新工科背景下高分子專業實踐教學模式的構建*

劉艷麗，黃先威，禹新良，陳建芳，劉擁君

(湖南工程學院材料與化工學院，湖南 湘潭 411104)

新工科以新經濟、新產業為背景，新工科的建設，一方面要設置和發展一批新興工科專業，另一方面要推動現有工科專業的改革創新[1-3]。高分子材料與工程專業作為現有工科專業在新工科建設的背景下應如何適應新工科建設的要求,深化工程教育改革,培養出滿足地方和國家當前產業發展需求的專業人才,是應用型本科院校高分子材料與工程專業內涵建設需要解決的關鍵問題[4-5]。

高分子材料與工程專業是一門實踐性很強的學科專業，在新工科建設的大背景下，如何發揮實踐教學在應用型本科院校高分子材料與工程專業人才培養中的作用日趨重要[6-7]。

本文結合新工科的背景，首先重點分析我校高分子材料與工程實踐教學存在的問題；然后針對這些問題提出改革的建議和實施方案。以此促進培養的新工科人才更加適應時代和社會的發展，達到教育不拘泥于傳統，培養模式不流于形式的目的。

1 新工科的背景下高分子材料與工程專業人才培養存在的問題

高分子材料與工程專業的培養目標是使學生掌握適當深度和廣度的高分子材料工程專業知識，能夠在工業企業擔任工程師的工作職務。要求學生具有終身學習能力，以及具有良好溝通能力和技術交流能力，相比之下，國內學生的教育實踐環節弱，缺乏工程實踐能力的鍛煉是關鍵[8]。

1.1 師資隊伍建設不合理

教師作為人類靈魂的工程師，是知識的傳承者，因此師資隊伍建設是工科院校創新型人才培養的重要影響因素。當前部分高校師資隊伍建設不完善，我校的情形也不例外。主要表現在教師準入機制把控不嚴格，過度注重教師學歷和已有的科研成果，忽略教師的教學經驗和實踐經驗，這就使得教師在授課過程中難以做學生的“引領者”，這也是學生理論知識掌握不扎實的重要原因之一。此外，部分教師個人不善于教學反思，不能將教學學術合理應用，另外還有部分教師只停留于以往的教學成果及科研成果，在教學科研方面長期沒有突破性進展，不能適應現代化教育教學的需要，這些都將會阻礙工科院校創新型人才的培養。

1.2 實踐教學基礎設施落后

隨著我校辦學規模的不斷擴大，在校大學生人數也在逐年增加。教學設施是展開教學工作的物質基礎，但當前我校的基礎設施難以滿足其教學需求，存在教學設備陳舊、更新率低、損壞和故障儀器得不到及時維修等問題，再加上現代化教育設備沒有走進校園，學生學習資源有限，教學資源不完善，教學資源和教學對象存在比例不協調的現象。

1.3 實踐教學重視程度不夠

理論知識的學習是為了更好地服務實踐，當前多數高校為了完成教學指標，只注重理論教學，而忽略了實踐教學，更談不上實踐教學模式系統化的問題，我校的狀況也是如此。首先，就教學設備而言，實踐教學設備臺套數不足，實踐教學往往只能采用多人分組的方式進行，學生在實踐過程中動手能力的培養得不到充分的應用。其次，從教學課時來看，專業課時本就偏少，而實踐教學課時更少，學生對實踐知識掌握不到位，動手能力得不到充分的鍛煉。最后，從實踐教學的內容來看，實踐內容的設置缺乏深度和廣度，理論與實踐的對接存在差異，實踐效果也有待提高。

1.4 實踐教學模式不合理

根據我校高分子材料與工程專業人才培養計劃和教學大綱要求，我校已經開設的實驗有高分子化學實驗、高分子物理實驗、高分子材料成型加工實驗等課程實驗，同時還開設了大型專業綜合實驗和專業課程設計。我校原開設的專業實驗多數以驗證型實驗為主，而設計性和綜合性實驗相對較少，學生的動手能力雖有所提高，但實驗技能不扎實，綜合能力較差不利于創新能力的培養。

