复合材料与工程专业实践教学体系构建的研究

齐海群 王晓琳 王丽雪

摘要：课程体系建设是高校专业建设的基础性工作，实践环节的教育对应用型人才培养的重要性不言而喻。实践类课程体系的构建始终是教学改革的重点，应用型实践教学体系的构建必须以能力培养为导向，改变原有实践教学对理论教学的依附，打破原有实践教学之间的分隔，减少验证性实践教学的时数，加强综合性、设计性实验和生产技术实践的比重，构建以能力培养为主线，教学实践、生产实践、科研实践等有机结合，多学科交叉融合的实践教学体系。

关键词：教学改革;课程建设;实践教学;能力导向;交叉融合

强化工程实践能力培养是高等工程教育发展的必然趋势，也是新工科建设的基本要求。在完成必要理论教学内容的同时，强调学生工程实践能力的培养，培养面向生产一线的合格工程技术人才，已经成为我国高等工程教育领域的共性理念。黑龙江工程学院复合材料与工程专业围绕应用型工程技术人才的培养，在实践教学改革上从以下几方面进行了有益的探索，人才培养质量逐年提高。

一、深化实践教学改革

对于培养应用型人才的本科院校，注重人才的专业工程意识和专业实践能力尤为重要。而“综合性、设计性”实验，对于学生专业工程意识和专业实践能力的培养和训练，具有显著功效。如何合理地设置与开出“综合性、设计性、创新性”实验，一直是困扰高校工科专业教学改革的具体课题之一。

自专业设置以来，经过几年的实践教学改革，结合复合材料与工程专业的教学特点，笔者充分利用专业所属实践教学条件，并考虑到专业总体课程体系的合理运行，采取集中学时，汇聚课程，独立设置，具有综合与设计性内容的计划单列的实验课程。开出时间和内容分两个阶段设置，在第二学年的第三学期，第三学年的第六学期顺序开出。

第一阶段主要服务于基础化学、物理化学、工程材料、工程力学等专业基础课程。旨在将上述专业基础课程中具有联系性的实验课程，有机地加以整合，开出具有综合性、设计性特征的多学时、大容量的综合性试验。时间设置为2周。

第二阶段主要服务于材料科学基础、材料力学性能、分析测试技术、高分子材料学、复合材料原理、聚合物基复合材料、复合材料结构设计、复合材料成型工艺与设备等专业基础及方向课程。旨在将上述专业课程中某些具有联系性的实验课程，有机地加以整合，开出具有综合性、设计性特征的多学时、大容量的综合性试验。时间设置为3周。

在实践教学的运行上，以实验小组为单位，学生自主完成从实验设计、仪器设备选择、过程系统操作，结果综合分析，总结形成的系统过程。教师给予必要的管理与指导，使学生通过该课程的开设，实现复合材料与工程类课程模块的综合实验能力获得，为其综合工程素质的提高、相应专业实践能力和创新能力的培养奠定基础。

每阶段专业综合实验训练结束后，采取科研论文或综合实验报告等方式，呈交实验总结，学生在报告中系统论述从实验方案设计，设备仪器及耗材选择，实验过程运行，实验结果分析，工程意识、科研创新意识和专业实践能力提高等自我评价内容。

通过专业综合实验，不仅培养了学生驾驭具有综合性、设计性特征的大型化实验的论证研究能力，同时一定程度实现了学生的专业实践技能，实现了实验和实习教学的双重功效。通过几轮的实践教学运行，得出了以下几点认识：

第一，专业综合实验一定程度上实现了实验课程的工程化。课程以工程实践为背景或联系工程实际组织教学，建立起了一个以工程意识培养和专业实践能力训练为宗旨的实验课教学体系，有利于学生工程实践能力提高和对未来专业工作的适应。

第二，专业综合实验较大程度上实现了实验课的综合化。综合实验训练与孤立、分散、互不联系的理论课中的实验内容比较，按照工程实际进行筛选与整合，合理确定具有综合性内涵的实验选题。以这些综合实验作为教学内容，有利于提高学生的整体专业实践能力和工程意识。

第三，专业综合实验初步实现了实验课的科学探究性。由于在训练选题上有意识地设置了实验的障碍性和设计性环节，将实验与科研工作相结合，并以递交科研论文的方式结束课题，大大地激发学生的学习兴趣和探索进取精神，有利于提高学生的创新能力。

第四，专业综合实验训练基本实现了学生参与实验课的自主性。由于在课程教学运行上强调学生的自主性和主导地位，指导教师仅为必要的辅助支撑，从而为学生提供了一定的自主学习空间，有利于学生个性化的培养。

