表达的最好方式,它是一个综合概念,涉及到生产、生活、学习、心理等各个方面。学生专业能力和业务素质的提升,需要积极的交流。教师与学生实现良流能帮助教师了解每个学生的特点,从而实现一对一专业指导和引导,促进学生创新能力和素质的提升。教师与学生双向交流,双方处于平等的地位,能保证教育达到最佳的效果。
六、设置“专业能力拓展课程”
在平时的教学环节要增加“专业能力拓展课程”。学生在教师的引导下思考自己的未来出路,选择“就业”或者“创新和考研”,为自己的将来做一个妥善的安排。“就业”模块要求学生从自身条件出发,加强与行业的联系,及时调整自己的市场定位,不断夯实专业基础,关注就业市场的最新信息,注重理论联系实际,提升学生专业素质和职业素养。“创新和考研”模块主要是提升学生研发设计的能力,掌握新型高分子材料的相关知识,关注各大名校的研究命题。加强这一模块的学习能提升学校的就业率和考研率,实现学校与学生的健康长远发展。
七、总结
由此可见,高分子材料与工程专业有着良好的发展前景,在新技术、新材料不断涌现的知识经济时代,我们对教育改革的激情和探索也是永不枯竭的。我们提出了新的人才培养计划,在这一批学生离校时我们将会对学生进行全面考察和检验,以及时了解计划成效,使人才培养方案不断趋于完善、科学。
参考文献:
[1]王罗新,罗淑彬,易长海.纺织类高校高分子材料工程专业人才培养模式的思考[J].2011(11)
1、有的学校把它归为材料类,有的把它归为化工类。
2、“高分子材料与工程专业”:是培养具备高分子材料与工程等方面的知识,能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才的学科。
3、高分子材料与工程是研究高分子材料的设计、合成、制备以及组成、结构、性能和加工应用的充满活力的材料类学科,其工业和研究体系已经成为国民经济发展的支柱产业。
4、工程技术专业,是指教育部规定的所有理工科专业。包含有土木工程、建筑学、电子信息、科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术、采矿工程、矿物加工工程、给水排水工程、建筑环境与设备工程、通信工程、电子信息工程、机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、工程管理、化学工程、机械工程等专业。
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中图分类号:G642
文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)09024202
1 引言
2015年10月21日,教育部、国家发展改革委、财政部联合了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》(教发[2015] 7号),至此地方高校转型发展成为国家深化高等教育领域综合改革的一项重要部署[1]。鉴于高校转型发展的新形势,辽宁省于2015年确定首批10所高校116个专业开展应用型转型试点工作,辽宁石油化工大学高分子材料与工程专业为其中试点之一,作为以“工科为主、石油化工为特色”的辽宁省属综合性重点大学以及卓越工程师教育培养计划试点高校,辽宁石油化工大学率先迈出了应用型本科转型改革的步伐,积极响应我国高等教育改革方针,明确了该校应用型人才的培养目标。高分子材料与工程专业针对应用型转变下,如何加快应用技术人才培养,以提升高校服务经济社会发展能力,开展了一系列的改革与探索。
2 辽宁石油化工大学应用型人才培养定位
应用型本科教育本着立足地方、面向全国、依托行业、服务区域经济发展的原则,以行业需求为人才培养目标[2]。与研究型大学以及高职高专的定位不同,该校立足于打造高水平应用型大学,高分子材料与工程专业的人才定位为 “创新应用”型人才,即培养的学生不仅能胜任操作生产设备等一线生产工作,而且还具备较高的创新知识能力。为达到此目标,在大学四年的培养教育过程中,学习理论知识、培养实践动手能力以及实践科技创新方面要三管齐下,使学生具备完整的理论知识体系,运用学科专业知识应用于实际的能力以及创新的逻辑思维。其就业领域主要面向国内外大中型科技生产企业的一线生产、检测及产品研发岗位,经过一定时间的锤炼并最终走上各企业的中高层核心岗位,并成为企业骨干力量。
3 “创新应用”型人才培养模式改革
针对以上定位,在课程体系,实践环节以及本科生科技创新方面开展了一系列的探索与改革。
3.1 课程体系和教学方法改革
由于高分子材料种类繁多、来源丰富,而且各高校开设此专业的背景以及所依托的优势学科也不尽相同,所以其培养模式和教学内容侧重点均有所不同[3~6]。专业核心课程是人才培养的核心要素,我校依据自身优势,设置的专业核心课程有《有机化学》、《物理化学》、《材料科学与工程基础》、《高分子化学》、《高分子物理》、《聚合物流变学》、《高分子材料研究方法》、《高分子材料成型加工原理》、《聚合物共混改性》、《高聚物合成工艺学》。通过对这些课程的学习,学生具有拓展自己知识和创业的能力,具有较扎实的自然科学基础、材料科学与工程的基础理论和高分子材料与工程的专业知识。同时,在教学过程中高校教师要避免填鸭式教学,大力推广启发式、案例式和研讨式教学,让学生更多地参与到课堂教学中去,在分析、讨论和解决问题的过程中理解、应用所学到的专业知识,并且能够识别、表达高分子材料成型加工与改性相关的工程问题,最终利用科学基本原理进行合理分析。对于一些专业核心课程,我们还进行了慕课的建设以及推广校际课程学习,全面利用课上和课下时间,结合网络,调动学生全过程学习的积极性。
3.2 实践环节改革
实践教学环节是培养学生动手能力的关键环节,我们主要开展的实践性教学环节包括工程训练、生产实习、计算机在材料科学中的应用、课程设计、高分子材料创新实验、毕业设计(论文)等,共计36学分。①计算机在材料科学中的应用和课程设计模块,运用理论知识进行综合性训练;②通过工程训练与生产实习进入高分子材料相关企业检测、生产岗位,熟练生产设备与职业技能、感受企业文化生活;③在高分子材料创新实验,毕业论文环节进入学术课题组,以中高级职称教师作为指导教师,参与国家级,省级以及企业工艺改进、产品研发等项目,培养学生的应用能力;④积极开展校企联合,邀请相关高分子材料优秀企业的工程师来校分享企业生活,开展技术专题报告。经过多层次、多维度的能力培养及实践教学环节,学生能逐步将专业理论知识与实际应用相结合,最终转变成牢固的职业技能,并可以进一步提升。
3.3 科技创新教育开展
“创新应用”型人才培养的最终目标是使学生具备创新能力,具有开拓精神,因此,我们开放实验平台,以大学生挑战杯、大学生创新创业大赛、大学生工业设计大赛、以及各个教师的国家省级科研项目等为依托,鼓励学生参与,在导师的指引下,完成项目应用专业知识,并获得各种荣誉或专利等,经过此过程的培训,学生的创新能力会得到大幅度的提高。
4 结语
高分子材料与工程专业“创新应用”型人才具有应用和创新能力的双重保障,在职业发展上有更大的空间,既符合用人市场对人才的需求,又符合学生成长的长远规划。以学生为本,是高校的发展之基,也是满足社会经济发展对专业人才培养的需求,应用型转变应以促进学生能力的培养和行业对人才需求之间形成良性循环为主旨,而我国地方普通本科高校向应用型转变仍需在探索中不断前行。
参考文献:
[1]张 威.地方高校转型发展政策的制定与实施路径[J].教育与职业,2016(8):26~27.
