以“卓越計劃”為契機，推進高分子材料專業實驗教學改革

史同娜　朱冰潔　吳文華

【摘要】“卓越工程師教育培養計劃”是國家為推行高校工程教育改革提出的重大計劃。以材料學院高分子材料專業“卓越計劃”項目為契機，深化實驗教學改革，提出了高分子“卓越班”實驗教學改革的新理念、新思路和新方法，最終實現“卓越工程師”人才培養目標。

【關鍵詞】卓越工程師;教學改革;實驗教學

“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）是為貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和“國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）”而提出的高等教育重大改革計劃，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[1]。“卓越計劃”旨在培養卓越工程師后備人才（以下簡稱卓越工程師）。高等學校實施“卓越計劃”，將為培養學生成為卓越工程師打下堅實的基礎，對持續深化高等工程教育改革，加快新工科建設有著重要的意義。

眾所周知，隨著高分子材料在人類生產和生活中的作用不斷擴大，高分子材料工學學科得到了飛速發展，高分子專業的學生畢業后絕大部分都將進入與專業密切相關的企業公司和科研機構等，投身到生產、科研第一線[2]。探索適合高分子材料專業的“卓越工程師”培養模式，是對高校工程教育的一個必然要求[3]。結合“卓越計劃”，探索實驗教學改革新理念和新思路，積極采取有效措施，調動學生學習的積極性和主動性，提高學生的動手能力、創新能力和實驗實踐技能，培養真正高素質、全面的工程應用型人才，是現在實驗教學的主要目標。

實驗室是實驗教學的場所，是培養卓越工程師的基地，是科技創新的搖籃，是為社會服務和展示高校水平的窗口[4]。東華大學材料科學與工程國家級實驗教學示范中心（以下簡稱中心）作為面向全校全院開放的大型實驗教學及科研平臺，尤其注重實驗教學的改革和發展。中心建立了“基礎實驗—專業實踐—綜合實驗”的實驗課程體系，改革實驗教學方法，建立了多元化評價與考核體系，為“卓越班”的實驗教學改革提供了強大支撐。

一、培養卓越工程師的教改新理念和新思路的提出

教改新理念是做好專業理論知識與實驗的銜接，在實驗教學過程中，以培養學生科學素養和創新能力為核心，充分發揮學生的積極性和主觀能動性，鼓勵學生在實驗中自主設計實驗方案，創新研發思路;在實驗過程中能發現問題，積極發問，并主動探索答案，讓學生仔細觀察，自主思考，學會分析表達，獨立完成實驗報告、總結或論文，引導學生實現從感性認識到理性認識直至具備工程實踐能力的升華。

以此理念作為主要方向，新的思路脫穎而出。“卓越計劃”人才培養的校內實驗課程建立了強化學生理論知識的物理化學實驗隨堂實驗課程、培養學生實驗技能的專業實踐課程以及提高學生動手能力和創新能力的綜合實驗課程體系，這些理論聯系實際的課程，既重視學生課程理論知識的培養和深化，又強化學生的動手實驗和操作能力，兩者結合，從而鞏固和提高學生對高分子材料專業知識的理解，使學生了解和掌握高分子材料結構性能相關測試與表征的方法，培養學生的專業興趣和研究技能，激發學生的創新意識，鍛煉學生的實踐能力，為學生今后從事材料工程領域的科研或工作打下堅實的理論和實驗基礎。

二、探索實驗實踐教改方法，培養卓越工程師

在新理念和新思路的指導下，洞察國家對“卓越計劃”人才培養未來發展的規劃，探索更新教學改革方法，為卓越工程師培養打下良好的基礎。

（一）建設層次化實驗體系，規范實驗課程要求

對不同層次的實驗課程提不同的要求，基礎實驗統一做，專業實驗分組做，綜合實驗單獨做。這樣可以引導學生有意識地提高自己的專業理論水平，通過實驗強化、鞏固和升華自己的知識，提升自己的實踐能力。

物理化學實驗作為基礎實驗，安排學生統一做，教師講解實驗知識，演示實驗操作方法，每個學生都要積極動手實驗，觀察實驗現象，記錄實驗數據，分析實驗結果，完成常規實驗報告。教師在這一環節還要注重學生對實驗細節的總結及心得體會，讓學生對實驗有主觀認識。

專業實驗課讓學生選擇感興趣的實驗，分組實驗。以卓越班的聚酯合成及熔融紡絲實踐課為例，學生可學習聚酯合成及熔融紡絲工藝，還能學習需要哪些儀器設備及測試手段來驗證合成是否成功，是否能紡絲及纖維性能是否良好等，各個階段環環相扣，相互驗證。這樣既能鍛煉學生的邏輯思維能力，又能培養學生分析問題和解決問題的能力。