以第二阶段的实验项目为例，自2017年以来，以实现解决复杂工程问题为目标，将企业的工程产品如纤维缠绕内压容器等设计作为实训项目，从工况分析、方案论证、材料选择、结构设计、工艺设计、产品检验、工艺评定等方面对学生进行全方位的训练。实训项目结束紧接着下一个环节到相关企业进行生产实习，真正实现了理论设计实训与工程实践的无缝对接，实现了解决复杂工程问题能力的培养，体现了工程环境、工程意识、经济与工程管理、社会责任、健康与安全意识等方面能力的培养。

二、大力推进产学研合作

产学合作教育是培养应用型工程技术人才的必经之路，在建设过程中，专业始终坚持产学合作，强化实践教学，取得了可喜的成效。本着“需求导向，特色发展，科研育人”的原则，专业教师与哈尔滨拓普复合材料有限公司、创奇建筑材料有限公司等单位不断深化校企合作，实现了合作育人、合作培养、合作就业、合作发展的目标。

坚持“3+1”的人才培养模式。即学生利用近3年时间完成校内基础教育和部分专业教育，用1年时间在企业完成专业实训、专业实习、顶岗实习、資质认证和毕业设计等实践教学活动。通过企业实习，学生能够深刻地感受企业文化、体验实际生产实践的关键环节。实习中由现场工程师及工作人员进行理论与实践知识和技能的讲解与指导，使学生结合现场工程环境及背景的认识，通过动手实践加深对专业课程基本理论的理解，了解与课程密切相关的复合材料和产品的生产原理、工艺流程及设备使用状况。企业实习能够充分利用企业的项目、人才、设备、资金，实施对应用型人才的培养，大大提高了实践教学的针对性和学生的适应性。学生积极参与教师同企业的技术合作项目，每届有30%的毕业设计选题来自于校企合作课题，同时在教师的指导下，选择特色项目进行创新创业活动，收到了很好的效果。

三、构建应用型实践教学体系

实践教学体系是实践教学目标的具体体现。在进行专业课程体系构建时将各个实践教学环节通过合理配置，形成了以应用能力培养为主线，按基本技能、专业技能和综合应用能力等层次，循序渐进地设置教学内容的实践教学体系。将实践教学的目标和任务具体落实到各个实践教学环节中，使学生在实践教学中掌握必备的、专业的、系统的实践技能，以利于培养既具有创新精神又具有实践能力的高级应用型本科人才。

实践教学内容体系由三大模块构成：通识教育实践模块、专业教育实践模块和综合教育实践模块。三大模块内容相互衔接，形成了由基础性实验、综合设计性实验、专项技能训练、专业综合训练到认识实习（企业文化认知与体验）、专业实习、毕业顶岗实习、社会实践、毕业论文（设计）等组成的实践教学内容体系。复合材料与工程专业的实践教学体系如下图1所示。

实践教学内容的设置均围绕解决复杂工程问题的宗旨，着重培养学生的工程意识和工程实践能力。通过通识教育实践，使学生能够对简单工程问题进行适当描述、求解和解释，并培养学生的社会责任感，以具备较高的道德修养。通过专业教育实践，使学生能够应用专业知识对复合材料与工程领域的复杂工程问题进行设计、计算、分析和合理评价，并注重学生实践能力、团队合作、沟通交流及语言表达能力的培养，同时使学生能够理解与专业相关的标准、规范，并在设计和实验过程中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。通过综合教育实践模块，使学生不断地拓展知识、开拓视野，并注重学生人文社会科学素养、终身学习和适应发展等能力的培养。

以能力培养为主线的实践教学体系，强调学生在获得毕业证书和学位证书的同时，创造条件鼓励那些有一定基础和条件的学生获得专业相关的职业资格证书，使毕业生拓宽就业渠道、提高就业质量，能够更好地适应岗位工作。借鉴CDIO模式，探索项目化教学，以适应学生从事本专业实际工作应用技术能力为主线，构建理论和实践相结合的课程体系，将几门专业课程的应用和相关实践环节的操作融入项目之中。淡化专业课程体系，注重理论在实践中的应用，提高学生的应用技术能力。紧密联系生产实际，重组实践教学内容。通过设立综合性、设计性实验项目等方式，提高学生的创新意识和实践动手能力。为解决人才培养方案中拓宽专业面和提高学生适应性的矛盾，培养方案按“平台+模块”方式构建课程体系。通过合理安排课程实验和集中性实践教学环节，初步形成了突出工程文化，注重素质养成，直面生产实际，接轨国际要求的实践教学体系。

黑龙江工程学院复合材料与工程专业在实践教学方面的探索刚刚起步，按照新工科和现代工程教育理念的要求，还需要在实践教学的改革过程中积极探索，不断创新，为区域经济和社会发展培养应用型、复合型和创新型复合材料类高级专门人才。

参考文献：

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[2] 冒国兵，刘琪.安徽工程大学材料类专业实践教学改革探索[J].开封教育学院学报，2017， 37（7）：101-2102.

[3] 王静，李本侠.复合材料新专业人才培养计划的构建[J].中国电力教育，2009 （12）：39-40.