蔡松韜 羅建新＊ 李文軍 肖湘蓮 李艷花

（湖南工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421002）

0 引言

為了主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，我國(guó)高等工程教育在“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”改革的背景下提出了“新工科”建設(shè)?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)是以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、學(xué)科交叉與融合、協(xié)同育人為主要途徑，培養(yǎng)具有工程實(shí)踐和全球視野的創(chuàng)新型工程人才。2017 年，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開的高等工程教育發(fā)展研討會(huì)中提出，“新工科”建設(shè)中地方高校要對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)揮支撐作用。新材料領(lǐng)域是國(guó)家大力推動(dòng)重點(diǎn)突破的制造強(qiáng)國(guó)的十大領(lǐng)域之一，而其中功能高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料為該領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。近年來，我國(guó)高分子產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也從單一的高分子合成、改性加工向新型高分子基復(fù)合材料發(fā)展，社會(huì)迫切需要大量高素質(zhì)、具有高分子材料與工程背景的高級(jí)技術(shù)人才。但由于現(xiàn)行高校高分子材料與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)模式存在內(nèi)容結(jié)構(gòu)單一，開放型、創(chuàng)新型等三性實(shí)驗(yàn)開設(shè)較少的現(xiàn)狀，不能夠符合當(dāng)前創(chuàng)新型應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)需要，因此，高分子材料與工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)尤其是專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)踐的開設(shè)尤為重要。高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐是高分子材料與工程專業(yè)本科生在主修完四大基礎(chǔ)化學(xué)和基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、高分子材料與工程相關(guān)專業(yè)課程后開設(shè)的一門創(chuàng)新綜合性實(shí)踐課程，其是高校高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)“新工科”建設(shè)的需求，落實(shí)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)要求，湖南工學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索性地開設(shè)了高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐課程，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和學(xué)校專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實(shí)際情況，對(duì)專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革和實(shí)踐。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)際，對(duì)高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐課程教學(xué)改革作探索。

1 當(dāng)前高分子材料專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的背景及現(xiàn)狀

高分子材料綜合實(shí)驗(yàn)是根據(jù)當(dāng)時(shí)學(xué)校學(xué)科發(fā)展和社會(huì)專業(yè)需求在2012 年所開設(shè)的。在此之后的幾年里，根據(jù)我校人才培養(yǎng)方案和專業(yè)方向的要求，在專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)中針對(duì)合成改性和成型加工兩個(gè)不同方向分別突出了高分子合成與表征、高分子材料加工與性能表征等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并將該課程更名為高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)。從2016 年起，該課程利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展混合式教學(xué)改革；開展了面向工程應(yīng)用的教學(xué)模式探索，明確了課程開設(shè)形式、課程模塊、課程內(nèi)容和考核評(píng)價(jià)方式；2019 年，湖南工學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)獲批湖南省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，課程團(tuán)隊(duì)基于OBE 理念，重構(gòu)了課程知識(shí)體系，建立了課程目標(biāo)矩陣和達(dá)成度評(píng)價(jià)機(jī)制，并實(shí)施了課程考核方式的改革。

“新工科”建設(shè)提出了全面推進(jìn)高等教育工程教育改革的新路徑，為了適應(yīng)高分子新材料行業(yè)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)和產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的需求，高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)在課程專業(yè)知識(shí)構(gòu)建、提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)并分析解決實(shí)際問題的能力上做出了諸多改進(jìn)。但是在實(shí)踐課程的設(shè)置與學(xué)生創(chuàng)新綜合能力的培養(yǎng)仍存在一定脫節(jié)，實(shí)踐教學(xué)的評(píng)價(jià)體系有待完善，不能適應(yīng)“新工科”建設(shè)的要求，與此同時(shí)，社會(huì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)于高分子專業(yè)的人才需求也有所變化。因此，作為地方高校為了更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)的思維方法，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)踐教學(xué)需要進(jìn)一步持續(xù)改進(jìn)。

2 專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)改革內(nèi)容

2.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)

