工程教育認證背景下材料科學與工程專業實踐教學模式改革

鄧慧宇 陳慶春 金天翔 孟路燕 那兵

[摘 要] 基于“以生為本”，產出原則的工程教育認證背景下，東華理工大學材料科學與工程專業通過整合優化實驗內容、建設虛擬仿真實驗平臺、改進校企合作模式、拓展實訓教學基地、實施本科生導師制，將課外科技活動指導落到實處、深挖思政資源等一系列改革，完善實踐教學模式，促進人才培養質量不斷提高。

[關鍵詞] 工程教育認證;材料科學與工程;實踐教學模式

[課題項目] 東華理工大學校級教改課題：工程認證背景下基于OBE理念“材料科學與工程”專業實踐教學體系的完善與研究——以東華理工大學為例（DHJG-18-43）

[作者簡介] 鄧慧宇（1973—），女，江西贛州人，博士，東華理工大學教授，主要從事功能材料方面教學與研究。

[中圖分類號] G712? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）37-0142-02? ? [收稿日期] 2019-12-16

材料科學與工程專業，是研究材料成分、結構、加工、性能和應用的學科，應用面廣、就業前景好。截至2019年，全國有199所高校開設了該專業，其中33所已通過工程教育認證[1]，多數是雙一流高校、雙一流學科的高校。而處于經濟相對落后省份、辦學條件受到一定制約的地方高校應該建立怎樣的培養體系，怎樣加強教學實施與管理，以不斷提高人才培養質量，亟待研究。其中，實踐教育是人才培養中非常重要的環節。因此，我們基于OBE理念，遵循目標性、循序漸進性及效率性原則，優化構建了材料科學與工程專業實踐教學體系，進行了實踐教學模式改革。

一、整合優化教學內容，構建實踐課程教學體系

根據培養目標及要求，整合優化教學內容，確立演示型、驗證型、綜合型、設計型、創新研究綜合型五個層次，工程專業通識教育、工程專業基本能力、工程專業應用能力及工程專業創新能力四大模塊的“五層次、四模塊”實驗、實踐教學課程體系。原先材料專業實驗是分散在相應理論課中，實驗內容難免重復，浪費資源，影響效率。將材料類實驗內容分別整合成材料合成、制備與加工實驗，材料的結構及性能表征實驗及提高型綜合-設計實驗。實驗項目設置上按知識點開設并更新內容，及時將科研成果轉化為實驗項目，適當降低演示型、驗證型實驗比例、增大綜合型、設計型實驗比例，共增設“PVDF膜的親水改性及分離性能”等21個綜合型、設計型實驗。學生分組實驗，每組分工合作，培養團隊精神、人際交流能力和合作精神。

二、改善實驗室條件、加強實訓基地建設，加強師資培訓，為實踐教學提供有力保障

（一）建設虛擬仿真實驗平臺

“材料現代分析方法”等實驗中涉及了掃描電子顯微鏡、X-射線衍射儀等大型儀器設備，以往只能采用參觀，演示性操作來了解相關結構及原理，效果差強人意。此外，生產實習中企業出于安全性考慮，嚴格限制學生生產實習的時間和范圍，許多場所學生不能動，只能看，導致學生生產實習參與度很低。因此，調研了北京歐貝爾、東方仿真等多家公司，本著“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則[2]，購置相關軟、硬件，構建虛擬仿真實驗平臺。學生線上操控X射線單晶衍射儀等儀器。生產實習前進行為期二周的虛擬仿真訓練，包括間歇反應釜、精餾塔、固定床等單元訓練以及聚氯乙烯的聚合、純化、干燥、原料回收的組合訓練，有力彌補現場實習中動手環節較少的不足。

（二）積極探索校企合作新模式

理想的校企合作，學生實習必須深入生產第一線，切實參與相關工作，同時也能為企業創造價值。原先的生產實習由于時間僅為4周，企業考慮到安全及效益，積極性不高，實習常常簡化為車間參觀，或是簡單的體力操作，收效甚微。其實，提高企業接納學生實習的積極性在于能讓企業受益。所以我們讓愿意暑假進公司實習的學生在征得家長同意的前提下，生產實習與暑假打通，利用生產實習、暑假時間進入公司工作，有條件的直接在公司開展畢業論文。這樣，實習創造的價值大于培訓及工資成本，企業、學生雙方受益。

