產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人*
——材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革研究

崔文廣，高巖磊，張紹巖，胡江浦，趙 娜

(1.石家莊學(xué)院 化工學(xué)院，河北 石家莊 050035；2.石家莊市高分子基復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050035)

高等教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)人才，努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等學(xué)校的第一使命。產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人是高等教育適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要。培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才的有效教學(xué)形式，是高等教育面向社會、服務(wù)社會、推動(dòng)社會發(fā)展的必由之路，也是高等教育教學(xué)改革發(fā)展的基本趨勢[1，2]。我國高等教育培養(yǎng)模式的發(fā)展趨勢是不斷改革課程體系，完善培養(yǎng)方案，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和知識運(yùn)用能力[3]。本研究將相關(guān)科研課題與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，把學(xué)科前沿的最新研究信息及成果引入課堂，加深學(xué)生對相關(guān)專業(yè)最新進(jìn)展的了解，從而推動(dòng)學(xué)校產(chǎn)、學(xué)、研合作教育的開展，提高學(xué)生的實(shí)踐及創(chuàng)新能力。

1 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究的思路與方案

經(jīng)過一年多的探索與實(shí)踐，利用專業(yè)教師開展校企合作的科研課題及教師到企業(yè)進(jìn)行掛職鍛煉獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在材料專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革方面進(jìn)行了深入的研究與實(shí)踐。

在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，吸取國內(nèi)其他高校在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人實(shí)踐教學(xué)改革方面的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合我校的實(shí)際情況，對材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐課程內(nèi)容進(jìn)行分析，并結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)特點(diǎn)及不同年級學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)，確定項(xiàng)目研究實(shí)施方案，將豐富的科研成果資源、掛職鍛煉經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行有效融合。

篩選了部分研發(fā)項(xiàng)目及技術(shù)成果以項(xiàng)目教學(xué)的方式嵌入在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中，使授課內(nèi)容更加貼近實(shí)際生產(chǎn)、并緊跟專業(yè)發(fā)展方向。以下是實(shí)踐教學(xué)中引入的部分項(xiàng)目實(shí)例：

1)《基于界面設(shè)計(jì)的納米二氧化硅/PVC復(fù)合材料的研究》通過干法改性技術(shù)，制備出以納米二氧化硅為核，以與PVC基體樹脂有良好相容性的改性劑為殼的改性納米二氧化硅顆粒，有效地改善了其在PVC中的分散性和相容性。在高分子材料力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)的授課過程中將該項(xiàng)研究成果進(jìn)行專題講授，增加學(xué)生對無機(jī)非金屬材料改性與否對高分子材料力學(xué)性能影響方面的認(rèn)識。

2)《碳酸鈣復(fù)合二氧化鈦材料的制備及應(yīng)用》通過優(yōu)化二氧化碳流量、氫氧化鈣初始濃度、pH值和反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了碳酸鈣復(fù)合二氧化鈦材料的制備。在碳酸鈣制備實(shí)驗(yàn)的授課過程中將該項(xiàng)研究成果進(jìn)行專題講述，豐富學(xué)生對碳酸鈣及相關(guān)產(chǎn)品方面的認(rèn)識。

3)《高性能聚丙烯基復(fù)合材料研究》考察了擠出條件和注塑條件對PP/nano-CaCO3復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，把不同質(zhì)量比的nano-CaCO3和PP在雙螺桿中進(jìn)行熔融共混，然后注塑成測試試樣，考察了nano-CaCO3的加入量對PP力學(xué)性能的影響。將該項(xiàng)研究中應(yīng)用的高分子材料加工成型技術(shù)嵌入到塑料擠出造粒和塑料注塑成型的實(shí)驗(yàn)中，加深學(xué)生對高分子復(fù)合材料加工成型技術(shù)的掌握。

4)《HDPE/nano-CaCO3復(fù)合材料性能研究》考察了nano-CaCO3的加入量對HDPE熔融指數(shù)和熱變形溫度的影響。將該項(xiàng)研究成果與熔融指數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)和熱變形溫度的測定實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，加深學(xué)生對無機(jī)非金屬材料對高分子材料流動(dòng)性和耐熱性影響方面的認(rèn)識。

