“產(chǎn)—學(xué)—研”模式下的《工程化學(xué)》新課程教改與實踐

周小衛(wèi)+歐陽春

摘要：基于“產(chǎn)—學(xué)—研”高校創(chuàng)新平臺，構(gòu)筑本科生集中授課與個性化學(xué)習(xí)相結(jié)合的辦學(xué)模式，旨在培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。通過“產(chǎn)—學(xué)—研”與教師的科研相結(jié)合，在教與學(xué)的過程中，加強實踐教學(xué)來突出工程實踐能力的培養(yǎng)。鑒于此，本文以深藍學(xué)院的《工程化學(xué)》新課程教改為契機，從課程體系與教師隊伍等方面進行教學(xué)改革，實行重點章節(jié)“模塊化”、解決問題“模型化”、專業(yè)問題“形象化、實踐化”、工程實踐與案例教學(xué)并進的教學(xué)形式來彰顯機械化工專業(yè)的特色。實踐表明，《工程化學(xué)》新課程改革遵循“產(chǎn)—學(xué)—研”模式的教學(xué)改革，教學(xué)效果顯著提高。同時，有利于“雙師型”教師的培養(yǎng)，還有助于激發(fā)學(xué)生對實踐中及學(xué)術(shù)問題的思考，全面推進“產(chǎn)—學(xué)—研”模式的課程教改。

關(guān)鍵詞：“產(chǎn)—學(xué)—研”模式；工程化學(xué)；課程教改；教學(xué)實踐；深藍學(xué)院

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0145-03

鑒于目前高校教學(xué)型的辦學(xué)模式，考慮到本科生就業(yè)難以及現(xiàn)代社會對技能性人才的需求，2015年教育部啟動地方本科高校向應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型，宗旨是面向工程應(yīng)用培養(yǎng)創(chuàng)新專技人才。一直以來，高校習(xí)慣以“灌輸—填鴨式”教學(xué)手段對學(xué)生進行教學(xué)，從而致使創(chuàng)新思維和實踐能力受到束縛，培養(yǎng)出來的學(xué)生已不再適應(yīng)用工單位的職業(yè)要求。針對上述問題，高等教育須審時度勢，重新定位是培養(yǎng)科技人才還是培養(yǎng)工程技能人才，以便對自身的辦學(xué)模式及課堂教學(xué)活動進行改革[1，2]。教學(xué)工作是學(xué)校的首要工作，但高等學(xué)校的辦學(xué)思路要脫離傳統(tǒng)單一的課堂授課模式，與時俱進，形成具有自己特色的辦學(xué)模式。隨著技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新形態(tài)演變，目前中國高等教育正致力于向“產(chǎn)—學(xué)—研”教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。

何為“產(chǎn)—學(xué)—研”教學(xué)模式？“產(chǎn)—學(xué)—研”即產(chǎn)業(yè)、學(xué)校、科研機構(gòu)等相互配合，優(yōu)勢互補，形成強大的研發(fā)、教學(xué)、生產(chǎn)一體化的先進系統(tǒng)。通常是以企業(yè)技術(shù)為向?qū)В钥蒲性核┙o為合作方式，為科技創(chuàng)新服務(wù)，促進科研成果轉(zhuǎn)變，其實質(zhì)是促進技術(shù)創(chuàng)新所需各種生產(chǎn)要素的有效組合[3-5]。本文以江蘇科技大學(xué)深藍學(xué)院《工程化學(xué)》教改課程為藍本，立足于教學(xué)課程與科研相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生在實踐過程中尋求科學(xué)問題為出發(fā)點，應(yīng)用專業(yè)知識去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，進一步分析了“產(chǎn)—學(xué)—研”模式在新形勢下對高校教學(xué)模式改革的必要性，從而探討出一條在學(xué)術(shù)科研與實踐技能背景下的新型教學(xué)形態(tài)。

