王 黎 董賓賓 殷超凡 鄭希晨
洛陽理工學院材料科學與工程學院,河南 洛陽 471023
工程認證作為近年來本科教育教學質(zhì)量提高的重要路徑,對于深化高等工程教育改革,逐步引導(dǎo)教學評價走向科學化、規(guī)范化、市場化具有極其重要的作用[1-2]?!端喔G用耐火材料》是洛陽理工學院卓越班的專業(yè)選修課,從學校卓越的工程師培養(yǎng)計劃開始,一直受到學生們的喜愛。最近學校進行了專業(yè)的工程認證,現(xiàn)將《水泥窯用耐火材料》這門課準備過程中的體會與今后教學工作中不斷改進的一些思路分享一下。
《水泥窯用耐火材料》作為專業(yè)選修課,在矩陣分解環(huán)節(jié)要牢牢把握學科特點、培養(yǎng)方案、畢業(yè)要求等,對畢業(yè)要求的支持不能過多,也要體現(xiàn)應(yīng)用型高校培養(yǎng)人才的目的。結(jié)合學校自身情況,針對本課程的特點,列舉了四項畢業(yè)要求:其中畢業(yè)要求4.研究基于科學原理,并運用科學方法對水泥制造工程領(lǐng)域涉及的復(fù)雜技術(shù)和理論問題,進行設(shè)計實驗進行分析和解釋數(shù)據(jù),并通過綜合信息得出合理有效的結(jié)論;畢業(yè)要求7.就水泥及混凝土領(lǐng)域復(fù)雜工程問題對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響提出相關(guān)預(yù)審保證可持續(xù)發(fā)展;畢業(yè)要求10.根據(jù)水泥制造工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和應(yīng)對措施,報告和設(shè)計稿、發(fā)言陳述、指令明確表達或響應(yīng),并能及時更新與國際接軌,在跨文化背景下進行溝通和交流;畢業(yè)要求11.了解和掌握水泥企業(yè)管理模式和流程,正確提出決策方法,以上四項畢業(yè)要求可應(yīng)用于多學科環(huán)境,基本涵蓋了應(yīng)用型大學卓越工程師(水泥方向)為學生完成本課程應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)。
《水泥窯用耐火材料》的教學目標比畢業(yè)要求更具體。作為國內(nèi)早期設(shè)立水泥類學科的應(yīng)用型大學,經(jīng)過60 多年的沉淀和積累,比較了國內(nèi)其他高校相關(guān)學科的教學經(jīng)驗,總結(jié)了5 個教學目標。
教學目標1:讓學生掌握水泥生產(chǎn)中最常用的耐火材料生產(chǎn)技術(shù)原理,掌握水泥窯用耐火材料的破壞機理、原料選擇、配方選擇、產(chǎn)品成型工藝等。
教學目標2:掌握水泥窯用耐火材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能,掌握新型干式水泥窯對耐火材料的要求。
教學目標3:通過本課程的學習使學生具有一定的解決實際問題的能力,可根據(jù)不同的使用環(huán)境和要求選擇合適的耐火材料。
教學目標4:通過本課程的學習,學生可以實現(xiàn)學生的專業(yè)能力、所需的工程素養(yǎng)和實踐創(chuàng)新精神。
教學目標5:了解和掌握水泥生產(chǎn)管理,可應(yīng)用于多學科環(huán)境。教育目標的具體化,基本解決了卓越班學生完成學業(yè)后在實際崗位上解決常見問題的能力。
本課程成績考核評定方法為:平時成績占50%,其中出勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)占40%,階段測試占10%,期末考試占50%。
尤其對于難以考評的平日成績,本著以學生為中心的理念,開展線上線下、課內(nèi)課外一體化混合式教學,營造有趣的學習環(huán)境。大力推進現(xiàn)代技術(shù)與教學的深度融合,積極引導(dǎo)學生進行探究式學習、個性化學習、深度學習,推進在線離線、課內(nèi)課外一體化的混合式教學。以學習通作業(yè)為基礎(chǔ),結(jié)合課堂表現(xiàn)、階段考試對學生的學習成果進行階段性考核。比例分別為作業(yè)20%、課堂表現(xiàn)(學習通內(nèi)提問、簽名、搶答等環(huán)節(jié))20%階段測試10%。
表1 本課程教學目標與考核方式評價權(quán)重表
以專業(yè)實踐、產(chǎn)學融合、企業(yè)共享、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的“四元平臺”為支撐,將工程認證、工程實踐、工程素養(yǎng)、思政教育的“四維融合”,納入項目設(shè)計、科技競爭、研究探索和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓的實踐內(nèi)容,將重實踐、重設(shè)計、重融合、重創(chuàng)新的“四重一貫”理念貫穿全過程,培養(yǎng)綜合設(shè)計思維能力、專業(yè)知識整合運用能力,提高工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,從而構(gòu)建切實可行的教學目標評分標準。有以下5 個等級:優(yōu)秀、良好、中、合格、不合格。