[2]李宏胜,陈 桂.应用型本科人才培养方案制定过程的思考[J].中国现代教育装备,2011(21):108~110.
[3]张宝莲,魏冬青,杨学稳,等.材料化学专业定位及课程体系的思考[J].高等建筑教育,2007,16(4):93~95.
[4]文 胜,龚春丽,郑根稳,等.材料化学专业课程体系的改革与建设[J].孝感学院学报,2010,30(3):109~112.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0043-03
教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020)》而实施的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国向工程教育强国的重大举措[1]。湖北工业大学已获批教育部卓越工程师教育培养的资格,为地方输送了大量的工程技术人才,为地方经济和社会发展发挥了重要作用。本校高分子材料与工程专业是湖北省品牌专业,且已经获批“湖北省战略性新兴(支柱)产业人才培养计划”,“卓越计划”已经申报待批。为保证以上本科质量工程项目的顺利实施,结合本专业高分子材料加工的鲜明特色,本专业对培养方案进行了大幅度的革新,旨在进一步夯实学生基础理论知识的基础上,强化学生在高分子材料成型加工方面的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力,并引入环境友好材料和环保生产的理念,培养出更多高素质的以环境友好高分子材料成型加工为特色的高级工程应用型人才。具体将从培养目标的准确定位、课程体系改革、校企联合培养人才机制的创建、教师队伍水平的提升、质量培养监控体系的建立等几方面进行落实。
一、科学论证,准确定位人才培养目标
人才培养目标定位是保证人才培养规格和人才培养质量的前提。本校高分子材料与工程专业创建于1978年,有30多年的办学经验,其高分子材料加工的鲜明特色得到省内外同行的认可,高分子材料成型加工是湖北省第一批重点学科,该专业也是湖北省第一批品牌专业,现有教师中近一半从事高分子材料加工方面的教学和科研工作,因此在师资、教学条件及产学研合作等方面均具有良好的基础。同时省内有着如顾地科技、武汉金牛、武汉华丽环保、武汉三力塑胶、湖北三环汽车工程塑料、武汉天诚型材、宜昌长欣塑业、湖北洋田塑料制品等一大批高分子材料加工企业,多年来本专业毕业生就业率一直稳居98%以上。因此,本专业提出“卓越计划”培养目标旨在强化学生在高分子材料成型加工方面的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力,并依托绿色轻工材料湖北省重点实验室,引入环境友好材料和环保生产的理念,以培养出更多高素质的以环境友好高分子材料成型加工为特色的高级工程应用型人才。
二、课程体系改革
1.理论课程体系改革。本专业围绕着高分子材料加工特色,将主干课程分为高分子材料基础理论、高分子材料成型加工、塑料模具及设计、高分子材料检测与分析四个课程群:①高分子材料基础理论课程群:高分子化学、高分子物理、高分子材料学;②高分子材料成型加工课程群:聚合物成型工艺学、聚合物流变学、聚合物共混改性、塑料机械等;③塑料模具及设计课程群:机械设计基础(含课程设计)、工程图学、塑料模具,模具CAD/CAM(含模具课程设计)等;④高分子材料检测与分析课程群:高分子材料研究方法、仪器分析、塑料材料检测与标准等。根据“卓越计划”培养标准,将目标和标准进行分解和细化为知识能力大纲,然后督促教师对现有的课程教学大纲进行修订,具体对大纲中各知识点进行细化,明确各门课程及各知识点在学生知识、能力和素质培养过程的角色和作用;这样就从原来相对单一的专业课程逐渐转变为以工程专业课程、工程实践课程为主体、自然科学课程为基础、人文社科课程为补充的课程体系,最终实现培养目标、培养标准与课程体系的一体化设计。同时在教学方法上要适应课程模块化的要求,教师不仅加强知识储备,还要改变以往主要依赖课堂教学“满堂灌”的教学方式,着力开展基于项目的教学、问题教学、案例教学、研究型教学和探究式教学。
2.实践教学体系改革。专业课程实验或设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业论文等环节构建了本专业现有实践教学体系,也是培养本专业学生工程实践能力的主要环节。但目前专业实践教学环节存在着一些问题:首先,在专业课程实验或设计方面,以往各门实验课实验教学中都有各自独立的教学大纲,相互之间没有交叉、衔接,且出现重复教学现象,没能形成一个有机的整体,体现不出作为专业实验教学的系统性;而且实验项目中验证性实验比例仍较大,设计性和创新性实验所占比例少。其次,在三大实习方面,由于学校实习经费有限,且实习企业集成化、自动化、连续化程度较高,实习过程中学生大多只能被动地看和听,学生的主动性和创造性难以调动,实习效果得不到保证。为了改变传统的实践教学各环节脱节的缺陷,加强学生创新能力训练,本专业设计了基本技能层、综合应用能力与初步设计能力层、工程实践与创新能力层这个“三层次”,循序渐进地培养学生的工程实践能力。其中基本技能层主要依托高分子化学、高分子物理、聚合物成型工艺学、高分子研究方法、塑料检测与标准等课程的实验教学,主要帮助学生建立和巩固高分子科学的基本理论,锻炼学生关于高分子合成、加工、检测等方面的基本操作能力;同时设计系统化主题以贯穿整个基础实验的教学,使之形成有机整体,如围绕苯乙烯开设苯乙烯的乳液聚合、苯乙烯的成型加工、红外光谱法鉴定聚苯乙烯聚合物、聚苯乙烯分子量测定(粘度法)、聚苯乙烯的分子量及分子量分布测定(凝胶渗透色谱法)、聚苯乙烯熔融指数的测定、聚苯乙烯力学性能分析、聚苯乙烯热性能分析等实验。