無機非金屬材料工程專業實踐教學體系建設探究

俞海云,冒愛琴,鄭翠紅,閆勇,柳東明,斯松華

(安徽工業大學 材科科學與工程學院,安徽 馬鞍山243002)

實踐教學是高等學校應用型人才培養體系中的重要環節[1-2]。通過實踐教學體系的構建和強化來提升學生工程實踐能力和創新創造能力成為當前高校教學改革的重點[3-4]。近年來,安徽工業大學無機非金屬材料專業以原有的實踐教學模式為基礎,從教育目標、教學內容、教學方法等多個角度人手,逐步構建和強化了漸進式、立體化的實踐教學體系,為培養具有卓越工程實踐能力和創新創造能力的無機非金屬材料專業人才提供了有力保證。

一、加強實驗教學體系建設

在深入考察國內高校相關實驗教學體系設置的基礎上,按照卓越工程師培養計劃要求和無機非金屬材料行業發展的人才規格要求,根據本校實際,對原有的無機非金屬材料專業培養方案中的實驗教學體系進行了完善。完善后的實驗教學體系由基礎操作性實驗和綜合應用性實驗兩部分構成。

基礎操作性實驗開設了材料學基礎實驗和材料工程基礎課程設計等。這類實驗主要和專業基礎課配套,結合專業課堂開展,為學生理解掌握專業理論知識和熟悉基本實驗操作提供重要保障。針對具有一定專業基礎知識的高年級學生,我們開設了跨專業、跨課程的綜合應用性實驗,同時在實驗內容上將基礎操作和創新設計相融合。例如設計開設的“冶金脫硫催化劑再生實驗”,除涉及到無機合成技術、粉體材料等專業課程知識外,還涉及化學和工業固廢處理等跨專業知識。通過綜合應用性實驗使學生綜合應用各種知識和技能的能力、團隊協作和溝通協調能力都得到鍛煉和加強。

基礎操作性實驗是開展綜合應用性實驗的基礎和前提,綜合應用性實驗是基礎操作性實驗的深化和發展。通過上述實驗教學體系大大激發了學生開展科學研究的熱情和積極性,培養了學生的創新意識和能力,又提升了學生的專業綜合素質。

二、加強實習教學體系建設

傳統無機非金屬材料專業的實習教學主要由認識實習和生產實習兩部分構成。由于實習時間短且集中、經費不足等原因,兩種實習在內容和形式安排上不可避免地出現重合,對實際教學效果造成一定負面影響。針對上述不足,我們在實訓基地的選擇、實習內容和流程的安排以及實習硬件平臺的建設等方面進行了改革,取得了較好效果。

在認識實習中,注重開展實習前的專題講座。通過講座的形式,使學生對將要接觸的企業和相關的無機非金屬材料產品、工藝和生產設備有一定的感性認識,提高學習興趣,并做到在參觀時心中有數。另一方面增加新材料生產型企業和大型企業產品質量控制中心或研發中心作為認識實習單位。這些實習單位相較于傳統企業而言往往具備較先進的生產工藝、完善的質量檢測設備、大型研發設備和較好的工作環境,可以開闊學生眼界,同時讓學生對于專業發展前景形成較為全面的認識。生產實習可以使學生全面了解無機非金屬材料專業所涉及行業的基本生產工藝過程和主要生產設備,為進入專業課的學習及畢業后從事相關工作打下基礎。為了讓學生更清晰了解生產實際,我們一方面在學校建立虛擬實踐平臺,隨機生成一組視頻影像資料,其內容涉及各工序的方法工藝、機械設備、人員構成、材料及工效等,學生可就資料進行評析,教學效果較好。另一方面通過校企合作的方式,著重選擇生產工藝流程齊全的大型專業性企業作為實訓基地,給學生創造更多觀摩和動手實踐機會,進一步鍛煉學生的動手能力和解決實際問題的能力。