各教學目標根據(jù)學生掌握目標內(nèi)容的掌握程度來評價:熟練(優(yōu)秀)、準確掌握(良好)、掌握(中等)、基本掌握(合格)、掌握不到(不合格)。針對各項教育目標,具體要求如下。
(一)教學目標1:根據(jù)水泥生產(chǎn)中最常見耐火材料的生產(chǎn)工藝原理,掌握水泥窯用耐火材料的破壞機理、原料選擇、配方選擇、產(chǎn)品成型工藝等。
(二)教學目標2:根據(jù)水泥窯用耐火材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能,掌握新型干式水泥窯對耐火材料的要求。
(三)教學目標3:具備一定的解決實際問題的能力,可根據(jù)不同的使用環(huán)境及要求選擇合適的耐火材料。
(四)教育目標4:了解水泥行業(yè)耐火材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢、研究熱點,能與行業(yè)同行、社會大眾溝通和應(yīng)對。
(五)教學目標5:了解和掌握水泥生產(chǎn)管理,可應(yīng)用于多學科環(huán)境。
《水泥窯用耐火材料》主要描述耐火材料的性能,對新型干式水泥窯耐火材料的要求,水泥工業(yè)用耐火材料及其進展,新型干式生產(chǎn)線耐火材料的使用。本課程的主要目的,是讓學生掌握上述內(nèi)容,正確選擇水泥回轉(zhuǎn)窯不同部位使用的耐火材料。因此,該課程除了傳統(tǒng)的課程考試方法和在線學習通考試、作業(yè)外,還增加學生實習后的評價情況來評價學生的成績。
運用學習通考試、課程作業(yè)評價學生平時的成績,通過作業(yè)加強學生對知識的學習和理解,促使學生認真閱讀和學習。課堂講解各知識點,也說明各知識點之間的聯(lián)系,使學生能夠理解和應(yīng)用知識點。
由于課程成就狀況的動態(tài)變化,對持續(xù)改進提出了更高的要求,教師根據(jù)前一年學生的成就度計算(基點為0.7),及時與相關(guān)課程老師溝通,分析未達到目標學生的具體情況,提出改進意見,要對下一年的課程體系提出具體要求。
《水泥窯用耐火材料》在課程設(shè)計之初,將學生的培養(yǎng)目標與最終就業(yè)方向和崗位相結(jié)合,包括水泥制造行業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)知識、水泥窯的發(fā)展趨勢、水泥窯用耐火材料的基本特征等,同時應(yīng)適應(yīng)相關(guān)水泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。通過分解《水泥窯用耐火材料》課程的工程要素,列舉學生應(yīng)具備的基本工程能力,將工程能力與相關(guān)教學內(nèi)容的相互支持有機結(jié)合,以適當?shù)姆绞脚囵B(yǎng)學生。作為卓越工程師培訓計劃的特色課程,《水泥窯用耐火材料》主要包括耐火材料的概念分類、新型干式水泥窯對耐火材料的要求、水泥工業(yè)用耐火材料及其進展、新型干式法生產(chǎn)線耐火材料的使用。任課教師要求要根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)運營、生產(chǎn)管理領(lǐng)域涵蓋的內(nèi)容確定課程教學內(nèi)容和實踐項目,增加引導(dǎo)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學生可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容,增強學生就業(yè)后的就業(yè)創(chuàng)新能力。
基于應(yīng)用型大學背景,建設(shè)具有工程實踐支持和結(jié)合工程認證的《水泥窯用耐火材料》課程資源,堅持“影響建材行業(yè)、服務(wù)地方有貢獻、‘一帶一路’有成就、特色鮮明的高層次應(yīng)用型大學”的總體目標,堅持工程認證、工程實踐、工程素養(yǎng)、融合思政教育“四維融合”專業(yè)課程。課程以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為背景,建設(shè)思想政治因素、工程背景相結(jié)合的課程資源,建設(shè)教育應(yīng)用慕課視頻、學習通等資源,融合思想政治因素,體現(xiàn)卓越的工程師精神,為參與學習的學生創(chuàng)造就業(yè)提供有力支持。
《水泥窯用耐火材料》課程在實施過程中,依托教師科研項目,以工程認證為根本,積極鼓勵學生參與各項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競爭,以競爭為抓手,共同提高教師教學水平和學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的雙向互動力。以教師相關(guān)科研課題、大學生各級各類競賽項目等為課程教學內(nèi)容,在提高任課教師實踐教學水平和工程素養(yǎng)的同時,能夠提高來自水泥企業(yè)兼職教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育指導(dǎo)能力和參與度,完美符合工程認證的畢業(yè)要求。