一、“產(chǎn)—學(xué)—研”高校教學(xué)模式提出的背景

我國企業(yè)職工文化素質(zhì)，技術(shù)水平較低，已成為生產(chǎn)效率不高的重要制約因素，目前僅有少數(shù)國有大型企業(yè)開始重視崗位培訓(xùn)，把技術(shù)改造、科技創(chuàng)新同培養(yǎng)人才結(jié)合起來，使企業(yè)產(chǎn)品更新快。這說明“產(chǎn)—學(xué)—研結(jié)合”也是發(fā)展生產(chǎn)力，是提高勞動效率的客觀要求。在高校教學(xué)過程中，加強實踐環(huán)節(jié)，以促進理論與實踐相結(jié)合，全面提高教育質(zhì)量，反映了“產(chǎn)—學(xué)—研結(jié)合”的重要性。當(dāng)前，中國正積極而慎重地推進“產(chǎn)—學(xué)—研結(jié)合”，其宗旨是通過企業(yè)、高校學(xué)校和科研單位緊密結(jié)合、有針對性地培養(yǎng)專技人才，探索出符合我國國情的“產(chǎn)—學(xué)—研結(jié)合”戰(zhàn)略性課題，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增加畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。

然而，受傳統(tǒng)私塾教育的影響，中國高等教育一直遵循老師的“教”為主的教學(xué)模式。現(xiàn)如今，實踐是創(chuàng)新之源，實踐教學(xué)是課堂理論教學(xué)的外延，是理論聯(lián)系實際的重要手段，學(xué)生在實踐中直接獲取工程實際經(jīng)驗來達到學(xué)習(xí)的目的，遠比僅僅聆聽教師關(guān)于書本知識的介紹和講解理解得更深刻，實踐教學(xué)起到了理論教學(xué)不可替代的特殊作用。在這種情況下，“產(chǎn)—學(xué)—研”模式的教學(xué)便是一種新的教育形式，是一條兼顧理論專業(yè)學(xué)習(xí)與技能實踐相結(jié)合的教育模式。“產(chǎn)—學(xué)—研結(jié)合”的教育思想，是在“教育產(chǎn)業(yè)化”、“教育社會化”“教育戰(zhàn)略性”等觀念上產(chǎn)生的。已有部分大專院校進行了一些嘗試，如實行“3+1“制（學(xué)制4年，學(xué)生前3年在校學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，1年在有資質(zhì)的實習(xí)單位進行專業(yè)實踐）；又比如，一些大學(xué)借鑒了研究所的培養(yǎng)模式，對碩士研究生進行“訂單式”培養(yǎng)；此類改革措施取得了較好的教育效果，體現(xiàn)了我國“產(chǎn)—學(xué)—研結(jié)合”教育的多種途徑和美好前景。

二、“產(chǎn)—學(xué)—研”高校教學(xué)模式改革與實踐

基于“產(chǎn)—學(xué)—研”模式的高校教學(xué)改革，居于首位的是“產(chǎn)”，何為“產(chǎn)”？“產(chǎn)”即是企業(yè)的市場經(jīng)濟，企業(yè)尋求技術(shù)以及理念方面的新型合作，以科研院所、高校科研成果輸出作為企業(yè)發(fā)展的推動力，從而使得企業(yè)在激烈競爭中可持續(xù)發(fā)展，同時也為科研院所提供實習(xí)基地和人才開發(fā)的資源。在當(dāng)代“雙師型”教師培養(yǎng)模式中，“產(chǎn)”是一種聯(lián)合與互通，使企業(yè)和高校之間能夠做到以技術(shù)和理念的輸入與輸出，讓“產(chǎn)”成為“雙師型”教師培養(yǎng)的原動力。同時，教師應(yīng)重視校企間的科研工作，當(dāng)取得較好的科研成果時，可進一步將成果服務(wù)于地方，與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)進行密切合作，進行優(yōu)勢互補，共同承擔(dān)一些科研項目。更多的情況下，是學(xué)校和（合作）企業(yè)共同創(chuàng)造條件，為教師更好地“教”和學(xué)生實踐性地“學(xué)”提供教學(xué)基地，促進“產(chǎn)、學(xué)”的有機結(jié)合[6]。實現(xiàn)實踐教學(xué)，不僅要有一流的實踐基地和科研設(shè)備，更需要一流的師資隊伍，一支責(zé)任心強、水平高和充滿活力的教師隊伍，能在指導(dǎo)過程中熟悉企業(yè)生產(chǎn)過程，洞悉生產(chǎn)工藝不足，在成品開發(fā)、工藝等方面做出技術(shù)改進，并開展科研攻關(guān)，著重培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和職業(yè)素養(yǎng)。“產(chǎn)—學(xué)—研”高校教學(xué)模式，如圖1所示。