在综合应用能力与初步设计能力层中,除依托机械设计、模具设计等科目的课程设计外,主要是通过综合实验全面检验学生从高分子合成、加工到检测各方面的能力。工程实践与创新能力层主要依托认识实习、生产实习、毕业实习等三大实习和毕业设计。其中三大实习是工科学生理论联系实际的纽带,是学生从学校走向社会的桥梁[2]。本专业三大实习主要依托顾地科技、武汉金牛、武汉三力塑胶、武汉天诚型材、宜昌长欣塑业等高分子加工企业完成,通过实习要求学生对聚合物挤出、注射、吹塑等加工工艺及设备、常见塑料管型材配方设计、废料回收再利用等有一个全面的掌握;另外在生产实习环节通常根据学生兴趣会分流部分学生到岳阳石化橡胶合成事业部进行高分子合成方面的实习。实习环节采取分散实习方式,实行双导师共同指导,改变原来集体实习走马观花的弊端,更好地培养其创造能力和综合能力。
三、校企联合培养人才机制的落实
高校和企业联合培养人才机制的内涵是共同制定培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量[3]。但是目前各高校的校企联合培养人才过程流于形式的居多。其原因主要是校企双方还没有做到资源互补、利益共享,企业参与合作教育的积极性不高。在校企联合人才培养过程中,学校期望通过校企联合人才培养模式的实施,充分利用企业的资源和优势,给学生提供校外实习及就业机会以提高办学效益和教育质量,培养高技术人才;而企业则期望通过校企联合培养人才的机制宣传企业的形象,并依靠高校的人才、技术优势,提升企业的市场竞争力。高校没有品牌与优势,企业就得不到高效的人力和技术上的支持,也就会失去接受高校实习的积极性。所以校企联合培养人才机制的正常运行关键是我们的学生进入企业实习能确实帮企业解决一些问题。如果能做到这一点,所有问题就会迎刃而解。事实上在本专业以前的实习实践中,也有老师带领学生科研小组赴企业帮企业解决技术难题的成功经验。对于今后的实习环节,我们将要求教师事先与实习企业充分沟通,由企业根据自己的需求定出几个技术课题,学生在教师指导下有针对性地成立几个攻关小组,让学生带着问题、有目的地进入企业实习。这样不仅能更好地锻炼自己,还可以为企业做出贡献。只要这些工作得到企业的认可,双方沟通交流起来就容易得多,也才可能使建立的校企联合培养人才机制得到真正的落实,实现校企双赢。
四、教师队伍水平的提升
师资队伍建设是高校人才培养的重要条件和保障,实施“卓越计划”的高校要建设一支具有一定工程经历的高水平专、兼职教师队伍。教师队伍水平的提升主要是要强化教师实践背景,构建一支既具备坚实的专业理论知识,又具备较强工程实践能力的“双结构型”教师队伍。因此,在“卓越计划”实施过程中要有准备、有计划地选送年轻教师进企业,进车间,锻炼至少半年时间,与企业深入接触,了解本专业目前最新的生产工艺及设备现状;并依托现有的橡塑成型加工湖北省工程研究中心开展横向课题研究,提高教师的技术开发能力。另一方面,从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术负责人担任本专业兼职教师,承担学生实习和毕业设计等环节的指导任务,并计划把一些有实践技能特长,又有一定理论水平的企业兼职教师引进课堂。在毕业设计环节,实施“双导师制”,采取校内与企业双导师培养,学生可以从不同的教师身上博采众长。
五、质量培养监控体系的建立
建立校内质量监控、联合培养企业质量监控、社会评价等三个层次、一体化的人才培养质量监控体系。(1)加强教学过程监控,进一步完善校内教学质量监控体系。首先组织教师对本科培养计划制定的原则进行学习,对本专业培养计划进行解读,对课程模块设置、实验实习教学环节的比重、课程考评方式等进行讨论,完善本专业培养方案;同时组织教师开展经常性的研讨,对教案、课件、教学方法等进行交流和讲评,相互学习,相互促进,相互提高。其次,组织教师对学校制定的理论课堂教学和实验课堂教学质量评价指标体系及其内涵进行深入学习,让教师在教学中有目的地去改进。其三,针对指标体系,狠抓落实,实施全面的考核与评价,如加强教师和学生督导组的工作,不仅要对教师的课堂教学进行评价,对教师的实验指导也要进行检查和评价,同时将教学质量评价结果作为职称评审的重要指标。(2)建立健全校企联合培养质量监控体系。每年根据企业的生产情况更新实习实践教学大纲,并实行“双导师制”,学生实习实践是在校内外导师的共同指导下完成。在实习过程中,导师的任务不仅仅是指导学生,更要多与学生交流,多提问。实习实践的成绩包括了回答问题、实习态度、答辩以及实习报告等部分。(3)建立社会评价监控体系。首先要关心学生就业情况和就业质量,并建立本专业毕业生就业信息库;其次与毕业生保持常态联系,通过他们了解本专业就业形势的变化、专业知识结构的变化,并建立用人单位对本专业毕业生的调查评价和反馈体系,据反馈信息调整和优化培养方案,使本专业能培养出更多优秀的毕业生。
参考文献:
[1]沈春晖,董丽杰,熊传溪.基于“卓越工程师”培养的高分子材料工程专业培养方案改革[J].教育改革,2011,(9):13-14.
[2]刘宇艳,于海洋,龙军,等.高分子材料与工程专业实践教学改革研究与探索[J].高分子通报,2011,(11):102-106.
