杜永剛?賈響響?任士通?王惠?宗倩穎

摘要：在工程教育改革的大背景下，探索多種教學(xué)方法，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，側(cè)重應(yīng)用引導(dǎo)，對(duì)培養(yǎng)新工科人才具有重要的意義。本文在總結(jié)以往聚合物基復(fù)合材料教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從教與學(xué)的思考與改進(jìn)、利用企業(yè)資源側(cè)重應(yīng)用引導(dǎo)、考核方式多元化改進(jìn)三個(gè)方面進(jìn)行改革實(shí)踐，著力培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的綜合能力，以提升學(xué)生的社會(huì)競爭力。

關(guān)鍵詞：工程教育;教學(xué)改革;聚合物基復(fù)合材料

工程教育是我國高等教育的重要組成部分，在高等教育體系中“三分天下有其一”。當(dāng)今世界范圍的新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，對(duì)工程人才的培養(yǎng)提出了更高要求。深化工程教育改革、提高新時(shí)代工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，是高等教育改革的重要任務(wù)。2016年中國加入《華盛頓協(xié)議》，中國工程教育開始和國際理念同頻共振[1]。2017年隨著“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”“北京指南”三部曲的提出，新工科建設(shè)拉開了序幕[2]。為深入落實(shí)全國教育大會(huì)和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》精神，教育部決定全面實(shí)施“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，啟動(dòng)一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計(jì)劃”[3]。工程教育認(rèn)證、新工科建設(shè)、一流本科專業(yè)建設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)是相通的：旨在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型、復(fù)合型人才[4]。

在工程教育改革的大背景下，石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，依托河北省重點(diǎn)發(fā)展學(xué)科（材料科學(xué)與工程）、河北省交通工程與環(huán)境協(xié)同發(fā)展新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大力推進(jìn)材料科學(xué)與工程專業(yè)（高分子材料方向）的學(xué)科認(rèn)證和專業(yè)建設(shè)工作。《聚合物基復(fù)合材料》是高分子材料方向的必修課程之一，不僅涉及高分子材料基礎(chǔ)理論知識(shí)，還能夠引導(dǎo)學(xué)生從多方面了解高分子復(fù)合材料在國民經(jīng)濟(jì)和國防工業(yè)等諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用?；诋?dāng)前工程教育改革的大背景，對(duì)《聚合物基復(fù)合材料》進(jìn)行教學(xué)改革，注重學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題能力的培養(yǎng)，側(cè)重“應(yīng)用”引導(dǎo)，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型人才具有重要意義。

一、課程簡介

本專業(yè)方向在第七學(xué)期開設(shè)《聚合物基復(fù)合材料》課程，本課程為32學(xué)時(shí)，授課時(shí)段為8周。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《高分子化學(xué)》《高分子物理》《聚合物加工工程》《高分子材料》《高分子材料研究方法》等專業(yè)課程，對(duì)高分子基礎(chǔ)理論及通用高分子材料的基本知識(shí)和應(yīng)用有了一定了解。《聚合物基復(fù)合材料》主要涉及填充劑、增強(qiáng)劑的種類及表面處理、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的分析、復(fù)合材料的制備及加工方法、復(fù)合材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容;獲得這四個(gè)方面的知識(shí)，并能夠?qū)⑸鲜鲋R(shí)轉(zhuǎn)化為材料科學(xué)領(lǐng)域所需的科研及生產(chǎn)應(yīng)用能力是本課程的主要教學(xué)目標(biāo)。該課程內(nèi)容在高分子材料方向的學(xué)習(xí)中具有承上啟下的作用，在后期本科畢業(yè)論文/畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展、研究生科研或就業(yè)領(lǐng)域的選擇方面發(fā)揮重要作用。

二、原有教學(xué)的不足與改革

1.“學(xué)問”與“學(xué)答”：關(guān)于教與學(xué)的思考與改進(jìn)