高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐是“高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“高分子物理實(shí)驗(yàn)”兩門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的延續(xù)和提升。高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐將劃分為綜合型、研究型和創(chuàng)新型三個(gè)層次。其中，綜合型以結(jié)合高分子工業(yè)生產(chǎn)流程，讓學(xué)生在高分子合成、物性表征、材料加工等各個(gè)環(huán)節(jié)親自動(dòng)手，體驗(yàn)和真正理解理論課程所講的高分子材料的知識(shí)；研究型則是給學(xué)生一個(gè)機(jī)會(huì)，讓他們?cè)谝欢ǖ膶?shí)驗(yàn)主題下，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施、觀察和總結(jié)；創(chuàng)新型則比研究型實(shí)驗(yàn)提出更高的要求，體現(xiàn)當(dāng)今高分子科學(xué)與工業(yè)的前沿，將一些研究或者是工業(yè)上的前沿問題作為實(shí)驗(yàn)主題，開展科研型的實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生把研究型實(shí)驗(yàn)和大學(xué)生的科技創(chuàng)新競(jìng)賽相結(jié)合。

為了適應(yīng)“新工科”建設(shè)及應(yīng)用型地方本科高校發(fā)展的需要，培養(yǎng)出為地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的人才，2019 年，我校課程更名為高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐，拓展課程內(nèi)容，涉及前期調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究、性能檢測(cè)和工程應(yīng)用整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用流程。在實(shí)踐教學(xué)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)上，致力于與脫貧攻堅(jiān)、鄉(xiāng)村振興、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、環(huán)境治理、“碳中和”等國(guó)家和地方戰(zhàn)略結(jié)合，并積極開展課程思政，打造創(chuàng)新性、應(yīng)用性為一體的專業(yè)綜合實(shí)踐課程。高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐圍繞衡陽(yáng)地區(qū)茶籽殼綜合利用情況及其高效吸附劑的開發(fā)和應(yīng)用、農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼粉的綜合利用情況調(diào)研及其3D 打印應(yīng)用開發(fā)、農(nóng)作物秸稈綜合利用情況調(diào)研及低成本禾塑復(fù)合材料的開發(fā)、廢油脂再利用情況及其轉(zhuǎn)化制備生物柴油技術(shù)開發(fā)等課題設(shè)置專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)踐項(xiàng)目，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程的實(shí)施總體分為調(diào)研、研發(fā)、應(yīng)用三個(gè)階段，通過前期調(diào)研，深入企業(yè)、鄉(xiāng)村等基層一線，了解農(nóng)業(yè)廢棄物、廢舊塑料再利用、水污染等實(shí)際情況，進(jìn)一步開展相關(guān)文獻(xiàn)資料調(diào)研，掌握以上廢棄高分子材料再利用技術(shù)和相關(guān)水污染治理技術(shù)的方法。在研發(fā)階段，根據(jù)研發(fā)方案，利用相關(guān)設(shè)備制備相關(guān)樣品，并進(jìn)行相關(guān)表征和性能測(cè)試，優(yōu)化配方設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)。在應(yīng)用階段，根據(jù)研發(fā)階段的最佳配方和工藝，展開相關(guān)應(yīng)用研究，并獲得最佳應(yīng)用條件和改進(jìn)措施，撰寫相關(guān)實(shí)踐報(bào)告和科技論文。

2.2 改革教學(xué)模式

現(xiàn)代的教學(xué)理念，是鼓勵(lì)開展啟發(fā)式和互動(dòng)式的教學(xué)模式，從根本上改變“老師講，學(xué)生聽”一言堂的傳統(tǒng)教學(xué)模式，建立以學(xué)生為中心的實(shí)踐教學(xué)模式。教師從“主角”變?yōu)椤皩?dǎo)演”，將學(xué)生從“觀眾”變?yōu)椤爸鹘恰?。在?shí)踐課堂中讓學(xué)生從前期調(diào)研環(huán)節(jié)開始樹立“主人翁”意識(shí)，建立獨(dú)立思考、開拓創(chuàng)新的課堂氛圍，以團(tuán)隊(duì)小組為單位積極主動(dòng)參與完成實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中既有體驗(yàn)更有收獲。實(shí)驗(yàn)講義將不單純是一本詳細(xì)羅列實(shí)驗(yàn)步驟和工藝參數(shù)的指導(dǎo)書，而讓老師可以借助實(shí)驗(yàn)講義，引導(dǎo)學(xué)生先提出問題，指導(dǎo)學(xué)生去社會(huì)調(diào)研、查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)、探索解決問題的方法，然后由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)與教師指導(dǎo)、確認(rèn)后，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)原料器材并完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課堂上，教師不僅是“指導(dǎo)者”，更是“合作者”，要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的新現(xiàn)象，允許學(xué)生提出新觀點(diǎn)，和他們共同探討。對(duì)創(chuàng)新綜合實(shí)踐項(xiàng)目小組成員做出合作完成的要求，在考察實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)產(chǎn)品物性的影響時(shí)，可以采用一個(gè)小組完成一個(gè)參數(shù)的變化，每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)參數(shù)都不同，最終將所有小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，根據(jù)每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和產(chǎn)品物性的表征結(jié)果，優(yōu)化出最佳的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。