高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。
一、高分子化学实验教学现状剖析
1.实验教学体系和内容欠争理
多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。
2.实验教学方法单一
学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。
3.实验嫩学手段落后
在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。
二、新教学模块的实践性探索与成效
针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。
1.基础技能实验教学模块
基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。
基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。
2.综合设计实验教学模块
综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。
教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。
3.研究创新实验教学模块
设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。
本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。
三、结论
基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。
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当前我国大部分高等院校的大部分专业都开设了专业外语课程,这适应了当下社会对大学生外语人才质量的提升的要求,也对于提高大学生的专业水平有着重要的意义。作为专业能力培养的一部分,专业外语课程的教学不仅加强了大学生的英语应用能力,也使得大学生初步具备了利用英语这个语言工具与国际上的专业人士进行全方位的沟通能力,并使将来其成为一名我国“一带一路”战略急需的国际化专业人才[1-2]。
1专业外语这门课的特点及教学中面对的困难
笔者通过综述相关的教改文献发现当前专业外语教学存在以下问题:一、由于学生把学习重心放在大学英语四、六级考试上,学生对于专业外语的学习积极性不高;二、课程考查方式不科学;三、合适的教材不易找到;四、教学方式需要改革[3-6]。笔者认为存在以上这些问题很大程度上是由于对于专业外语这门课程的特点思考不够,以及没有针对学生的实际情况因材施教,所以需要先厘清以下问题:顾名思义,专业外语这门课至少要突出两个重点,要把专业知识和英语学习结合起来。专业外语是以英语为媒介传递的专业知识,仍然是英语语言的一种呈现形式,所以英语语言的综合能力的培养在这门课的教学中应该占据重要的内容。因此专业外语本质上仍然是一门英语课,而一门完备的英语课至少应该包含以下几个方面的内容。(1)专业词汇的学习记忆。词汇的学习记忆是英语学习的基础,也是英语学习的难点。在英语为母语的国家,一个受过良好教育的人的词汇量却需要几万。所以对于中国学生来说,背单词是学英语必须要过的一关。(2)专业文献的阅读理解。对于大学水平的专业英语文献阅读理解,一个重要的特点是长难句更多,而这一点是与大学英语四、六级考试以及考研英语考试的特点是相通的,甚至有时大学英语四、六级考试与考研英语考试中出现一个段落就只有一个句子的情况。学生们普遍反映即使有时句子中每个单词都理解,但是仍然不能准确理解句子的意思。(3)专业文献的写作能力的培养。一些学生的写作能力相当薄弱,甚至不能有把握地写出一个简单的正确的英文句子。很多学生习惯性地将头脑中的句子里的中文一一对应地机械地翻译成英文,完全不符合英语自身的语法特点和规范。(4)专业文献的笔译能力的培养。准确对专业文献进行翻译必须是在对文献准确理解的基础上进行的,同时对学生的英文和中文水平都提出了更高的要求。巧合的是,在考研英语中难度最高的题型也是翻译题。(5)与专业人士的口语交流能力的培养。中国学生的英语学习普遍存在能理解不能张口说的问题,因此在教学中如何能提高学生用英语交流的能力也是一个迫切的关注点。(6)同时专业外语这门课又紧密地与学生的专业课程相联系,其中要涉及到大量的专业知识。如何在课堂上把专业知识和英语学习有机地结合起来,为国家急需的国际化专业人才的培养打下良好的基础,也是这门课的教学需要面对的一个挑战。笔者认为以上这些问题是大学中每个开设专业外语这门课的老师需要解决的带有普遍性的共同的关键问题,只有解决好这些问题才能达到这门课的教学目标。
2各种问题的解决方法
随着科学技术的迅猛发展,材料、能源和信息已被公认为科技发展的三大支柱。作为社会发展的物质基础,材料的发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志之一。高分子材料与工程专业作为材料科学与工程学科下的分支学科,在过去20年的时间里得到了飞速发展。高分子材料应用的日趋普及,使得社会对高分子材料与工程专业的人才需求日益迫切。培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。为了满足这一需求,高分子材料与工程专业应实施“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,大力提高学生的科研创新应用能力。
一、社会发展急需工程应用型人才
人才培养模式涉及的一个重要问题是培养什么样的人。中国是世界上最大的高分子化纤生产国,化纤工业正在实现由“数量型”向“技术型”的战略转变,使化纤主要常规品种具备国际竞争能力,在一些重要高新技术纤维品种上取得产业化成果。
目前,我国高分子化纤材料工业随着数量的增加和规模的扩大正由数量型向效益型转变,行业发展的速度远远高于化纤人才的培养速度。据调研统计,化纤企业的专业人才数量不到职工总数的5%,有的甚至不到1%,存在专业人才严重匮乏的现象。同时还发现,由于化纤新技术、新设备、新产品的不断出现,企业原有的专业人才不能完全跟上行业的发展,急需更新人才。
二、应用型高分子材料与工程专业人才培养的基本原则
1.更新教学理念,明确培养目标。
面向未来的教学改革需要前瞻性的教学理念和现代化的教学思想。这些教学理念包括从重视知识传授向重视能力培养转变;从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研相结合的教育模式转变;从标准化培养模式向个性化培养模式转变;从维持性学习向创新性学习转变[1,2]。
