孫振平 徐玲琳 朱洪波 張樹青

摘要：本文介紹了同濟(jì)大學(xué)土木工程材料方向本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力提升所采取的措施，包括專業(yè)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、材料工程與工藝設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的改革，材料創(chuàng)新理論與實(shí)踐課程的開設(shè)，以及材料創(chuàng)新大賽的創(chuàng)辦等。通過教學(xué)管理團(tuán)隊(duì)和任課教師的共同努力，土木工程材料方向本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力有了較大幅度的提升。

關(guān)鍵詞：土木工程材料;創(chuàng)新實(shí)踐能力;專業(yè)實(shí)驗(yàn);生產(chǎn)實(shí)習(xí);工程與工藝設(shè)計(jì);創(chuàng)新理論與實(shí)踐

同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程本科專業(yè)設(shè)有土木工程材料、無機(jī)材料和高分子材料三個(gè)方向。本科生從二年級末開始按照自己的興趣自由選擇一個(gè)合適的方向，完成該方向培養(yǎng)計(jì)劃所規(guī)定的所有課程和實(shí)踐、創(chuàng)新內(nèi)容，合格后方可畢業(yè)。作為偏重于實(shí)踐和工程應(yīng)用的土木工程材料方向，教學(xué)團(tuán)隊(duì)自然十分注重學(xué)生學(xué)業(yè)階段創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在總結(jié)現(xiàn)有發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，調(diào)研了多個(gè)國際和國內(nèi)標(biāo)桿高校，重點(diǎn)考慮站在國家人才需求的制高點(diǎn)，從專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、材料工程及工藝設(shè)計(jì)課程的改革，材料創(chuàng)新理論與實(shí)踐課程的開設(shè)，以及創(chuàng)新大賽的創(chuàng)辦等方面，提升本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

本文總結(jié)教學(xué)管理團(tuán)隊(duì)和任課教師采取的各項(xiàng)改革措施和取得的成效，希望得到同行指正。

1. 提升本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力采取的措施

1.1 專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革

土木工程材料方向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，每個(gè)單元安排1-2項(xiàng)性能測試，如硅酸鹽系列水泥的細(xì)度、安定性、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和膠砂強(qiáng)度等，以及普通混凝土的和易性、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級和收縮率等。這些實(shí)驗(yàn)相對比較簡單，極少有綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，提不起學(xué)生的興趣，激發(fā)不了學(xué)生的創(chuàng)新熱情。

考慮到現(xiàn)在許多單項(xiàng)性能的實(shí)驗(yàn)都有視頻資料，學(xué)生可以完成更多有難度的實(shí)驗(yàn)，任課教師對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了整合和擴(kuò)充?？紤]到過去的實(shí)驗(yàn)對象基本都是硅酸鹽系列水泥，以及普通流動(dòng)性、普通強(qiáng)度等級混凝土，而現(xiàn)在工程中已經(jīng)開始較大比例地應(yīng)用特殊用途水泥和特性水泥，以及大流動(dòng)性（甚至自密實(shí)混凝土）和高強(qiáng)混凝土（甚至超高強(qiáng)混凝土）、高性能混凝土（甚至超高性能混凝土）。任課教師將常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的課時(shí)壓縮了1/2，而利用節(jié)約的時(shí)間安排同學(xué)們進(jìn)行特種水泥（硫鋁酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥）和特種混凝土（自密實(shí)高強(qiáng)混凝土）實(shí)驗(yàn)，以及創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們在課時(shí)不增加的情況下，掌握了更多的實(shí)驗(yàn)技能，甚至研究技能。

1.2 生產(chǎn)實(shí)習(xí)改革

過去一直安排學(xué)生進(jìn)駐水泥廠了解水泥生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備和出廠檢驗(yàn)，以及進(jìn)駐預(yù)拌混凝土企業(yè)了解生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、出廠檢驗(yàn)以及企業(yè)管理知識。而現(xiàn)在的土木工程材料，除了結(jié)構(gòu)材料外，功能材料的需求量很大，發(fā)展也很快。于是，生產(chǎn)實(shí)習(xí)的單位中，增加了建筑防水材料企業(yè)、建筑保溫系統(tǒng)及配套材料企業(yè)等。另外，考慮到我國正在大力推行裝配式建筑，而且裝配式建筑擁有燦爛的未來，生產(chǎn)實(shí)習(xí)的安排方面也加大了去裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生比例。