2 新工科的背景下高分子材料與工程專業人才培養的構建

針對以上問題我們從實驗內容、教學方法、師資配備和教學模式等多方面對傳統的高分子材料與工程專業實踐教學模式進行革新，形成了一個有利于培養學生創新能力的多層次遞進式實踐教學新模式。通過近幾年的實踐，實踐教學取得了較好的效果。

2.1 高分子材料與工程專業遞進式實踐教學模式的構建

圖1列出了高分子材料與工程專業遞進式實踐教學模式方塊圖。

圖1 高分子材料與工程專業實踐教學模式方塊圖Fig.1 Diagram of practice teaching model for polymer materials and engineering

為了培養具備國際競爭能力的高素質復合型“新工科”人才，在實踐教學過程中首先要不斷提升實踐創新能力，升級轉型實踐教學模式。在高分子材料與工程專業的實踐教學過程中采用遞進式教學模式，就是為了幫助學生提升其創新能力和工程實踐能力。首先，關注和訓練學生的基本技能和專業技能。在第一學年結合虛擬仿真技術進行課程實驗的訓練，目的是讓學生掌握基本技能，第二學年進行專業知識應用能力的訓練。然后，深入開展校企合作，實現工程實踐教學模式的改革。在新工科建設的大背景下，高分子材料與工程專業人才的培養還需要服務區域經濟的發展，能夠推動地方產業的持續升級與轉型，從而不斷實現工程實踐教學模式的改革。努力完善多主體協同育人機制，突破社會參與人才培養機制帶來的障礙，與科研院所、行業企業實現多領域、多層次的聯盟，進一步推動科教結合，產學融合以及校企合作，通過合作發展，最終達到合作共贏的局面。學生在第三學年與校企合作平臺進行工程能力的訓練；第四學年進行科研創新能力的訓練，做到四年實踐教學訓練不斷線，構建層層遞進的培養模式，學生到本科畢業時基本能達到高素質復合型“新工科”人才培養的目標。

2.2 建立完整的實踐教學時間軸

表1 實踐教學時間軸Table 1 Practice teaching time axis

高分子材料與工程專業實踐教學是一個循序漸進的過程，實踐教學是對學生理論聯系實際的綜合能力的訓練，涉及的課程、知識較多，從基礎知識到專業知識，從基本操作訓練到專業課程實驗訓練，從工程能力、創新能力訓練到綜合實踐能力的訓練，需在本科四年的學習周期中來完成，所以應構建一個合理的時間軸，如表1所示。

該時間軸設定的周期為8個學期共四個學年，分七個階段來完成，每一個階段都設置了相對應的任務，需得到的教學文檔，參加的教學團隊，以及該階段的教學目標。整個實踐教學環節環環相扣，四年不斷線、層層遞進，時間軸的建立，讓學生有清晰的學習目標，明確的學習任務，教師有明確的監督體系和參與目標。在學生和教師的努力配合下，完成本科四年的實踐教學目標。

2.3 構建合理的教學團隊

實踐教學團隊包括學院教師和企業指導老師。如表2所示。

表2 實踐教學團隊Table 2 Practice teaching team

該實踐教學團隊從組織結構、學歷職稱結構、知識結構等三個方面進行了考量。組織結構方面，包括了從教學副院長、教研室主任、實踐教學骨干教師和企業指導教師等四個方面進行合理的配置；學歷職稱結構方面有博士、碩士、副教授及以上和講師等四個方面的合理配置；知識結構方面主要考慮了與實踐教學能力相關的知識結構，包括基本操作、專業能力、工程能力、創新能力和綜合能力等。

3 結 語

在高等工程教育中實現創新型人才培養目標的重要環節就是實踐教學，在新工科背景下實踐教學的改革勢在必行。我校高分子材料與工程專業實踐教學模式的構建，促使我校高分子材料與工程專業形成了一個完整的能夠加強培養學生自主分析問題能力、解決問題能力和創新能力、增強獨立思考、嚴謹踏實、協同配合的科學意識的多層次的實踐教學模式。自從2008年以來，高分子材料與工程專業2008-2017級開展了以培養學生創新能力為教學目標的多層次遞進式實踐教學模式的實踐，有近500人參加。調查結果顯示，雖然實踐時間長、內容多，但學生對該實踐教學模式的滿意度相當高，專業實踐教學效果好。