应用型高分子材料与工程专业的培养目标,是以市场需求和就业为导向,以课程建设为核心,以实践教学为重点,培养在高分子材料与工程专业领域具有丰富的理论知识,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等领域从事科技开发、工艺设计及经营管理等方面工作,具有创新精神及实践能力的高素质创新型高级技术人才,更好地为地方经济建设服务。
2.重视能力培养,实施素质教育。
提高学生的综合素质可以通过选修课、专题讲座、社会实践,以及在专业教育中融入人文精神、工程环境背景等多种形式,从而加强对学生思想道德素质、文化素质、业务素质、身心素质和获取知识、运用知识、创新知识的能力等方面的培养。
3.强化基础训练,拓宽专业口径。
强化基础、拓宽专业口径是培养学生适应能力的有效途径。强化基础,一是在基础理论和技能上进行面上拓宽,加强要求,使学生对基础知识掌握更牢固,知识结构更加合理;二是将专业基础课拓宽到新的专业目录的专业口径,为新专业的各个专业方向提供广阔的发展空间。拓宽专业口径,不是将专业课程的名称加以改变,而是将专业主干课程认真整合,构建新的专业课程体系。
4.优化课程体系,整合课程内容。
课程体系与教学内容是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和能力的主要因素,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点[3]。要进行课程重组,减少课程内容重复,做好课程之间的衔接,逐步深入;建立大工程观念下的新型课程体系,重视各相关学科知识内容的融合、渗透和时间安排上的协调,做到课程综合化、系统化。
二、应用型高分子材料与工程专业人才培养模式的实施途径
1.实施“平台式”教学。
本着工程应用型人才培养要主动适应用人单位的实际需要,要面向基层、面向生产第一线的原则,在加强通识教育的基础上,强调提升学生的综合素质,强化学生的专业实践能力和动手能力的培养。新的教学模式设置了三个教学平台,即理论教学平台、实践教学平台、第二课堂素质教育平台,以达到学生适应社会、适应行业和充分发展个性空间的目的。
“理论教学平台”包括学科基础课程、专业知识能力课程、专业能力拓展课程,初步形成学院、学科、专业、职业兴趣四级理论课程体系;“实践教学平台”包括学科基础实验教学和模拟仿真企业生产的工程实践教学两部分;“第二课堂素质教育平台”则包括学院公共选修课、课外素质教育及社会实践三部分,作为第一课堂的补充和延伸,拓展学生个性发展的空间[4]。
2.以实践教学改革为重点,提升学生工程实践能力。
高分子材料与工程专业有着不同于其他学科的显著特点,它是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出的一般规律,运用科学分析方法探索这一规律内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,经过实践理论再实践的循序渐进过程向前发展的学科。在该领域的科学研究中,实验是分析问题、解决问题的主要手段,每一理论、发明的诞生都是在实验中孕育、培养出来的。针对上述学科特点,专业教研组在制定本科教学培养计划时,要有意识地加强实践教学环节课时比重,培养学生的创新意识、创新能力和实践能力。
高分子专业教学实践分为认识实习、专业基础实验教学、专业实验、生产实习、课程设计、毕业实习和毕业教学环节等实践教学部分。在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验室科研活动,注重培养学生的动手能力和科研能力[5]。
在毕业教学环节实践中结合教师科研项目,选择学科前沿或与企业合作开发的课题进行毕业论文选题,结合工厂实际进行毕业设计,可使学生获得良好的科研能力培养,有效地促进学生动手能力,提高学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。
3.以市场需求为导向,积极探索“订单式”人才培养模式。
在教学改革上,注重人才培养与市场需求相结合,积极开展“订单式”培养模式。此举不仅能为企业发展量身定做工程实际应用型人才,而且能够提前将学生“预售”出去。同时,企业还可以根据实际情况,为“订单式”培养学生提供奖学金、贫困助学金等费用,解决经济困难学生的求学、就业等问题。
4.理论联系实际,注重培养创新能力。
要强化学生的操作技能,培养综合素质和创新能力,进一步提高学生在社会大环境中的竞争能力,关键是建立与企业同步发展的规范的实训环境。要充分利用区域与学科优势,加强产学研联合,设立产学研联合体实验室,为学生提供必要的社会实践场所,保障实习、实践教学效果,培养学生的工程应用能力[6]。实习基地可以完成学生的认识实习和生产实习任务和多项工艺实验。学生通过这些实践环节能加深对书本理论知识的理解和应用,同时也了解了本行业发展趋势和存在的问题,这对于学生踏入工作岗位和继续深造都是大有裨益的。
5.加强师资队伍建设。
为适应素质教育的教学改革需要,办好高等教育质量工程建设,教师的知识更新与自身素质的提高是非常重要的。只有高水平的师资队伍才能培养出高素质的人才。因此学校需要不断引进高水平科技人才,提高本专业教师队伍的科研能力和科技创新能力。同时,还要注重青年教师的培养,指定有丰富教学经验的老教授对新进教师进行“传、帮、带”教学指导,使新进教师的授课水平快速提高,从而有效地将行业发展动态与理论授课相结合,最大限度地激发学生的科研兴趣,拓宽学生的专业知识面。
三、结语
高分子材料的发展极其迅速,每年都会有许多新材料、新技术、新工艺不断涌现,而教育教学改革随着社会的发展也是永无止境的。如何加强高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养,提高高等教育的办学质量和人才培养质量,是21世纪高等教育面临的挑战,必须引起高度重视。但是,如果一味追求应用而忽略科研创新能力的培养,所培养出来的人才就不是社会需要的高级人才。所以在重视应用的同时,还要注意科研创新能力的培养,即提倡一种“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,才能够适应当代社会经济发展需要。
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[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.183
高分子材料与工程专业综合实验不同于基础实验,专业综合实验重视学生自主设计、自主操作和自主探究能力的培养。本课程一般开设在大三下学期和大四上学期,学生已经完成“高分子化学”“高分子物理”和“聚合物近代仪器测试”等专业基础理论课程和基础实验课程,对本专业的理论知识、实验操作和性能表征已有掌握。[1]该课程的开设可以锻炼学生对专业知识的综合运用、分析和解决问题的能力,培养学生勇于探索、不断创新的精神和团队协作能力。本文主要从教师辅“教”和学生主导性“学”的角度出发,提出笔者对专业综合实验教学的探索,与大家进行交流。