5)《低溫快燒型建筑陶瓷結(jié)晶釉的研制及應(yīng)用》研究了燒結(jié)溫度和球磨條件對建筑陶瓷結(jié)晶釉性能的影響。將該項(xiàng)研究中應(yīng)用的陶瓷粉體成型技術(shù)融入到球磨法制備陶瓷粉體實(shí)驗(yàn)中，增加學(xué)生對相變及微晶結(jié)構(gòu)形成原理及實(shí)際應(yīng)用方面的認(rèn)識。

6)《建筑陶瓷納米釉料的研制及應(yīng)用》研究了陶瓷漿料的制備工藝和陶瓷注漿的工藝條件對建筑陶瓷納米釉料性能的影響。將該項(xiàng)研究成果與陶瓷漿料的制備實(shí)驗(yàn)和陶瓷的注漿成型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，豐富學(xué)生對陶瓷釉料方面的認(rèn)識。

7)《建陶生產(chǎn)中廢瓷綜合利用的共性技術(shù)開發(fā)和示范》研究了廢瓷塊粉碎技術(shù)和級配等對廢瓷利用效果的影響。將該項(xiàng)研究中應(yīng)用的“廢瓷塊粉碎及篩分”作為材料專業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能訓(xùn)練內(nèi)容，通過該訓(xùn)練，學(xué)生掌握工業(yè)球磨機(jī)及篩分技術(shù)的原理及基本操作。

8)《高韌性低正己烷溶出藥用聚丙烯瓶的制備研究》通過優(yōu)化聚丙烯樹脂的分子量大小及其分布、增韌劑的用量、無機(jī)粉體的用量等參數(shù)，制備出了高韌性低正己烷溶出藥用聚丙烯瓶。將該項(xiàng)研究中有關(guān)“降低聚丙烯瓶中正己烷溶出度”的方法作為綜合實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，使學(xué)生對聚丙烯作為藥包材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有了一定的認(rèn)識，同時(shí)掌握了降低聚丙烯瓶中正己烷溶出度的有關(guān)技術(shù)和方法。

9)《低煙無鹵阻燃ABS的研制》以納米氫氧化鋁(ATH)為主阻燃劑，選用能與其產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的阻燃劑為阻燃增效劑，并選用彈性體作為增韌劑，采用熔融共混的方法研制低煙無鹵阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。通過對納米氫氧化鋁的表面改性及高效界面相容劑的引入，有效地改善納米氫氧化鋁在ABS基體中的分散性及其與ABS基體間的界面粘結(jié)性，并通過調(diào)整主阻燃劑和阻燃增效劑及彈性體的加入量，使ABS同時(shí)滿足阻燃性能和力學(xué)性能的要求。將該項(xiàng)研究成果應(yīng)用到學(xué)生的綜合實(shí)訓(xùn)中，通過實(shí)訓(xùn)使學(xué)生對高分子材料的阻燃方法和阻燃機(jī)理有了一定的了解，同時(shí)也初步具備了進(jìn)行研究開發(fā)的思路。

與有關(guān)企業(yè)開展合作，選派教師到企業(yè)進(jìn)行掛職鍛煉，直接參與企業(yè)的一線研發(fā)和生產(chǎn)工作，使教師實(shí)踐與技能的儲備更加豐富。

1)專業(yè)教師通過到“河北環(huán)球橡膠制品有限公司”的混煉車間、壓延車間、成型車間和硫化車間等工序段的學(xué)習(xí)，熟練掌握了橡膠輸送帶的生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)原理，同時(shí)了解了各工序段在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題及解決辦法。通過在企業(yè)的學(xué)習(xí)和工作，聯(lián)系到材料專業(yè)建設(shè)和課堂教學(xué)，材料專業(yè)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置時(shí)，參考了相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)過程及分析測試過程，有針對性地設(shè)置實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容，使之與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)及測試設(shè)備缺少具體的操作規(guī)程，借鑒企業(yè)的做法，在每臺設(shè)備旁附上了操作規(guī)程，以提醒學(xué)生注意操作安全，避免自身受到傷害及損壞設(shè)備。

2)專業(yè)教師通過到“河北省力馬建陶有限公司”進(jìn)行學(xué)習(xí)，熟練掌握了陶瓷生產(chǎn)的工藝流程及原理，同時(shí)了解了各工序段在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題及解決辦法。結(jié)合在企業(yè)的學(xué)習(xí)收獲，有針對性地對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)和校內(nèi)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行了改革，使之與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系更加緊密，顯著提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