目前與江西豐臨醫用器械有限公司等7家公司深化交流，進行產品開發，技術更新，為企業員工提供再教育等服務。由于雙師型教師較少，多數是博士畢業后從學校到學校，缺乏企業從業經驗，所以教師也深入企業加強企業培訓。一般，從事生產實習指導的教師都要求至少在企業累計實習、工作6個月以上或者從事過橫向開發項目、擔任過企業顧問。

此外，積極開發新的實習基地，目前新增江西贛鋒鋰業有限公司等三個實習基地，為學生工程能力培養提供了有力保障。

三、積極推行本科生導師制、將挑戰杯、創新創業等課外科技活動落到實處

本科生導師制有利于充分發揮教師的主導作用，建立新型師生關系，實施因材施教和個性化培養[3]。學院原有科研基礎較好，加上大力引進博士，為本科生導師制的實施提供了良好保障。目前，大二開始采取自愿原則進行師生互選，由于大二學生還未接觸專業知識，所以以講座式提高學生學習興趣為主，優秀的大二學生及大三學生則直接參與導師科研工作，較成熟的課題申報大學生科技創新、競賽項目并作為畢業論文的課題。學校、學院兩級對競賽項目指導教師的獎勵制度極大地提高了教師的積極性。學生參與熱情很高，2017—2019年，參加“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“創青春”全國大學生創業計劃大賽等競賽中獲得二等、三等獎多項。

四、深挖實踐課程中的思政教育資源，實現立德樹人潤物無聲

工程教育認證要求實現價值塑造、能力培養、知識傳授三位一體的教學目標。實踐教學中，深挖思政教育資源，實現立德樹人潤無聲[4]。開課前加強安全教育，實驗中貫穿“材料的環境評估”，加強工程倫理教育。學生設計的實驗方案要求考慮經濟、社會、環境、健康與安全等各方面的問題。例如，在相轉化成膜制備高分子分離膜時，盡量選擇低毒環保溶劑，有機合成時減少呋喃、吡啶等有機試劑的使用。

實習環節融入思想政治教育內容。目前材料科學與工程專業的學生都是在南昌，對學校的注冊地撫州了解相對較少。利用生產實習的休息時間，增設了“尋根之旅”內容。學生從“震旦樓”“蘑菇云廣場”等一系列富有特色的地名、樓名中充分感受學校特色，從地質博物館的建設感受到奉獻精神，愛校、榮校之情溢于言表。此外，在企業介紹中，加入企業發展史、環保改進措施、社會責任擔當等內容，讓學生體會到作為材料專業的從業人員所需具有能力與責任。

五、結束語

總之，東華理工大學材料科學與工程專業通過一系列的實踐教學改革，取得了一定成效。但是，還存在不少問題亟待解決。例如材料類加工的虛擬仿真軟件相對界面比較簡單，如何更好滿足要求還需加強調研、甚至合作開發相關軟件;學生實習經費較少，開源節流需進一步探索;教輔人員的績效考核制度需進一步完善。總之，需不忘初心，加強完善實踐教學體系，不斷培養出材料類高質量應用型人才。

參考文獻

[1]孫晶，張偉，任宗金，等.工程教育專業認證畢業要求達成度的成果導向評價[J].清華大學教育研究，2017，38（4）：117-124.

[2]張浩，張偉，彭敬東，龔成斌，雷洪，張鈺婷.用于化工專業生產實習教學的虛擬實訓系統[J].西南師范大學學報（自然科學版），2018，43（3）：156-160.

[3]余員琴，范雙南，余修武，陳海文.軟件工程本科生科研和實踐創新能力培養探索[J].高教學刊，2019（22）：33-35.

[4]張金勇，陳曉暾，陳正，委福祥.高校理工科專業基礎課程中的思政教育探索與實踐——以《弧焊電源及控制》課程為例[J].西安航空學院學報，36（6）：91-93.