工程教育專業認證背景下的“高分子物理”教學改革

白陽 辛華 邵彥明 馬忠雷 邵亮

[摘 要] “高分子物理”是高分子材料與工程專業的必修課，具有內容繁復、知識點多、學生難于理解等特點。在工程教育專業認證的背景下，以三大理念“以學生為中心、以產出為導向、持續改進”為基本指導，陜西科技大學高分子材料與工程專業從培養目標定位、教學內容安排、教學體系設計、實踐平臺搭建、以評促教等五個方面提出“高分子物理”課程改革措施與實踐探索。

[關鍵詞] 工程教育;專業認證;高分子物理;教學改革

一、引言

“高分子物理”作為高分子材料與工程專業的基礎必修課，以聚合物結構——分子運動各性能聯系為主線，著重強調對微觀模型的建立和材料性能影響因素的理解，對夯實學生專業基礎和提高學生解決工程問題的能力具有十分重要的意義，但課程涉及內容繁復，知識點多，缺乏畫面感，致使學生難于理解[1，2]。目前隨著我國加入國際工程教育專業認證體系《華盛頓協議》，專業認證的三大基本理念“以學生為中心，以產出為導向，質量持續改進”逐漸影響到高校工科專業的建設，并促進課程質量改革和發展，有著十分積極的引導作用[3，4]。目前結合高等學校教育內涵式發展與工程教育專業認證的相關要求，陜西科技大學積極籌備高分子材料與工程專業認證的相關事宜，并自上而下進行高分子材料與工程專業的教育改革。陜西科技大學高分子材料與工程專業創辦于2003年，具有學士、碩士和博士學位授予權。專業立足陜西，面向全國，以功能性精細高分子材料為特色，培養適應國民經濟建設和行業發展需要，掌握高分子材料基本原理、基本知識和基本技能，在功能性精細高分子材料領域具有競爭優勢，同時能在輕化工行業從事產品設計開發、生產及經營管理、市場營銷和運行等工作的高素質應用型人才。因此，功能性精細高分子材料是陜西科技大學高分子材料與工程專業的特色，專業結合就業情況和往屆畢業生的問卷調查積極進行教學改革。在此過程中，我們以“高分子物理”課程如何持續改進課程目標、教學內容和評價機制進行了深入的教學探討，以期更好地支撐畢業要求，促進我校高分子材料與工程專業取得工程教育認證的認可。

二、以培養目標定位確定課程教學目標

培養目標是工程專業認證的主要內容，直接影響本科生培養的質量，本專業培養目標的制定主要以畢業生在畢業5年后的職業或專業成就是其建立的主要依據。陜西科技大學高分子材料與工程專業學生主要就業集中在功能性精細高分子材料領域，專業有40%的畢業生中進入電子電器行業從事電子信息高分子材料制備、加工以及技術開發工作，有15%進入輕化工領域從事技術開發、項目管理和科學研究的工作，有31%進入能源化工行業從事項目管理、產品生產、科學研究的工作。

本專業培養目標對社會經濟發展需求的吻合性主要體現在兩方面：一是國家對新型功能高分子材料人才的需求;二是對精細高分子材料人才的需求，此點也為確定本專業培養目標的畢業生服務面向以及應具備的能力提供了依據。因此，“高分子物理”課程在工程教育認證的背景下，本課程對學生畢業要求達成度支撐設立以下課程目標：（1）掌握高分子材料與工程專業的基礎知識和基本原理，并結合數學、自然科學、工程基礎知識，能夠將其應用于高分子材料的設計、生產、成型加工及性能調控等復雜工程問題的推演、分析、比較與綜合。（2）能夠將高分子材料與工程的基礎知識和基本原理，用于識別和表達對高分子材料及其制品性能產生影響的生產、加工工藝和相關設備等復雜工程問題。