1.3 材料工程及工藝設(shè)計(jì)課程

工程及工藝設(shè)計(jì)課程，是引導(dǎo)學(xué)生從材料研究到材料制備，再向材料工廠化生產(chǎn)和工程應(yīng)用前進(jìn)的一門重要課程[1]。這門課程的內(nèi)容，過去一直以預(yù)拌混凝土生產(chǎn)線設(shè)計(jì)為主，考慮到目前我國預(yù)拌混凝土生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)較成熟，而國家正大力推行的預(yù)制混凝土生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工藝控制等方面急需大量專業(yè)人才，教學(xué)內(nèi)容的改革也就落在如何讓學(xué)生適應(yīng)新發(fā)展，將重點(diǎn)放在裝配式建筑需求的預(yù)制混凝土的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)線的設(shè)備選型上，同時(shí)，還增加了預(yù)制混凝土構(gòu)件于工程現(xiàn)場的安裝和連接等內(nèi)容。

1.4 開設(shè)材料創(chuàng)新理論與實(shí)踐課程

開設(shè)材料創(chuàng)新理論與實(shí)踐課程的目的，在于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情、發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新思維能力以及創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)新管理和動(dòng)手實(shí)踐的能力，幫助學(xué)生理解新材料從研發(fā)、試生產(chǎn)到投產(chǎn)再到投入市場的整個(gè)過程，培養(yǎng)其從事材料產(chǎn)品研發(fā)、落實(shí)生產(chǎn)到推廣應(yīng)用的實(shí)踐方法與工具，為他們成長為卓越的材料工程師儲備豐富的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該課程作為材料科學(xué)理論學(xué)習(xí)到創(chuàng)新實(shí)踐的重要銜接，管理團(tuán)隊(duì)投入大量精力，特別邀請?jiān)诓牧涎芯亢蛣?chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面均有重大建樹的教授擔(dān)當(dāng)主講，學(xué)生懷著崇敬的心情學(xué)習(xí)這門課程，理論聯(lián)系實(shí)際，課堂結(jié)合校外實(shí)踐，取得良好的效果。

1.5 創(chuàng)辦創(chuàng)新大賽

各種創(chuàng)新大賽，是檢驗(yàn)本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要平臺。為方便學(xué)生參加創(chuàng)新大賽，教學(xué)團(tuán)隊(duì)不但積極幫助聯(lián)系各種比賽組織者，爭取較多參賽名額，而且為保證學(xué)生能夠全員參加創(chuàng)新大賽，教學(xué)團(tuán)隊(duì)還想盡辦法，發(fā)起并主辦“土木工程材料作品設(shè)計(jì)大賽”，要求學(xué)生與國內(nèi)一流高校的學(xué)生同臺競技，檢驗(yàn)同學(xué)們的創(chuàng)新實(shí)踐能力同時(shí)也檢驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和任課老師在學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力提升方面取得的成效。

2. 提升本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力的收效

提升本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力的直接效果首先表現(xiàn)在學(xué)生參加各種創(chuàng)新大賽所獲得的成績。至今，本科生參加的“土木工程材料作品設(shè)計(jì)大賽”一等獎(jiǎng)一直出在這批同學(xué)中，而且獲得的單項(xiàng)獎(jiǎng)也比以前有所增加[2]。另外，在“全國混凝土設(shè)計(jì)大賽”、“材料微觀結(jié)構(gòu)大賽”和上海市新材料大賽中，這批同學(xué)都有較佳的表現(xiàn)。

同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生雖然畢業(yè)后直接走向社會的人數(shù)只占總?cè)藬?shù)的30%左右，短時(shí)間內(nèi)很難從直接就業(yè)的這部分同學(xué)中看出提升效果，但每年都有4位左右的同學(xué)因獲得同濟(jì)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)扶持基金而勇敢地走向創(chuàng)業(yè)之路。通過創(chuàng)新實(shí)踐能力的提升，70%的讀研同學(xué)中，碩士論文和博士論文（直博生）質(zhì)量有大幅度提高，榮獲校級“學(xué)術(shù)先鋒”和優(yōu)秀畢業(yè)研究生的人數(shù)也有所增加。

筆者有理由相信，土木工程材料方向本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力提升的舉措是符合社會發(fā)展需求的，其成效已經(jīng)開始顯現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張樹青.材料專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)與考核方式改革[J]. 教育現(xiàn)代化， 2019，6（19）： 46-47.

[2] 孫振平， 徐玲琳， 朱洪波， 等. 通過競賽活動(dòng)提升學(xué)生能力并打通本-碩-博培養(yǎng)隔離帶[J]. 教育教學(xué)論壇， 2017， （45）： 220-221.

作者簡介：

孫振平，男（1969.4-），教授，博導(dǎo)，博士。同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。上海市曹安公路4800號同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院，郵編 201804。