1 教师的“教”
顾名思义,专业综合实验具有较强的综合性和自主设计性,因此教师在本课程的教学过程中要摒弃“教为主导”的传统教学模式,不能以教师控制为中心,简单机械地把学生当成知识的被动接收者,因此教师主要担任引导者的角色。
1.1 课程设置
本课程一般没有固定的出版教材,多是任课教师设计多个可供选择的实验项目[2],3~5名学生为小组开展实验。我校是应用型人才培养单位,目前实验项目来源主要是以下两类。
(1)与本专业实际生产紧密结合的应用型课题。例如,聚丙烯是目前第二大通用塑料,随着汽车、建筑、家电和包装等行业的发展,废弃聚丙烯产量逐年增加。对废弃聚丙烯进行回收再利用虽能节约资源,减少污染,但其力学性能已不能满足工业制品的性能要求。因此,可让学生采用成核剂、无机填料和界面增容剂等对废弃聚丙烯改性,提高废弃聚丙烯的力学性能和热稳定性,具有一定的工业生产前景。此类课题适合于本科毕业就择业的学生,有助于他们熟悉本专业的就业领域以及工作内容。
(2)任课教师个人的科研课题。湖南工学院目前不具备培养研究生的资格,因此教师的科研项目主要依靠教师所在课题组成员之间协作完成。专业综合实验的开设有利于教师将课题的一部分转化为实验素材,既能使学生接触本专业的先进研究领域,也能较好地调动学生参与课题的积极性。此类课题适合于有意读研深造的学生,有助于他们参与课题、钻研课题,也可尝试参加创新型实验竞赛。
为了达到较好的教学效果,教师应当结合本校学生的实际情况,认真设计整个课程的进度,例如湖南工学院专业综合实验为32课时,具体的课程进度设计见下表。通过下表的试验进度设计,可以让学生清晰地了解到本课程内容设置与各个环节的时间安排,防止实验过程的盲目性。
1.2 课程引导
专业综合实验虽以学生的自主性、探索性学习为基础,但教师的引导作用至关重要。[3]一是因为学生已习惯了以往有“步骤”可依的实验教学模式,缺少独立思考的主动性;二是学生对综合性实验课题研究背景了解较少,还不具备独立设计实验方案的能力,普遍感觉综合实验无从下手。因此,任课教师可在课程的不同阶段,发挥不同的引导作用。
(1)开题阶段:教师先进行开题引导,将本实验课题的研究背景和实验目的等相关内容介绍清楚,并当场与学生互动解惑。课下让学生以小组为单位查阅相关文献资料,设计实验方案,准备开题报告。在学生开题过程中,老师应及时与学生交流,遵从自然科学规律,设计合理可行的实验方案,并预期实验结果。
(2)实验过程:在此阶段教师应该引导学生多思考,多尝试。以“聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料的制备与性能测试”课题为例,学生知道聚丙烯复合材料的制备方法为熔融共混法,但对样品的配方设计感到困惑,不了解实际生产过程碳酸钙用量的具体范围,用量太少不能降低生产成本,用量太大又会导致聚丙烯性能下降。另外,学生能够独立操作双螺杆挤出机、注塑机等成型加工设备以及微机控制电子万能试验机和摆锤式冲击试验机等测试仪器,但学生很少思考设备的参数和测试条件的设置依据,也未考虑参数和条件调整对实验结果的影响。因此,教师应提醒学生思考样品物化性质和设备参数、测试条件之间的关系,并从中获得规律,进而指导今后的实验。
(3)结果与讨论阶段:笔者在教学过程中发现大多数学生对于实验数据的分类较为笼统,甚至把所有样品的数据混在一起,并未进行分类,导致其测试数据规律性不明显,无法获得结论。另外,学生对于测试结果的分析仅局限于对实验现象和数据的简单描述,并未探究其中的规律,寻找导致该结果的原因。例如,β-成核剂虽能提高聚丙烯的冲击韧性,但并非β-成核剂用量越多,聚丙烯的冲击强度就越大。对此现象,学生仅提出在某一用量下的增韧效果最佳,并未对其原因进行思考。
2 学生的“学”
专业综合实验的开设目的在于培养学生的文献检索能力、初步设计实验的能力、分析实验结果、撰写实验报告和科研论文的能力。该课程以指定实验题目,学生自主设计实验方案、自主操作实验和自主分析实验结果的方式进行。因此,课程开展以学生为中心,学生的“学”起到至关重要的作用。[4]
2.1 开题阶段
在以往的实验课程教学中,老师会结合所使用的教材,详细讲解实验目的、实验原料与配方、实验设备、实验步骤和数据分析等,学生只需按部就班进行样品制备和性能测试。因而,从某种层面讲学生只是单纯的执行者,几乎没有或很少有独立的思维参与其中。
而本课程要求学生独立完成老师给定的实验题目,教师仅进行开题引导。学生需要主动查阅相关科研文献,熟悉该课题的研究背景与意义,从相关文献中寻找实验方案的设计思路和预期的实验结果,并通过PPT进行开题报告。
2.2 实验过程
由于此阶段教师并未直接参与,学生在实验过程中会需要许多问题。比如,在使用双螺杆挤出机之前,需要依据加工材料的熔点设置成型温度,那么不同部位的温度设置相同吗?在纳米碳酸钙的填充量过高时,如何使其与聚丙烯粒料混合均匀?还有使用微机控制电子万能试验机的过程中,同种高分子材料在不同的拉伸速率下会导致不同的断裂方式:高速拉伸形成脆性断裂,低速拉伸多为韧性断裂,那么测试过程如何设置拉伸速率?这就需要学生积极查阅资料,并重复实验步骤,尝试不同测试条件,从而获得材料与设备之间的关联性,进而指导进一步实验。
2.3 结果与讨论阶段
学生虽会简单的数据处理和图表制作,但对样品的分类模糊,图表格式大多不规范。这都需要学生根据查阅的文献资料进行修改。此阶段的难点在于学生面对大量数据,不知从何分析。例如,当实验原料包括滑石粉、硅烷偶联剂和聚丙烯的时候,学生就应该使用控制变量法对样品进行分类:① 固定滑石粉和聚丙烯用量,仅改变硅烷偶联剂用量;②固定硅烷偶联剂用量,调整滑石粉和聚丙烯的质量比。结果与讨论部分包括硅烷偶联剂用量对聚丙烯/滑石粉复合材料性能的影响和滑石粉填充量对聚丙烯复合材料性能的影响,这样进行结果分析时变量把握就很明确,讨论重点也清晰。
3 结 论
本课程的开设可使学生熟悉高分子材料的物理和化学性质,掌握不同类型高分子材料的制备方法和成型加工技术,并了解高分子材料的性能表征方法。在课程结束后,笔者同一些学生进行交流,发现学生普遍对综合实验较为感兴趣,并且认为自己从头到尾参与了实验。在此过程,他们学到了很多,尤其是学会了思考和独立解决问题的能力。以前在实验过程中出现任何问题,学生第一反应就是找老师,而在综合实验中他们必须依靠自己解决问题。同时,学生不再拘泥于课本的理论知识,而是深入其中探索规律、发掘现象本质。专业综合实验虽是由小组共同完成,但其性质和内容类似于学生的毕业设计(论文),涵盖了文献查阅、配方设计、样品加工成型、性能表征和结果讨论部分。这既能提前消除学生对于毕业设计(论文)的陌生和恐惧心理,也帮助他们了解毕业设计(论文)的要求和内容,有利于学生顺利开展毕业设计(论文)。
