新工科背景下材料類課程教學團隊的建設探索與成效*

羅春華，董秋靜，李瑞乾，姜廣鵬，張 琳，夏 娟，張 宏

(阜陽師范大學化學與材料工程學院，安徽 阜陽 236037)

為主動應對新一輪產業科技革命，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家發展戰略，教育部于2017年2月開始積極推進新工科建設，先后形成了“三部曲”的“復旦共識” “天大行動”和“北京指南”，探索工程教育改革中國路徑和中國模式，助力高等教育強國建設[1-4]。新工科建設既包括新興工科專業建設，也包括對傳統工科專業的改造升級。相對于傳統的工科人才，未來新經濟新產業需要具備強的實踐能力和創新能力、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才[5-6]。“新工科”建設以來，高教界逐步達成了加快培養新興領域工程科技人才的共識，致力于推進工程教育改革，保障和提高新工科人才培養質量[7]。新工科建設關鍵在于建設一支具備大學教師基本素質和行業企業工程師應有專業素質的，能夠勝任新工科人才培養的工科教師隊伍。

材料化學專業和復合材料與工程專業是阜陽師范大學開設的兩個材料類工科專業，其中材料化學專業于2019年入選省級一流專業建設點。為了對傳統的兩個材料類工科專業進行新工科改造，培養適應區域新材料產業發展所需的人才，前期我們已經從人才培養課程體系、校內外專業實踐育人模式、產學研人才培養、產教融合以及專業質量監控和保障體系等多方面進行了探索和實踐，取得了較好的效果[8-11]。圍繞新工科建設，我們從材料類專業教學團隊的建設目標出發，探索了和實踐了培養新工科人才的團隊建設措施，并總結了取得的成效。

1 材料類課程教學團隊建設目標

材料類課程教學團隊圍繞應用型材料類本科人才的培養，以工程應用為主線，創新教學新方法和人才培養新模式，建設一個既有培養高素質應用型專門人才和教育教學能力，又有科技開發、服務地方經濟和社會發展的實踐能力的雙能型材料類課程教學團隊。

2 材料類課程教學團隊建設措施及成效

2.1 產教融合提升團隊的工程應用能力和創新實踐育人模式

新工科建設和人才培養要求大部分教師具備企業實踐經歷、豐富的企業和現場工作經歷、產品設計和開發的能力。對材料類師資，要求具備企業工程開發應用的能力。首先，我們有計劃地選派專業教師帶著問題和項目到材料類相關企事業單位掛職鍛煉，積極推動在職教師與材料類產業領域的企業開展產學研合作研究，并通過建立評價考核制度，切實提高團隊教師的工程應用能力。其次，產教融合，實踐育人。以企業和政府支持的橫向項目為依托建立產教融合的實踐基地，利用產教融合實踐基地開展學生專業實踐，提升學生產品工程化能力。產教融合，合作開發，促進成果轉化和提升企業科技創新能力。依托產教融合實踐基地和橫向項目，不僅培養了團隊的工程應用能力，也穩定和拓展校外產教融合實踐基地。通過產學融合，實踐育人，形成學生、教師、學校和企業四方受益的校企合作機制[8-10]。

2.2 加強團隊科研促教學能力，培養創新型人才

教學和科研是高校教師的兩大核心任務，二者是相輔相成的，在高校發展中缺一不可。要提高高校教學質量，既要完成對已有知識的學習繼承，還要了解科學技術的最新發展情況。通過科研有效地滲透到教學過程中，科研促教學，才能培養出合格的創新型人才[12]。首先，不斷提升教學團隊的科研能力。團隊成員通過深造進修提升自己的科研能力，通過引進高水平的科研人才提升團隊的整體科研能力。近年來，團隊成員通過努力，獲批國家自然科學基金4項，省自然科學基金4項，其它教育廳重點科研項目等共15項，發表SCI/EI收錄論文50多篇。其次，結合團隊科研實際將學科的最新研究成果融入到課堂教學中，更新和豐富課堂教學內容，開闊學生的眼界。比如，將仿生智能納米界面材料引入到“材料化學”課程教學中，在充實課堂教學內容的同時，還極大地拓寬了學生的知識面，使“材料化學”課程更具有時代性和前沿性。再次，將團隊教師成熟的科研成果，進行合理編排，匯編成實驗教材，并用于兩個材料類專業的實驗實訓教學中，取得了很好的教學效果。目前，我們出版了《材料化學專業綜合實驗》和《材料制備與性能測試實驗》兩本教材，其中的一些科研匯編的實驗實訓項目，如室溫固化雙組分丙烯酸酯膠黏劑的制備以性能研究、玻璃表面改性及潤濕性測定、環氧丙烯酸酯光固化涂料的配置及性能測定、電池的組裝及性能測定等用于專業實驗實訓教學[13-14]。最后，學生參與團隊教師科研項目，開展畢業論文課題研究，開展學生科研立項和大學生創新創業訓練。以教師科研課題開展畢業論文工作，將新成果和新知識融合到畢業論文內容中，有助于學生在科研過程中培養其創新思維。兩個材料類專業的畢業論文課題均來自教師科研項目，由教師一對一指導。以教師科研課題為依托，以大二大三學生為主指導學生開展科研立項和大學生創新創業訓練實踐，強化材料類專業學生理論知識與科研實踐的相互滲透、相互促進，培養材料類專業學生科研創新能力。近年來，團隊成員指導學生開展科研創新訓練，獲批大學生創新創業訓練項目28項，其中國家級12項，學生參與發表論文50多篇。