此外該課程通過社會(huì)調(diào)研、行業(yè)調(diào)研、文獻(xiàn)檢索、方案設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用等環(huán)節(jié)，將社會(huì)實(shí)踐和專業(yè)實(shí)踐相融合。通過微助教上傳國(guó)家行業(yè)政策、國(guó)家和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)業(yè)廢棄物、廢塑料、廢油脂、重金屬污染、3D 打印等相關(guān)文獻(xiàn)資料20 個(gè)；上傳有關(guān)調(diào)研方法、文獻(xiàn)檢索方法、圖表繪制方法、儀器設(shè)備操作方法、產(chǎn)品生產(chǎn)流程等視頻資料，合計(jì)共50 個(gè)。充分利用信息化手段、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息檢索工具，采取線上—線下相結(jié)合的指導(dǎo)方式，強(qiáng)化綜合性實(shí)踐活動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的意識(shí)，提升主動(dòng)解決工程實(shí)踐相關(guān)項(xiàng)目的能力，并提高了學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。

2.3 完善評(píng)價(jià)機(jī)制

根據(jù)高分子材料專業(yè)創(chuàng)新綜合實(shí)踐本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，包括文獻(xiàn)資料的查閱方法、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法、開題報(bào)告的撰寫方法、PPT的制作方法與答辯技巧、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法和科技論文的撰寫方法等。以供學(xué)生根據(jù)自身需要，在課前和課間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，達(dá)到分層次培養(yǎng)的目標(biāo)。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室開放的基礎(chǔ)上，學(xué)生可根據(jù)需要開展實(shí)驗(yàn)；再利用“慕課”和“微助教”等師生交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生隨時(shí)提問、教師隨時(shí)隨地指導(dǎo)和監(jiān)督的目的。根據(jù)課程大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)，采用“開題報(bào)告、實(shí)踐活動(dòng)、實(shí)踐報(bào)告、科技論文（或研究產(chǎn)品）”多維度考核方式；其中，開題報(bào)告占20%，實(shí)踐活動(dòng)占40%，實(shí)踐報(bào)告占20%，科技論文占20%。開題報(bào)告和實(shí)踐活動(dòng)的成績(jī)由任課教師和小組同學(xué)共同評(píng)定。同時(shí)可通過師生交流情況，結(jié)合教師點(diǎn)評(píng)、學(xué)生互評(píng)和自評(píng)，建立一種旨在挖掘?qū)W生潛能來促進(jìn)其自主實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)機(jī)制。引導(dǎo)學(xué)生盡早進(jìn)入專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嵙?xí)企業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

面向“新工科”建設(shè)的高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐教學(xué)改革探索，是構(gòu)建高分子材料與工程專業(yè)工程教育的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。從近年來地方人才需求和學(xué)生畢業(yè)招聘情況來看，越來越多的企業(yè)需要招聘有工程實(shí)踐背景的高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生，而高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐是一個(gè)專業(yè)性和社會(huì)性相結(jié)合的創(chuàng)新性綜合性實(shí)踐過程，客觀上也需要本課程適應(yīng)“新工科”建設(shè)并服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型而改革。高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐通過課程團(tuán)隊(duì)八年的持續(xù)改革和建設(shè)，本課程的及格率和優(yōu)良率逐年增長(zhǎng)，并于2021 年獲批湖南省一流課程，學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到較大提升，主持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目18項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)4 項(xiàng)、省級(jí)9 項(xiàng)；參加發(fā)表科研論文19篇，在各類競(jìng)賽中獲得獎(jiǎng)勵(lì)120 余項(xiàng)。高分子材料創(chuàng)新綜合實(shí)踐課程的改革發(fā)展，不僅提升了學(xué)生的專業(yè)綜合知識(shí)和動(dòng)手能力，并且激發(fā)了學(xué)生參與專業(yè)的實(shí)踐熱情，從專業(yè)角度解決實(shí)踐中問題的深刻內(nèi)涵，其既提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，又為深化單元課程改革提供參考。