師者，傳道、授業(yè)、解惑也。長久以來教師以此為己任，將自己所掌握的知識(shí)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)毫無保留地教給學(xué)生。這種傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)方式固然有其可取之處，但學(xué)生在課堂大部分時(shí)間內(nèi)處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，不能很好地發(fā)揮學(xué)生探索知識(shí)的主觀能動(dòng)性。在傳統(tǒng)課堂中適當(dāng)引入導(dǎo)向性問答互動(dòng)[5]、主題討論、小組PPT分工匯報(bào)等形式;引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)聚合物基復(fù)合材料的具體應(yīng)用問題查閱資料、小組討論后提出結(jié)論，最后由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。這樣可以鍛煉學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)結(jié)合查閱到的資料分析問題、深入發(fā)掘問題根源、最終提出具有可行性且較為具體的解決方法的綜合能力。

在第一節(jié)課向同學(xué)們介紹本課程的具體教學(xué)內(nèi)容與安排，通過抽簽的方式將學(xué)生隨機(jī)分為若干小組。以“如何解決夏季經(jīng)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)牧幑に嚻反嬖诘钠釋羽みB問題”“建筑外墻聚合物發(fā)泡復(fù)合保溫板的制備與應(yīng)用”等為主題，要求學(xué)生利用課余時(shí)間在三周內(nèi)獨(dú)立查閱資料分析問題，并提交紙質(zhì)總結(jié)。學(xué)生個(gè)人在完成調(diào)研后，利用課上時(shí)間進(jìn)行小組討論與總結(jié)。最后，任課教師從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理化性能的影響因素、制備及施工工藝、應(yīng)用過程中需注意的耐熱性、耐候性、阻燃性、粘結(jié)強(qiáng)度等方面進(jìn)行點(diǎn)評(píng)與總結(jié)。此外，組織各小組學(xué)生選擇感興趣的聚合物復(fù)合材料（各小組之間不重復(fù)且為非課程教學(xué)應(yīng)用舉例），從材料的合成與改性、成型加工工藝、具體應(yīng)用及發(fā)展前景等方面利用四周的時(shí)間進(jìn)行分工合作，在課上完成小組PPT匯報(bào)。在PPT匯報(bào)籌備過程中實(shí)行輪值組長制，每位同學(xué)都有機(jī)會(huì)作為組長組織本組周例會(huì)。輪值組長制及分工匯報(bào)使每位同學(xué)都必須參與到工作中來，避免了“勤快的人在做，懶惰的人旁觀”，在這一過程中既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)又鍛煉了其文獻(xiàn)檢索、語言表達(dá)能力。

從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)、死記硬背知識(shí)點(diǎn)，向引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)知識(shí)-運(yùn)用知識(shí)-創(chuàng)造知識(shí)的模式轉(zhuǎn)變;不僅要“學(xué)”會(huì)具體知識(shí)點(diǎn)能夠正確“答”問題，而且要“學(xué)”會(huì)“問”問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的引領(lǐng)。

2.引進(jìn)企業(yè)資源，側(cè)重“應(yīng)用”導(dǎo)向的改進(jìn)

本課程涉及較多基本概念、原理及抽象模型，原來采用板書結(jié)合PPT的講授法，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、材料實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識(shí)僅停留在理論層面上。這對(duì)于與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系較為密切的課程教學(xué)來講是不利的，應(yīng)該在教學(xué)過程中結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)（開設(shè)于第六學(xué)期，早于本課程）內(nèi)容，幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用建立起聯(lián)系來。邀請(qǐng)校聘企業(yè)導(dǎo)師開展課內(nèi)講座，他們豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)大有裨益。