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目前,在我国高等学校教学工作中,主要的教学方式是以课堂授课为主,理论教学占有主导地位,采取的主要形式是以教师讲为主,学生被动学习为辅,教师以板书、多媒体课件、图板等为主,这种教学模式是以教师为中心、教材为蓝本、教室为中心的单一教学方法。学生学到的是前人留下的现成的理论知识,教师注重讲授的知识数量,评定学生学习效果的考试方式,学生没有在课堂上提出问题的机会,这种教学方式脱离了工程类人才培养方式的特点,学生受到的只是思维的培养,而动手能力、实际操作能力和创新能力却大大的被忽视。这种教学方法长期下去,学生对学习会产生厌倦,思维也会受抑制,不利于开发学生的创新能力。CDIO的培养目标是:要将学生培养成具有一定实践能力的工程类人才,要求学生在实际工作中培养独立构思、设计、实现和运作等四个方面的能力。CDIO培养模式是在理论教学基础上注重实践教学和实际动手的能力,实验教学是从具体的实验项目出发,上升至理论,再回到项目实际实施过程中,以最终产品的实现为教学目标。材料制作项目以从研发到最终产品为载体,通过项目构思、设计、实现将整个课程体系有机地结合起来,学生以主动思维、自行设计方案的方式和自己动手自行完成的方式参与到项目实施的实践教学中。所谓导师制是对本科生从大一入学就配备导师,刚进入大学的学生对大学生活不熟悉而且充满了幻想,从中学到大学有本质的改变,要学生学习和掌握中学阶段没有接触或者不成熟的想法进行引导和指导,从思想上、学习上、专业方向认知以及对将来工作的打算,都必须要正确的认知,培养学生正确的人生观、价值观和就业观。总之,“导师制”这一教学活动,是一种教师和学生互动式教学方法的体现。然而,导师制应该是在采取CDIO教学模式下的教学方式的具体实施方法,在CDIO教学模式中重视实践环节,而学生在实践中的经验以及解决问题的方法都离不开导师的指导,都是在导师的辅导下才成长为一个适合企业实际生产的工程技术人才。
一、现代教学方法的特点
现代高等教育的教学方法局限于老式的教学模式,应是在调动教师的教学思想的同时重视学生的思想、情感、潜能、智慧,充分发挥教师和学生双方面的积极性和主动性。现代教学方法的主要特点有:发现学生的智慧和潜能,这是现代教学方法的时代特点。其典型代表是布鲁纳的发现法,这种方法之所以风靡全球,原因是它适应了开拓学生创新精神与实践能力的时代要求。年轻学生的思维较活跃,发现法有利于提高学生的智慧潜力,调动学生学习积极性和充分发挥教师指导作用相结合。现代教学方法是以发展学生的内部潜能为出发点,使学生对知识产生兴趣,抽象的理论知识与实际生活相结合,让学生感觉知识浅显易懂,不能产生畏惧感,发挥学生发散思维的能力,形成学生自身对知识有强烈的吸引力和摄取知识的急迫性,这样会收到更好的教学效果。在教学方法上包括两方面:一是教师“如何教”,二是学生“如何学”,二者有着必然的联系。教法通过学法体现出来,而学生学习效果的好与坏要通过在实际操作过程中体现出来,通过创新能力得到展示。
二、CDIO培养模式
CDIO培养模式的主要指导思想是以科研项目为载体(比如:以聚酰亚胺薄膜制备及性能研究项目为实现目标),以项目完成过程为主导,是理论和实践有机结合的一体化课程教学体系,是培养应用型人才的主要教学模式之一。CDIO培养模式的宗旨是注重学生对项目的可行性、方案、组织构成及实施的全过程,在实施的同时也开发了学生的思维能力、执行力等诸多方面。对于高分子材料专业的学生从聚酰亚胺薄膜的制备方法、性能测试、结构与性能关系以及与当前国内外的产品进行横向对比,以检验所制备薄膜的各项性能与工艺条件间及原材料配比之间的关系,通过薄膜的制备全过程将理论知识贯穿于其中,以达到该教学模式能全面的实施并收到较好的效果。
三、具体项目CDIO设计过程
CDIO教学模式以聚酰亚胺薄膜制备为依托,按实施过程分为三个步骤:第一步,为完成该项目需具备的基础课程,如;有机化学、高分子化学、高分子物理、复合材料学及聚合物基复合材料的成型方法等课程;第二步,与该项目关联性较强的课程,如:材料研究方法、绝缘材料测试与分析、绝缘材料工艺原理等课程;第三步,与该项目相关设备的使用及生产企业制备过程中所必须熟悉的相关技术,需要到相关企业实习,了解整个生产线。三个步骤的设立是有一定层次的,按照由浅入深、由易至难的顺序设置课程,将CDIO培养模式有层次、由理论到实践、系统地贯穿于高分子材料与工程专业的教学体系中,使学生既学到了理论知识,同时各项实践能力也得到了充分的锻炼和提高。
四、CDIO培养模式与导师制的有机结合
CDIO培养模式注重学生的实践能力,实践能力的培养要在导师指导的基础上才能实现,要将两种培养方式有机地结合才能达到预期的效果。这种方式对导师也提出了更高的要求,导师不仅要具备实际生产经验还要有与企业合作的横向课题,同时也要有实现课题项目的场所,这种场所不是在实验室中而是走出学校深入到企业生产第一线。另一方面,学生要具备创造思维能力,在掌握了CDIO模式各个环节的同时,专业基础理论要学以致用,这样将具备条件的导师与具备一定能力的学生结合才能达到真正的目的。
通过CDIO培养模式的教学体系改革和导师制在我校高分子材料专业的实施,学生参与到了导师的科研工作中,使参与项目的学生从项目的构思、设计、实施、运行整个过程得到了锻炼,学生就业率大幅度提高,这种教学模式对高校的质量工程建设是非常有益的。
参考文献:
[1]陈宇飞.CDIO培养模式在工程类人才培养中的重要作用[J].教育界,2012,(31):16-17.
[2]殷旭,胡景繁,张红.基于CDIO教育模式学生学习评估方法的探索[J].高教论坛,2010,2(2):24-25.
[3]陈宇飞.工程类人才培养方式研究[J].教育教学论坛,2012,(26):73-74.
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)10-0066-02
随着科技的不断进步,各国都在不断创新和研发新的材料,而每一种新材料的使用,都能够引起一次技术上的重大变革,而这种变革可能是世界性的。现代人类社会的“三大支柱”领域分别为材料、能源和信息。正是在这种背景下,高分子材料与工程专业在短短的二十年时间内发展迅速。1998年,教育部调整了高等学校本科专业目录,将与高分子材料相关的工科类专业统一为高分子材料与工程专业。教育部出台的专业建设指导精神明确指出,要重点发展高分子材料产业[1]。
东北林业大学高分子材料与工程专业,始建于2000年10月,专业的建立基于东北林业大学木材科学与技术学科在天然高分子材料的加工与利用等条件成熟的基础上,由我国木材胶黏剂领域知名专家顾继友教授组织创办。在十几年的不断实践探索中,建立了具有自己特色的人才培养模式,并依托东北林业大学的发展平台,明确培养目标,凸显了林业院校的特色和优势,培养了一大批兼具知识、能力和实践动手能力的高素质人才。
一、依托院校优势,打造品牌专业