其次，是“學(xué)”的層面。“學(xué)”即是高校對人才的教學(xué)培養(yǎng)，是高等學(xué)校的本職所在。強化基礎(chǔ)教學(xué)，觸發(fā)創(chuàng)造性思維，積極創(chuàng)造實踐機會，意在培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與就業(yè)競爭力，是當(dāng)前眾多高校改革的方向。牢牢把握“教學(xué)”這一重要環(huán)節(jié)，廣泛開展“大班授課、小班研討”的教學(xué)模式。同時，教師要認(rèn)清任何一門課程都有其特點，必須把握住定位，是理論課程還是專業(yè)實踐課程。比如《工程化學(xué)》這是一門專業(yè)基礎(chǔ)課（大一新生課），由于章節(jié)間連續(xù)性差，理論性強，且部分章節(jié)偏于工程實踐性。于是教研室討論決定，重點章節(jié)“模塊化”，解決問題“模型化”，專業(yè)問題“形象化、實踐化”。具體實施是，第3章（物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與材料的性能），主要研究固體物理、原子電子排布規(guī)律及化學(xué)鍵能等，該章節(jié)理論性強，由專任教師授課，由形象化的PPT組成；第6章（化學(xué)反應(yīng)與材料的保護），主要研究材料的腐蝕與防護技術(shù)，涉及到電化學(xué)工作站測試Tafel及EIS阻抗譜等曲線，這部分內(nèi)容偏實踐性，邀請實驗中心老師給學(xué)生們授課，配備課內(nèi)實驗：不銹鋼的晶間腐蝕傾向試驗，由此可對章節(jié)中的曲線（Tafel曲線，陰、陽極化拐點）有了本質(zhì)認(rèn)識。眾所周知，電化學(xué)工作站是目前研究所、電子廠研究材料電位與抗腐蝕的通用儀器，此方式可在學(xué)習(xí)理論的同時掌握電化學(xué)工作站的操作規(guī)范及相關(guān)技能，提高了就業(yè)競爭力。

最后是“研”的層面。“研”是高層次要求，是在“學(xué)”的基礎(chǔ)上的演變與升華，是對研究生的要求。然而，部分應(yīng)用型本科院校卻片面強調(diào)“實踐技能”在培養(yǎng)模式中的重要性，而忽略了“專業(yè)理論”基礎(chǔ)。鑒于此，《工程化學(xué)》新課程改革必須用科研來指導(dǎo)教學(xué)，并不斷更新和完善課堂以及實踐教學(xué)內(nèi)容，最后將教學(xué)中所得出的結(jié)論回歸專業(yè)理論，從而使學(xué)生真正做到理論與實踐相結(jié)合，形成一個密閉循環(huán)的完整的知識體系。積極要求學(xué)生參加本科生創(chuàng)新計劃（簡稱“本創(chuàng)”），鼓勵學(xué)生走進實驗室，在遇實際問題時用專業(yè)知識來解決，體現(xiàn)“學(xué)-研”結(jié)合[7]。

三、“產(chǎn)—學(xué)—研”教學(xué)模式在《工程化學(xué)》新課程教改中的應(yīng)用

浙江大學(xué)陳林根《工程化學(xué)基礎(chǔ)》第二版，教材內(nèi)容非常綜合且章節(jié)連續(xù)性差，具體涉及固態(tài)物理學(xué)與原子晶體（第2，3章），化學(xué)反應(yīng)與能源（第4章），水溶液酸堿平衡（第5章），化學(xué)腐蝕與高分子保護（第6章）等。此外，苦于實驗課時有限，32節(jié)課時中僅安排4節(jié)實驗課（2節(jié)塑料注射成型+2節(jié)不銹鋼的晶間腐蝕傾向?qū)嶒灒@樣的教學(xué)計劃依舊堅持的是傳統(tǒng)的“灌輸-填鴨式”模式教學(xué)，經(jīng)過2學(xué)期的考核，結(jié)果很不樂觀，不及格率在15%左右，優(yōu)秀率也僅有10%，教學(xué)效果不理想。2次課內(nèi)實驗，也僅有少部分頭腦靈活的優(yōu)等生掌握了電化學(xué)工作站的基本操作規(guī)范及相關(guān)原理。