以校企共建的“河北省線纜用功能復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新中心”為依托組織學(xué)生開展生產(chǎn)實(shí)習(xí)的部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生在一線學(xué)習(xí)聚合物線纜復(fù)合材料的生產(chǎn)及檢測知識(shí)。在本課程教學(xué)過程中從配方設(shè)計(jì)、不同組成線纜復(fù)合材料成型加工工藝、成品性能檢測三方面進(jìn)行理論剖析，使學(xué)生對(duì)該類材料的感性認(rèn)識(shí)得以理論“升華”。邀請(qǐng)山東贏創(chuàng)偉業(yè)新材料有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人作課內(nèi)報(bào)告，同時(shí)分享個(gè)人從業(yè)、創(chuàng)業(yè)、技術(shù)開發(fā)、管理運(yùn)營的工作經(jīng)驗(yàn)。企業(yè)資源引入課堂可以幫助學(xué)生了解理論學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)需求，有助于提升工科學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

3.考核方式由“一張卷”向多元化的改進(jìn)

考核的“指揮棒”指向哪里學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)就偏向哪里。原來考核只是單一的期末考試，不少學(xué)生通過突擊復(fù)習(xí)來應(yīng)對(duì)考試;單純的記憶未必能提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣。因此，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)應(yīng)該適當(dāng)融入過程考核，不能“一卷定成敗”。本課程將小組討論與個(gè)人總結(jié)、PPT分工匯報(bào)作為過程考核內(nèi)容（占總成績的40%），可以更好地督促學(xué)生“動(dòng)起來”。期末試題減少對(duì)基本概念、名詞解釋、基礎(chǔ)簡答的考核，突出“應(yīng)用”導(dǎo)向。試卷中綜合辨析題占試卷40%的分值，題目旨在考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析并解決材料應(yīng)用中具體問題的綜合能力。

4.建立“敞開心扉”的教學(xué)反饋渠道

以往大學(xué)課程結(jié)課后，學(xué)生與任課教師的交流不多，未必能夠及時(shí)、全面地了解學(xué)生對(duì)本課程的意見及建議。本課程任課教師連續(xù)兩年在學(xué)生畢業(yè)離校前進(jìn)行問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括學(xué)生對(duì)分組討論、PPT分工匯報(bào)、企業(yè)導(dǎo)師課內(nèi)講座的看法與意見，學(xué)生對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、考核方式的滿意度等。調(diào)研結(jié)果顯示絕大部分學(xué)生認(rèn)為分組討論、PPT分工匯報(bào)是一個(gè)很有收獲的鍛煉過程，多數(shù)學(xué)生更愿意接受多元化的考核方式。也有少部分同學(xué)反映第七學(xué)期面臨考研及就業(yè)，投入到分組討論、PPT匯報(bào)的時(shí)間較少，建議課程開設(shè)時(shí)間前移一個(gè)學(xué)期。以上信息的反饋為將來教學(xué)的調(diào)整提供了參考。

三、結(jié)語

在工程教育改革的大背景下，具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型、復(fù)合型人才的培養(yǎng)必須突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索多種教學(xué)方法;突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位;側(cè)重“應(yīng)用”引導(dǎo)，由基礎(chǔ)到綜合逐步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問題的能力;從而培養(yǎng)出符合時(shí)代發(fā)展和社會(huì)需求的新工科人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳巖.勇立潮頭、賦能未來，以新工科建設(shè)領(lǐng)跑高等教育變革[J].高等工程教育研究， 2020.

[2]趙青云，崔艷，劉帥.新工科理念下普通高校工科專業(yè)教與學(xué)的探索[J].大學(xué)教育，2020.

[3]付華，于剛，楊治剛，吳紅亞，秦國強(qiáng)，王志，馬世卿，任書霞，李周男.新工科專業(yè)建設(shè)背景下專創(chuàng)融合體系建設(shè)與實(shí)踐[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）， 2019.

[4]石海信，趙文元，趙文龍.問題導(dǎo)向教學(xué)模式在《功能高分子材料》教學(xué)中的實(shí)施[J].高教論壇， 2019.

作者簡介：

杜永剛，男，博士，講師，系主任，從事材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)研究與管理工作，研究方向：生物基環(huán)氧納米復(fù)合材料的制備與表征。

基金項(xiàng)目：

石家莊鐵道大學(xué)高等教育教學(xué)研究項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：Y201807。