三、產出為導向的教學內容和教學活動設計

按照工程教育專業認證提出的要求，課程的教學內容應聯系工程實踐，產業研究熱點，因此在教學內容的設定上，需以產出為導向，結合課程基礎，優化課程內容，注重能力培養，而非知識點的鋪陳。在教學活動的設計上，應豐富教學活動，培養學生解決復雜工程問題的能力[5，6]。對于高分子物理課程，任課教師應將時下熱點研究和日常生活中的現象引入課程教學中，采用啟發式、交互式學習方式，用生活實例來引發學生思考和表達，例如“籃球為什么不能自發彈起到原來的高度”“輪胎為什么行駛過程中會發熱”“漠河地區寒冬應選用哪種橡膠材料”“聚氯乙烯管為什么要加支架固定”等，采用問題吸引學生學習高分子的基本理論，并用于問題分析和解答，可更多吸引學生關注，并加強對高分子材料的理解，為學生今后解決復雜工程問題能力的培養夯實基礎。

四、以學生為中心的教學體系

在近年專業認證準備中，學校出臺新的教學改革政策，以安排督導和學生評教的方式督促教師轉型，摒棄以教師為中心的傳統教學體系，轉而形成以提高學生學習質量為目標的新型教學體系，貫穿以學生為中心的教學理念。“高分子物理”是一門基礎性很強的專業必修課程，以分子運動為橋梁連接高分子微觀結構和宏觀性能，但對高分子微觀結構和分子運動而言，內容較為抽象，學生難于理解。

五、全方位、多層次實驗實踐平臺的科研訓練體系

陜西科技大學高分子材料與工程專業的專業實驗主要包括高分子物理實驗，高分子綜合實驗和高分子成型加工實驗，在體系上較為健全。但不同于基礎化學實驗，高分子專業的實驗更依賴于設備，在工程教育專業認證的準備過程中，學校、學院對高分子專業加大支持，增加大型儀器的臺套數，并設立創新實驗，基于課本知識，由學生選擇制備一種感興趣的高分子材料并進行高分子物理性能測定，將高分子物理理論知識與實際結合，提高學生的動手能力和解決問題的能力，達到對畢業要求的支撐。

除此之外，為進一步提高學生的科學素養，學校出臺《陜西科技大學本科生課外實踐8學分實施辦法》和《陜西科技大學大學生創新創業訓練計劃工作方案》等文件，每年由教育處、學院和團委組織認定安排相關工作，由專業教師組建創新實驗小組，引導學生積極參加“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、“全國高分子材料創新創業大賽”等課外競賽，以賽促教、以賽促創，近三年本專業學生競賽立項率均在40%以上。

六、評價結果用于課程質量的持續改進

傳統教學質量考評以期末考試成績為主要依據，而單一的應試考評并不能反映學生真實的學習效果和質量。在工程教育認證的背景下，高分子物理的教學質量考核以教學大綱為依據，考查學生基礎知識、基礎理論和基本技能的學習和掌握情況，以及學生分析和解決問題的能力，將小組討論，真實案例分析等環節納入平時成績中，并以學生評價和教學督導反饋建立全方位的教學過程質量監控和持續改進體系，最后再由用人單位、學校、學生和教師共同參與課程質量跟蹤體系，反向促進課程質量的持續改進，促進教師教學水平和學生培養質量的提高，實現雙贏。

七、結語

工程教育專業認證對學生畢業以及畢業后5年應具有的能力進行了明確規定，有利于我國新形勢下工科專業人才工程技術能力和科學創新素養的培養，而后期以評價結果進行持續改進，更是專業發展育人的重中之重。

參考文獻

[1]勵杭泉，張晨，吳絲竹.高分子物理本科教學之我見[J].高分子通報，2008（10）.

[2]周應學，楊小紅，羅璐，等.基于知識架構型的高分子物理課程教學設計與實踐[J].化工時刊，2018（32）.

[3]秦文萍，韓肖清.從渥太華大學本科教育看國內工程教育專業認證[J].教育現代化，2019（74）.

[4]孫娜.我國高等工程教育專業認證發展現狀分析及其展望[J].創新與創業教育，2016（7）：29-34.

[5]張嬌霞，周海駿，湯繼俊，李世云.工程教育專業認證背景下功能高分子材料的教學改革探討[J].廣東化工，2019（10）.

[6]張煥芝.《高分子物理》課程教學改革的探索[J].科技信息，2013（17）.