东北林业大学创建于1952年,是国家“211工程”和“优势学科创建平台”项目重点院校。学校是以林科为发展优势,以林业工程为办学特色的综合性大学。高分子材料与工程专业在建立之初就显示出专业的优势,它是在天然高分子开发利用、生物质复合材料、高聚物合成、合成树脂胶黏剂的开发等领域都较成熟完备的基础上发展起来的,具有厚基础的专业优势。专业发展迅速,于2003年获批建立“生物材料工程”博士点学科,2006年该学科被评为黑龙江省重点学科,2010年进入“985”优势学科平台建设行列,目前是东北林业大学的重点专业。专业涵盖了胶黏剂、生物质复合材料、天然与合成高分子材料和生物质功能材料四个具有学科优势和特色的方向。其中胶黏剂是本专业的主要特色,尤其是木质基材料用胶黏剂的研究、开发和推广方面处于世界先进、国内领先的行列;专业的另一个特色是生物质复合材料的研究,尤其是在木塑复合材料、木质素、蛋白质、淀粉等生物质材料的开发利用方面具有较大优势。
高分子材料与工程专业为黑龙江省重点专业,教学理念先进,师资力量雄厚,具有丰富的教学管理经验,本专业有三门课程“胶黏剂与涂料”、“生物质材料”和“材料科学与工程基础”入选东北林业大学重点课程建设项目。东北林业大学作为林业院校的领跑者,有着林业院校的优势。为此,东北林业大学高分子材料与工程专业在人才培养模式的制定上以林业院校优势为依托,支撑学科“生物材料工程”在科研方面以天然高分子为核心,以生物质复合材料、胶黏剂、天然与合成高分子材料以及生物质功能材料四个特色研究方向为重点。与之相适应的专业人才培养模式既注重高分子材料与工程专业的基础,更体现林业院校相关专业的优势特色。在近十几年的人才培养过程中,专业也在不断的调整修订人才培养方案,既重基础,又宽口径,注重素质和能力培养,突出林业院校品牌专业的特色和优势。
二、特色化人才培养模式的构建
人才培养模式作为高等院校人才培养活动的实践规范和基本样式,是高等院校对本科人才培养目标、培养过程、培养途径以及培养方法等要素的综合概括。随着目前人才市场化程度的日益高涨,如何造就适应社会需要的应用创新型人才是亟待解决的难题[2]。不同的学校、专业应根据人才需求、本身专业特色以及学校优势等方面探索一条适合自己的人才培养模式,并且要经过一定的实践检验,千万不能照搬照抄、生搬硬套。
在人才培养目标的定位上,我们总结了一些地方院校人才培养的偏差,积极探索出“强化基础、因材施教、分类培养”的指导思想,考虑到学生的基础水平,发展方向、内在潜质,按照发展方向和个人选择的不同对学生进行分类,大致分为就业、继续深造、出国深造等几种类型,以此为前提在课程设置、实践动手能力、毕业论文和设计、教师培养等方面进行适当的改革,使培养出的学生知识结构广泛,基础扎实,动手能力强,能在聚合物合成、胶黏剂、生物质复合材料等领域从事生产、开发研究、管理的工程技术人才,探索出一种具有特色的人才培养模式。
三、特色化人才培养的具体措施
(一)规范培养过程,提升教育实力
学科之间的相互影响与渗透逐渐成为发展趋势,通过各学科之间的彼此渗透,相互关联成更大的、完整的学科体系[3]。这就要求现代大学教育要有更广博的知识背景,更敏捷的思维创新能力及开阔的学科视野。只有在大学科平台上和开放的学习氛围中采用灵活创新的教育模式,才能完成创新人才培养的目标要求[4]。
为满足国家林业科技的战略需求、学校建设高水平特色大学的要求以及社会对不同人才的需求,东北林业大学重点突出“林产”特色,构建相关的学科课程体系。本着厚基础、宽专业的主导思想,构建学科基础课;结合专业方向的特色,构建专业基础课和特色课程;同时完善交叉学科的渗透,构建开放性的选修课程,学生可自由选修,实现资源共享。学校和学科带头人广泛听取学生意见,制定了一系列切实可行的专业管理制度,加快重点专业建设步伐;加强教师队伍建设,构建专业教师团队;聘请国内外专家教授、学者定期在学院及学校范围内进行专题讲座;鼓励学生进行创新思维训练,以专业教师牵头,鼓励学生自主开发,大胆创新,认真观察;创建具有自己学科发展特色的高分子材料与工程创新实验室,建立以专业教师牵头,本科生为主体的创新训练团队,在保证验证性和设计性实验教学的基础上,增加本科生专业技能综合训练;从大一新生开始实行“导师制”,提倡因人施教,对学生进行启发式教育,鼓励学生开展批判式学习,用与时俱进的思想运用知识,用发散的思维研究知识[5]。
(二)产学研相结合
“产学研结合”是东北林业大学高分子材料与工程专业培养创新型人才的重要途径。“产学结合”是指学生的毕业设计和毕业论文来自于生产实际,学生通过走进工厂、校企合作单位帮助解决生产实际问题。一方面锻炼了学生实际解决问题的能力,培养了独立解决问题的意识,凡事不再依赖教师、依赖课本,是完全意义上的实践;学生通过实习较早地熟悉了工作岗位,积累了工作经验,对待就业问题不再盲目,缩短了学生适应工作岗位的时间。另一方面,工厂在实际生产中也遇到各种各样的问题,新鲜血液的注入也为企业解决了遇到的实际问题,节约了用人成本,并在经济效益方面有所收获。“研学结合”是学生的毕业论文或毕业设计选题大部分来源于指导教师的研究课题,导师的课题研究具有前瞻性及实践性,学生通过参与导师课题,导师指导学生更直接、更具体,锻炼了学生的科研能力,对于继续深造或是出国留学的学生来说锻炼了他们的创新思维能力和科学素养。结合科研实践培养专业人才是专业建设大力提倡的,专业教师积极以科研带动教学,以教学促进科研,学生积极参与教师课题研究工作对学生未来的发展大有裨益。
(三)突出专业实践特色建设
高分子材料与工程专业的特色是培养学生的实践能力和较强的创新意识,实践能力的培养不仅仅在课堂和实验室,高质量、充分的专业实践是人才培养必不可少的重要环节。在实践教学中,学生可以到企业现场观摩,根据企业现有的生产条件将理论和生产结合,学生将学习的书本知识融会贯通到实践中,同时在理论的指导下,学生撰写实习报告反馈实习内容。学校非常重视实践教学,出台了一系列的制度方案,健全实习质量保障体系。为此,专业积极拓展实践基地,依据指导教师的特长进行分工指导,邀请具有培训经验的一线工程技术人员进行现场讲解和模拟。学生的整个实践环节与毕业论文和设计紧密结合,实践过程为论文的撰写提供第一手资料,也锻炼了学生解决实际问题的能力。总之,不断探索高等学校专业与社会实践有机结合的长效机制,建立健全校外实践基地,是学生磨炼意志、增长才干、理论与实践相结合的重要载体。
无论是林业院校还是各类地方高校,都在努力地积极探索高分子材料与工程专业特色化人才培养的模式,东北林业大学在特色化人才培养方面也在不断实践中,既结合了传统的专业优势,又不断挖掘新思路、新方法、新观念,这是知识经济时代对人才培养的需要,也是林业院校人才培养的需求。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科
专业目录和专业介绍(1998年颁布)[Z].北京:高等教
育出版社,1998.
[2]周泉兴.人才培养模式的理性思考[J].高等理科教育,
2006,(1).
[3]曹赛先.一流大学的大学科观[J].当代教育论坛,2004,(1).
[4]陈峥滢,秦毅红.大材料学科研究性学习和创新能力培
养研究[J].理工高教研究,2010,(1).