三、課程設計體系的強化

課程設計是學生專業基礎學習和畢業設計實踐的中間環節,是學生必須經歷的實踐教學過程。我校無機非金屬材料專業設置了材料工程基礎課程設計和粉體工程及設備課程設計。材料工程基礎課程設計設置目的是使學生熟練掌握陶瓷、水泥等無機非金屬材料工藝設計計算、工藝設備選型、車間工藝布置等專業知識,為畢業設計環節的相關工廠初步設計實踐打下基礎。粉體工程及設備課程設計開設目的是使學生熟練掌握粉體成型設備的結構、性能、工作原理和發展現狀,培養學生分析掌握粉體成型過程及其性能的相關性,會探尋粉體成型過程具體情況下的最佳工況條件,為將來對粉體工程設備的設計、操作、改進打下堅實基礎。

為確保課程設計實訓效果,首先要求課程設計指導書中明確課程設計的目的、內容、進度安排、課程設計報告具體格式、考核方式和標準,讓學生能夠根據指導書了解設計內容和要求、掌握設計方法,做到有的放矢。其次在課程設計進行中加強引導式教學,除對具有代表性的難點和重點進行統一講解外,通過組織課堂、網絡討論等形式引導、啟發學生發揮主動性和創造性自行解決,消除學生的依賴心理。最后在考核方式中加人中期考核,這種中期考核可加強階段性環節控制,幫助學生做好時間進度控制。通過中期考核和最終考核相結合,確保課程設計取得高質量。

課程設計的考核方式要按照課程設計的目標和基本要求來確定,好的考核方式對于課程設計的有效控制具有積極作用。設置階段性考核與最終考核相結合的方式有助于在課程設計過程中進行進度控制以及學習效果檢查。

四、畢業設計教學體系的強化

以前的畢業設計中主要存在的問題有:畢業設計時間和學生考研面試以及找工作時間沖突而導致學生分心;部分課題陳舊,和現實脫節,學生缺乏興趣;課題背景寬泛,很多具體專業知識學生以前沒有學習,需要充分時間掌握,而畢業設計時間有限,導致效果較差。

針對以上問題,我們進行了相應的改革。第一,在大三階段設置了3周的科研訓練課程,課程指導教師為學生畢業設計指導教師,引導學生了解選題立項、查閱收集文獻資料、擬定項目方案和撰寫畢業論文等從事科學研究的基本步驟及基本方法和原則。通過科研訓練,一方面相當于延長了畢業設計周期,使學生能夠更加合理分配時間,避免了和考研及找工作的沖突;一方面使得學生能夠提前接觸畢業設計相關專業知識和流程,保障了綜合實訓效果。第二,我們還對畢業課題設立提出了要求,除要求畢業設計題目與教師科研課題相關外,還鼓勵教師根據設計院所或企業需求布置設計命題,也鼓勵招收學生的用人單位就實際技術問題和學校聯合布置畢業設計任務,接收學生提前進人企業開展畢業設計。通過上述手段進一步完善了畢業設計的形式和內容,確保了畢業設計這一實訓環節的教學質量。

五、創新實踐平臺的構建

為打造好創新實踐平臺,首先，充分借助學校工程實踐與創新教育中心開放實驗室、大學生創業園等設施設備條件進行學生創新教育。其次,持續加強開放實驗室投人,為學生進行創新實踐提供硬件保障。與此同時,通過本科生導師制為學生四年的專業學習配備本科導師,利用導師科研實驗室為學生專業學習和創新實踐提供指導和支持,確保學生創新能力實訓質量。再次,積極組織學生申報創新創業項目和參加大學生學科競賽。學生在導師指導下,積極申報國家、省、校各級大學生創新創業實踐項目。學生準備競賽期間,邀請優秀競賽指導教師對學生進行培訓和參賽項目點評,并組織參賽學生外出參觀交流,使學生在競賽過程中體會到創新的樂趣,從而激發他們創新的欲望,學會思考問題和解決問題,提高其創新實踐能力。

六、結語

通過實踐教學環節的強化和構建,為學生提供了“專業知識理解驗證—基礎實驗技能掌握—綜合訓練實踐—自主創新研究”依次漸進的實踐教學體系,使學生學做結合、做研結合、研創結合,逐步推進,確保了學生實踐能力和創新素質的全面提高。