(一)通過工程認證,《水泥窯用耐火材料》課程內(nèi)容和教學設(shè)計,充分體現(xiàn)了合理性和科學性,明顯提高了學生和老師的學習水平和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。同時深入調(diào)研企業(yè)、學生、社會對行業(yè)發(fā)展的需求,通過重建與整合后的教學內(nèi)容,進一步體現(xiàn)學校辦學理念,從“雙碳戰(zhàn)略與綠色建材產(chǎn)業(yè)政策”“綠色建材創(chuàng)新發(fā)展”“建材文化研究傳承”等三個方向,從科研、人才培養(yǎng)等方面開展了文化傳承和社會服務(wù)等工作。積極組織本學科學生參加各級各類學生競賽,同時深入?yún)⑴c教師相關(guān)領(lǐng)域的科研項目,學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)明顯提高。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育主要分四個階段實施:素養(yǎng)的培養(yǎng);技能的培養(yǎng);低能量水泥窯用耐火材料的設(shè)計;節(jié)能、長壽命水泥窯用耐火材料產(chǎn)品的開發(fā)。
要通過在《水泥窯用耐火材料》課程中,設(shè)置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程設(shè)計,提高學生應(yīng)對水泥企業(yè)實際生產(chǎn)問題的解決能力,同時為學生創(chuàng)業(yè)人才創(chuàng)造成長空間。近年來,相關(guān)專業(yè)學生多次參加“挑戰(zhàn)杯”、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽、“創(chuàng)青春”、全國建材類專業(yè)學生職業(yè)技能大賽,2017年獲國家銅獎2 次、省創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新培訓計劃1 項、省二、三等獎。
(二)《水泥窯用耐火材料》課程以工程認證為基礎(chǔ),與海螺水泥、中聯(lián)水泥等水泥企業(yè)共同開發(fā)課程資源,極大豐富了課程資源。通過校企合作,對接企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、崗位創(chuàng)新、管理創(chuàng)新,將相關(guān)內(nèi)容納入課程資源,根據(jù)水泥產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)教學資源,極大豐富了課程資源。例如:以《水泥窯用耐火材料》課程小設(shè)計為基礎(chǔ)與企業(yè)合作生產(chǎn)的新型納米泡沫淤泥的制備,克服了現(xiàn)有技術(shù)中泡沫法制造中難以起泡和泡沫不穩(wěn)定的缺陷,通過納米級PG 泡沫穩(wěn)定劑與陶瓷漿料混合陶瓷漿料的均勻性更好,發(fā)泡更容易。使用納米級PG泡沫穩(wěn)定劑,形成的泡沫具有更強的穩(wěn)定性。由此制造的輕量磚的氣孔變得更均勻,得到性能更好的產(chǎn)品。該項目獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”省級競賽二等獎。河南中聯(lián)水泥有限公司相關(guān)人員全程參與,結(jié)合教科書相關(guān)章節(jié)進行講解和實驗指導(dǎo),使學生們獲得了更多課堂以外的知識和能力。
(三)在工程認證的基礎(chǔ)上,《水泥窯用耐火材料》課程建設(shè)在融入洛陽理工學院一貫辦學理念的同時,更將國家重大決策融入其中,更全面拓展了課程的廣度和深度。融入課程標準、課程教材、課程錄像等方法,必將為國家戰(zhàn)略服務(wù)的需要植根于學生心底,課程設(shè)計將培養(yǎng)學生全面發(fā)展的課程工程要素納入范圍,通過一年的建設(shè)全面拓展課程內(nèi)涵,為學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)[3-4]。
通過工程認證,為《水泥窯用耐火材料》及其他課程分解細化工程認證的要求提出了改進方向,制定了面向工程教學認證的無機非金屬工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案。為水泥企業(yè)提供服務(wù),設(shè)置了職業(yè)特色明確、人才定位明確的培養(yǎng)目標,為洛陽理工學院持續(xù)培養(yǎng)建材行業(yè)應(yīng)用型人才奠定了基礎(chǔ)。