綜合實驗是難度較大的專題實驗，學生通過選擇感興趣的課題去找該研究領域的導師，由導師提出目的和要求，學生獨立做課題。在這個過程中，學生必須學會查閱文獻，自行設計實驗方案，提出創新性方案或觀點，獨立實驗，發現問題后尋找改進方法，根據所學知識分析實驗結果，最后完成實驗小論文甚至畢業論文。綜合實驗能在很大程度上提高學生的積極性，提升學生的實踐能力及專業技能水平。總之，只有將所學知識與實際應用相結合，才能幫助學生實現由理論知識到實踐工程再到創新能力的升華和轉變[5]，學生的實踐能力才能提高，創新意識才能得到挖掘。

（二）實驗教學方式多樣化，創新實驗教學手段

創新實驗教學手段，通過視頻、動畫模擬等制作多媒體實驗課程，并實現網上學習，使實驗展示方式多樣化，讓學生真正做到課前預習，課上學習強化，課后復習鞏固，提高學生學習實驗的積極性和主動性，達到提高教學質量、強化教學效果的效果。

近五年來，中心在單一化實驗講義的基礎上，創新手段，通過視頻、動畫模擬等制作多媒體實驗課程，使實驗教學方式多樣化。中心安排人員參與實驗“劇本”的編寫及視頻拍攝和制作，并聯合公司制作虛擬實驗，利用動感的技術手段突出教學重點及難點，激發學生學習實驗的興趣。除了做基礎實驗的多媒體課程，中心計劃制作實踐課實驗及綜合設計性實驗的多媒體課程。通過將多媒體實驗課件上傳到局域網上供學生網上自學，幫助學生提前了解實驗，并讓學生在網上進行仿真和模擬操作。這種多樣化的實驗展示方式將發揮課前預習、課上強化、課后鞏固的作用，發展學生綜合實驗實踐能力和創新思維。

（三）建立多元化評價標準，改進考核及評價體系

改進實驗教學環節的考核和評價體系。教學評價對培養學生的創新能力具有引導作用，科學的評價方式有利于學生創新意識和創新能力的培養和提高[6]。因此，建立多元化的評價標準，既強調學生對基礎知識的掌握，又突出對學生能力的評價，將有利于學生的能力培養和綜合素質的提高[7]。考核的方式可以多種多樣，注重培養學生的自學能力、查找文獻的能力、PPT匯報演說能力等，讓學生在比較開放的、自由的環境中展示自己查閱、理解并歸納總結的學習成果。高分子卓越班的實踐課程就是通過定期匯報、總結報告及考試相結合的方式實現了對學生日常實習表現及掌握知識程度的評價，既考查學生對基礎知識的把握和動手實踐能力，又有利于對學生創新能力的鼓勵和肯定，還能評價學生解決復雜問題的能力[8]。

三、結語

高分子材料工程“卓越工程師教育培養計劃”的建設是一個系統工程，既需要從事人才培養的教師和實驗專職人員的積極參與[9]，又需要實驗基地的強大支撐，通過深化實驗教學改革，轉變理念，研究思路，探索方法，調動學生學習及參與實驗的積極性和主動性[10]，訓練了學生的創新思維，培養了學生的實踐能力，也提高了學生的就業競爭力。在“卓越計劃”的全面建設推動下，完成“卓越計劃”規定的各項任務，實現“卓越計劃”的培養目標，為國家培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的高級工程技術人才，將會是高校人才教育和培養的重要發展方向。

【參考文獻】

[1]林健.新工科建設：強勢打造“卓越計劃”升級版[J].高等工程教育研究， 2017（03）：7-14.

[2]王靜靜.基于“卓越工程師”培養目標下的高分子專業新實驗教學模式的研究[J].考試周刊， 2012（61）：169-170.

[3]張正道，孫子文.“卓越工程師”校企合作模式探討[J].教育教學論壇， 2018（12）：42-44.

[4]許秀云.發揮高校實驗室工作的積極作用[J].太原科技，2007（06）：89-90.

[5]王占勇，陳惠芬，徐家躍，等.卓越工程師培養的實踐教學模式探索[J].河南教育： 中旬，2012（04）：36-37.

[6]張樹玲，陳煒曄，張波，等.卓越工程師班課程考核方式改革探索[J].教育現代化，2017（26）：26-28，33.

[7]倪利勇，顧曉勤，鄢奉林，等.面向應用型人才培養的工程材料課程實驗改革與實踐[J].輕工科技，2014（07）：196-197.

[8]張桂霞，劉素花，馮鈉，等.高分子材料專業實驗教學改革初探[J].實驗科學與技術，2012（06）：40-41，75.

[9]李曉，錢一鈞，張衛英，等.高分子化工方向專業課程體系設計[J].化工高等教育，2001（01）：50-51，46.

[10]卞軍.高分子材料與工程專業基礎實驗教學改革探析——借鑒美國大學理工科實驗教學及管理經驗[J].教育教學論壇，2014（19）：26-28.