2.3 加強團隊課程建設和課堂教學革新

在課程建設方面，以拓寬專業口徑為目的，將兩個專業按照材料大類進行培養，大三下進行分流，對現行的專業核心課程的結構和內容進行整合與優化，同時開設一些與企業生產密切相關和貼近生產實際的專業課。團隊成員積極開展網絡資源課程建設，開展混合式教學，將思政教育融入到專業課教學中。目前本團隊已立項建成了省校級的多種類型的課程資源(見表1)，如“材料結構與性能測試”等共3門網絡資源課程，“高分子化學與物理”等2門省級課程思政示范課程，“材料科學與工程基礎”等2門校級課程思政示范課程，“材料性能學”省級線上線下混合式一流課程，“功能材料概論”省級示范課。專業課融入課程思政，一些課程思政教學案例獲得了學校的表彰，如“‘小尺寸大世界’的功能材料-納米材料”，“《高分子化學與物理》開課第一講——如何做一名合格的‘高材’生”等獲得了校級課程思政優秀教學案例。

表1 立項建設的省校級課程資源

充分利用互聯網、移動客戶端，進行創新性課堂教學改革與嘗試。在“無機材料合成化學”課程教學中，將微信和翻轉課堂教學模式相結合，設計基于微信平臺的“無機材料合成化學”翻轉課堂教學模式，制作課程學習資源，為信息化、多樣化的專業課教學提供有益借鑒與參考[15]。對“材料化學專業英語”課程教學開展教學改革和實踐，主要內容包括通過多種手段激發學生學習熱情，選取合適的閱讀材料，深入學習構詞法，采用與學生的互動的多種教學手段等，明顯提升了學生的學習動力和興趣，活躍了課堂氣氛，大大提高了學生學習效果[16]。疫情期間，借助翻轉課堂、慕課、云班課、微課、QQ群以及虛擬仿真實驗教學平臺等移動互聯網平臺資源，通過對“工程力學”線上教學存在的問題及其相應的線上混合式教學模式的探索與實踐，有效地提高了“工程力學”線上課堂管理能力和課堂教學效果[17]。

2.4 以競賽為引導，提升團隊教學能力和學生綜合素質

教師教學能力的高低直接決定了人才培養的質量。以競賽為引導，以賽促教，通過鼓勵團隊教師積極參加各種教師技能大賽，創新教學方法，不斷提高人才培養質量。近年來，團隊教師參加了省校級的青年教師授課比賽和教師智慧教學創新大賽，涌現出了一批教學能力強的教師。2人獲得了校級教壇新秀，1人獲得校級教學名師，1人獲得青年教學標兵，2人獲得智慧教學創新大賽校級二等獎。通過以競賽為引導，以賽促教活動的開展，團隊教師的課堂授課教學能力與創新能力有了顯著提升。

此外，以競賽為引導，以賽促學，在團隊教師的指導下，學生積極參加“互聯網+”大學生創新創業大賽、大學生職業規劃大賽、挑戰杯大賽、大學生金相技能大賽等綜合性和專業性的賽事。團隊成員指導學生在省級及以上大學生賽事中獲獎20多項。其中，在大學生金相技能大賽中獲國賽一等獎1項、二等獎2項、三等獎3項；在“互聯網+”大學生創新創業大賽中獲得省級二等獎及以上獎勵共6項，其中“診療一體化可定制人造骨骼”項目獲得國家級銅獎；在安徽省大學生職業規劃設計大賽中獲得金獎1項，銀獎3項；在“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽中獲得銀獎2項。因此，在團隊專業教師的指導下，以競賽為引導，以賽促學，通過賽前、賽中、賽后培訓和專業理論學習，大大提升了學生的專業技能、寫作能力、創新能力和團隊合作能力等綜合素質能力。

2.5 質量工程項目引領團隊教學改革與創新

團隊以本科質量過程項目為引領，圍繞專業建設和人才培養，開展了一系列的專業建設和教學改革研究工作，提升了團隊專業建設和人才培養能力，取得了豐富的教學實踐成果。材料化學專業先后獲批省級特色專業和省級一流本科專業建設點，材料化學教研室獲批省級示范基層教學組織(教研室)。立項建設了“新材料+3D打印”大學生創客實驗室和“太陽能電池”大學生創客實驗室，將創客教育模式融入到材料類專業人才培養中，提升學生科技創新能力。團隊成員開展了一系列的教學改革與研究，立項10多項省部級校級教學研究項目，其中教育部產學合作協同育人項目(新工科建設)1項，省級新工科項目1項，省級一般教研項目4項。團隊成員分析總結教學實踐和人才培養成果，共發表教研論文15篇，出版教材2部，“以科研創新和工程應用能力為導向的材料化學專業實踐育人體系的構建與實踐”和“工程教育認證背景下材料類專業人才培養策略探索與實踐”先后獲得2017年度和2021年度安徽省教學成果獎一等獎，“材料化學專業校外專業實踐教學探索與實踐”獲得2019年度安徽省教學成果獎二等獎。

3 小結

新工科建設是國家為適應未來新興產業發展，培養合格的新工科人才的重要措施。建設符合新工科建設的教學團隊是高校培養新工科人才的重要保障。本文確立了材料類課程教學團隊的建設目標，即以工程應用為主線，創新教學新方法和人才培養新模式，建設一個既有培養高素質應用型專門人才和教育教學能力，又有科技開發、服務地方經濟和社會發展的實踐能力的雙能型材料類課程教學團隊。從產教融合、科研促教學、課程建設和課堂教學革新、以賽促教、以賽促學、質量工程項目引領等方面探索了符合新工科建的材料類課程教學團隊有效措施，取得了顯著的成效，人才培養質量得到了明顯提高。