為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量，新學(xué)期對《工程化學(xué)》進行了課程改革，實行模塊化教學(xué)，分章節(jié)解析，同時利用實驗中心的資源進行多樣化教學(xué)，避免枯燥單一課堂教學(xué)。具體改革措施是：（1）理論課堂。采用形象化案例教學(xué)，注重工程實踐與實例來層層剖析，將抽象概念與易懂的物理模型對應(yīng)來進行解釋，例如2.1章節(jié)“配合物”定義及命名時，同學(xué)們感覺比較抽象難懂，我們采用的是模塊化教學(xué)，階梯式深入，對于配合物的復(fù)雜組成進行層層剖析，外界原子價態(tài)、配位原子個數(shù)等核心知識點，通過分類舉例形式展開教學(xué)以尋找規(guī)律；（2）實踐課上，例如2.3章節(jié)表面活性劑，陰陽表面活性劑與潤濕性（親、憎（疏））兩者聯(lián)系起來講解，用液體表面張力來解釋表性活性劑的作用（結(jié)合示意圖進行理論推導(dǎo)），并用潤濕角大小來定量判斷授潤濕性好壞，當(dāng)潤濕角θ<90°時為親水性，反之為憎（疏）水性。如圖2所示，借助科研實例教學(xué)，在鈦基表面化學(xué)鍍Ni-P薄膜來改善鈦表面潤濕性，鈦基表面化學(xué)鍍Ni-P薄膜之后表面的潤濕角為35°，相對于純鈦的85°比較，潤濕性的提高有利于提高焊接性能與生物相容性，此舉是用科研結(jié)論來形象化給出潤濕性差異判斷依據(jù)，教會了一種辨別防水材料好壞以及提高焊接性能的技能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與科研的熱情，體現(xiàn)“產(chǎn)—學(xué)—研”統(tǒng)一。

四、結(jié)束語

培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才是當(dāng)代社會發(fā)展的必然，也是地方普通本科高校改革發(fā)展的宗旨所在，特別是像江蘇科技大學(xué)這樣的普通工科院校，必須樹立“面向工程應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新人才”教學(xué)宗旨，要求“雙師型”教師不斷充實和豐富自身專業(yè)知識以及實踐技能的平臺和載體，在授課過程中，實現(xiàn)“產(chǎn)—學(xué)—研”角色的轉(zhuǎn)換，激發(fā)同學(xué)們的思考問題和解決問題的能力。“產(chǎn)—學(xué)—研”模式的提出，是高校教學(xué)模式改革的旗幟，要求理論教學(xué)與工程實踐相聯(lián)系。

因此，深藍學(xué)院老師《工程化學(xué)》授課時，采用“大班授課、小班研討”形式的教學(xué)模式中，建立多種考核方式以及評價制度，取得了很好的教學(xué)效果。在課堂第一線觸發(fā)學(xué)生的“思考問題”能力，實行重點章節(jié)“模塊化”，解決問題“模型化”，專業(yè)問題“形象化、實踐化”，執(zhí)行工程實踐與案例教學(xué)結(jié)合的形式來突出機械化工專業(yè)特色，使學(xué)生在實踐教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)問題，在學(xué)習(xí)過程中分析問題，在科研過程中解決問題，真正推動“產(chǎn)—學(xué)—研”一體化的教學(xué)模式，

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Research on the Teaching Model of "Industry-University-Research" for Practicing and Reforming New Courses of "Engineering Chemistry"

ZHOU Xiao-wei，OUYANG Chun

（College of Materials Science and Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China）

Abstract：Based on the innovation platform，this research aims at constructing a combination of concentrated teaching and individual learning model in college for cultivating the practical and innovative talents. Through the combination of production research and teachers' scientific research，it improved the training ability of engineering practice by strengthening practical teaching during the exchanged course of teaching and learning. Regarding these，the objectives of this paper were to explore a new reform for Engineering Chemistry using the new-found installment of curriculum system and teachers' team，in order to achieve the ways of "modular" in key chapters，"model" in solving troubles and "visual and practical" in professor research for highlighting the special characteristics of mechanical-chemical course. Results obtained here were indicative of a significantly teaching effectiveness of Engineering Chemistry using "Industry-University-Research "teaching mode. Meanwhile，this was in favor of double-meaning teachers team construction and the stimulation of students' thinking on practice-academic issues，and also to comprehensively reform the new teaching model of "Industry-University-Research" in college courses.

Key words："Industry-University-Research" model；Engineering Chemistry；courses reforming；practical teaching；oceanography institute