3)專業(yè)教師通過到“石家莊啟宏新材料制品有限公司”進(jìn)行學(xué)習(xí)，更加深入地了解了高分子材料的發(fā)泡技術(shù)和原理及在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題及解決辦法。結(jié)合在企業(yè)中學(xué)到的知識和經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)中與工廠生產(chǎn)脫節(jié)的部分進(jìn)行了修訂，使學(xué)生對工廠生產(chǎn)過程有了更深入的了解。

聘請企業(yè)技術(shù)人員為實(shí)踐課指導(dǎo)教師，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和掌握。

1)聘請項(xiàng)目合作企業(yè)“石家莊市中匯藥品包裝有限公司”技術(shù)總監(jiān)為實(shí)踐課指導(dǎo)教師，定期為學(xué)生講解藥品包裝材料行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的新技術(shù)和遇到的新問題，不同藥包產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)原理，工廠安全注意事項(xiàng)等內(nèi)容，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解。

2)聘請項(xiàng)目合作企業(yè)“石家莊市龍力化工有限公司”分析測試中心主任為實(shí)踐課指導(dǎo)教師，有針對性的為學(xué)生講解無機(jī)非金屬材料性能分析測試中的有關(guān)原理、方法和注意事項(xiàng)，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3)聘請項(xiàng)目合作企業(yè)“河北省力馬建陶有限公司”工程師為實(shí)踐課指導(dǎo)教師，定期為學(xué)生講解建筑陶瓷生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的新技術(shù)和遇到的新問題，建筑陶瓷的分析測試手段和方法，加深了學(xué)生對陶瓷材料生產(chǎn)和分析測試的認(rèn)識。

2 取得的效果與經(jīng)驗(yàn)

該項(xiàng)目實(shí)施后，在實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍建設(shè)方面均取得了顯著的成績。鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間，以第二課堂等形式參與到產(chǎn)學(xué)研合作過程中。改革進(jìn)行過程中，先后有30余名同學(xué)完成了多項(xiàng)河北省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目和石家莊學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，20多名同學(xué)完成了多項(xiàng)河北省化工制藥實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心本科生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目；獲河北省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，河北省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)年會一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，河北省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，石家莊學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)；參與發(fā)表了學(xué)術(shù)論文5篇、參與申報(bào)相關(guān)專利4項(xiàng)。同時(shí)，專業(yè)教師的教學(xué)水平和科研能力也得到了大幅度提升，項(xiàng)目組成員先后獲得河北省自然科學(xué)基金課題1項(xiàng)、河北省科技支撐計(jì)劃課題1項(xiàng)、石家莊市科技支撐計(jì)劃課題3項(xiàng)，發(fā)表研究論文10余篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng)，獲得廳局級科技獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)，校級教學(xué)改革獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。

應(yīng)用型工程技術(shù)人員的崗位能力需要各學(xué)科、各課程知識體系的綜合支撐，所以在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的過程中，一定要打破學(xué)科與學(xué)科、課程與課程之間的壁壘。改變原來講授某一門課程完整體系的教學(xué)目標(biāo)，把各課程放到同一個(gè)目標(biāo)下去實(shí)施，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的有效辦法，在不同學(xué)科間建立教研團(tuán)隊(duì)是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的必由之路。

組建由企業(yè)一線技術(shù)專家參與的專業(yè)指導(dǎo)委員會，全面參與培養(yǎng)方案的修訂，從根本上把學(xué)生培養(yǎng)的方向定位為服務(wù)地方行業(yè)企業(yè)的應(yīng)用型人才；為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生素能與企業(yè)崗位要求的無縫對接，在實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)、畢業(yè)論文撰寫等方面需要企業(yè)技術(shù)人員的參與。

通過項(xiàng)目的實(shí)施，我們逐漸認(rèn)識到：將產(chǎn)學(xué)研與學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及專業(yè)教師的教學(xué)與科研能力的提升緊密結(jié)合，建立起“產(chǎn)學(xué)研合作一人才培養(yǎng)一科技創(chuàng)新”的良性互動(dòng)模式，對于學(xué)生、專業(yè)教師的發(fā)展都將起到極大的促進(jìn)作用，一定會培養(yǎng)出一批實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生群體，打造出一支理論功底扎實(shí)、教學(xué)和科研能力強(qiáng)的師資隊(duì)伍。