淺談高分子材料與工程專業創新性實驗能力的培養

江學良　熊麗君　姚軍龍　劉治田　楊雋

摘 要 為了培養高分子科學及工程領域的創新性復合人才，我校高分子材料與工程專業結合多年的實驗和實踐教學經驗，對原有的實驗課程和實踐環節進行改革和探索。實行實驗模塊教學，引入研究式教學，增加實踐教學比重，發展創新實踐教學模式，加強學科平臺建設，強化對實驗教學的支撐作用，構建新的人才培養模式。

關鍵詞 本科教育 課程改革 實驗能力 創新意識

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

高分子材料以其質輕、耐蝕、易加工等性能，正處于迅速發展時期，隨著新技術、新工藝、新設備不斷涌現，越來越多的企業迫切需要大量創新能力強、綜合素質高的高分子材料專業人才。建立面向市場和企業，適應現代高分子材料發展要求，培養具有創新精神和競爭能力強的復合型專業人才，已成為現有高校高分子材料與工程專業所面臨的重要問題。①②③④本文結合我校高分子材料與工程近年來的教學實踐，提出構建新的實驗實踐教學體系，實驗教學分層次、按模塊進行，加強了實驗教學的基礎性、系統性、綜合性和創新性，增加實踐教學比重，改變實踐教學模式，加強學科平臺建設，強化對學生創新性實驗能力的培養。

1 創新性實驗教學改革的必要性

實驗和實踐教學不同于理論教學，在很長時間里，實驗和實踐教學得不到應有的重視，實驗和實踐教學附屬于理論教學，在實際教學過程中多是驗證性和認知性實驗，啟發式、設計性以及綜合性實驗偏少，不利于學生創新能力和工程化能力的培養。高分子材料與工程專業是一門應用性較強的專業，以塑料、橡膠、膠黏劑、纖維、涂料為代表的高分子材料已在國民經濟建設中發揮越來越重要的作用，因此培養更多創新能力的從事高分子材料的合成、改性、共混復合、加工成型等方面的高素質人才是社會發展的必然要求。

以高分子材料與工程專業實驗課程建設為核心，深化實驗教學改革，通過按模塊教學，強化學生實驗技能，增加以新產品設計開發為導向的創新性實驗，兼顧趣味性和挑戰性，通過老師的引導，在實驗過程中培養學生如何分析問題和解決問題，提高學生工程創新能力。我校高分子材料與工程專業成立于1994年，2005年被批準為湖北省立項建設本科品牌專業，并于2010年通過合格驗收，同年被批準為國家特色專業建設點，2012年被批準為湖北省普通高等學校戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃項目，是我校首批在一本進行招生的專業。高分子材料與工程專業是與湖北省國民經濟和社會發展聯系緊密的應用型本科專業，在湖北省內乃至中南地區具有較大影響，為地方經濟建設培養了大批高層次應用人才，并提供了大量實用型科技成果。

2 創新性實驗教學的具體措施

2.1 構建創新性人才實驗培養方案，改革實驗課程體系

制定創新性人才實驗培養方案。高分子材料與工程專業是培養高分子材料及相關學科的基礎理論知識，通過理論學習及實驗、實踐教學訓練，掌握材料的制備、加工、分析測試等基本方法，能從事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成與相關產品的生產設計、研究、開發和技術管理等工作的創新型高級工程技術人才。⑤堅持“夯實理論基礎、拓寬專業口徑、增強工程和創新能力、提高科學素質”的人才培養思路。⑥注重理論和實踐相統一，重視工程創新能力的培養，加強對新材料相關產業和領域發展趨勢和人才需求研究，吸納相關產業、行業和用人部門共同研究課程計劃，制定與生產實踐、社會發展需要相結合的培養方案。

改革實驗課程體系。結合現代高分子材料發展狀況，及時完善高分子材料與工程專業實驗課程內容，補充高分子材料新技術、新工藝，參考國外知名大學的具體措施，我們在實驗課程體系與教學內容等方面進行全面的改革，建立有利于學生實驗創新能力培養的教學體系。根據學生認知能力的不同階段和理論課程進度計劃，按模塊化設計優化實驗教學內容。形成了由“化學基礎實驗”、“高分子化學與物理基礎實驗”、 “高分子工程實驗” 和“高分子綜合設計實驗” 四個實驗模塊組成的高分子材料與工程專業實驗教學新體系。其中化學基礎實驗模塊不僅包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學四大基礎化學實驗，而且還涵蓋儀器分析和化工原理實驗，在編制新的實驗課程體系時，結合高分子材料與工程專業的特點，對傳統實驗進行有目的的篩選、分類、整合和更新，突出學生基本技能的培養和訓練。高分子化學與物理基礎實驗包含高分子物理和高分子化學實驗內容，不僅鞏固學生所學的高分子科學實驗的基本理論，而且培養學生制備高分子材料、測試材料物理性能及高分子的結構表征和測試等技能。高分子工程實驗模塊包括橡膠、塑料、膠粘劑、涂料四大實驗，從材料加工、成型、性能測試以及應用，獨立設計實驗內容，旨在培養學生的實際操作能力，分析和解決實際問題的能力。高分子綜合設計實驗模塊是教學的最高層次，結合學生實際情況，有針對性選取實驗內容，應體現實驗的知識性、綜合性和創新性。

2.2 加強實踐教學建設與改革，強化學生實踐創新能力

高分子材料與工程專業是一個實踐性很強的工科專業，學生的工程實踐和創新能力是評價培養學生水平和能力高低的重要標準。我校高分子材料與工程專業按照專業特點和材料人才的培養要求，增加實踐教學比重，確保實踐教學改革內容到位，創新實踐教學模式落實。完善理論教學與畢業實踐雙支撐的教學模式，強調實踐教學的理論性與實踐性的完整統一。以省級精品課程“高分子化學與物理”為核心的課程體系，構建高分子材料與工程專業實踐教學的理論平臺。創建和完善具有工程特色的實踐教學體系，按照實踐—理論—實踐的辨證思想，要進一步完善和發展高分子材料與工程專業工程素質和能力培養的實踐教學體系：實踐性教學（認識實習、生產實習）—理論教學（聚合物加工原理、聚合物合成工藝等專業課）—專業課程設計（高分子材料工廠設計、塑料模具設計）—實踐性教學（畢業實習與設計）。

畢業實習與設計為學生提供一次畢業前理論與實踐相結合的綜合訓練，這種訓練將使學生能將四年學習的龐雜繁多而凌亂的知識和理論得到一次新的全面的“裝配”，通過這種全面的“裝配”必將使學生的知識和理論得到一次新的全面升華和飛躍。為保證設計質量，選題強調實用性；難度強調導向性；培養創新意識，是提高學生工程能力成功的核心。畢業設計每個環節都有創造性思維可發掘。教師要引導學生突破對實習產品的思維定勢，鼓勵設計創新。通過工藝流程設計對學生設計創新意識的培養，使學生對實習資料揚棄和舍取，在思想上形成對工藝駕馭的思維突破，培養創新意識。

2.3 加強學科平臺建設，強化對實驗教學的支撐作用

我校高分子此材料專業科研成果眾多，進一步加強“抓科研促教學”的教學實踐，推進學科專業建設、實驗室建設和教材建設，為學生開展科技創新實踐活動構建創新平臺，提供實踐條件。鼓勵教師將科研成果轉化為實驗教學內容，幫助學生了解學科發展前沿；鼓勵教師將自己的研究思維和研究方法融入課堂，啟迪學生的創新思維，激發學生的學習興趣；鼓勵教師結合自己的科研項目，為畢業設計（論文）提供設計性、創新性課題，直接指導學生開展科研活動，提高畢業設計（論文）的質量和水平。繼續堅持和加大創新人才培養的力度，如開展大學生校長基金項目、研究創新實驗、求實杯及挑戰杯科技競賽、課外科技活動等，進一步提升學生實驗活動能力，培養學生的創新意識和勇于創新的精神。

3 創新性實驗教學的效果

創新性實驗教學以人為本即在實驗室建設和教學中要以學生為主體，教師為主導，通過啟發式教學，充分發揮學生個性和潛力，注重學生創新能力的培養。一切從學生實際出發，選取和優化實驗內容，激發學生對實驗課程的興趣，引入先進的教學理念，改變學生培養模式，充分考慮培養學生的創新能力和解決問題能力。

新的實驗課程體系體現了對學生基本實驗技能的培養，同時又能使優秀學生脫穎而出，充分考慮學生的個性和特長，激發學生創新能力的培養。我校高分子材料專業老師們，積極鼓勵、幫助學生參加多種形式的實踐創新活動且效果顯著。如近年來我校高分子材料專業學生在各類期刊上已發表論文多篇，例如2008級高分子專業學生總人數223人，實際有12篇論文發表，達到了每百名學生5.5篇。2010年以來本專業的學生就申請專利近10項。近五年來，每年約有20%左右的畢業生被錄取為全國各類重點大學和科研院所的碩士研究生。我校高分子材料專業學生的培養質量也廣受到社會各界的好評，在當今就業難度大的社會形勢下，我校高分子材料畢業生的就業率一直高于90%。

4 結束語

傳統的實驗教學觀念只注重“三基” 訓練，缺乏培養創新人才的活力。創新性的實驗教學體系有利于學生的動手能力的培養，加深了對高分子材料理論知識體系的理解，最根本的是培養學生如何發現問題和解決問題，提高了學生應用知識的能力，有利于學生的創新意識和創新能力的培養。

注釋

① 教育部.教育部關于開展高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知[Z].教高[2005]8號文件.

② 教育部.關于2005年國家級實驗教學示范中心申報評審工作的通知[Z].教高司函[2005]103號文件.

③ 教育部高等教育司.“世行貸款2l世紀初高等理工科教育教學改革項目”總結報告[C].“發展創新改革”.北京：高等教育出版社，2005.

④ 蔣景華.麻省理工學院培養創新人才特色的做法的分析[J].實驗技術與管理，2006.23（6）：1-4.

⑤ 周亨近，勵杭泉，趙素合，等.高分子材料工程寬專業培養模式和課程體系的研究與實踐[J].化工高等教育，2002（1）：42 -46.

⑥ 翁元垣，湯麗.改革人才培養模式進行創新教育實踐[J].化工高等教育，2000（3）：5-10.