以“卓越计划”为契机，推进高分子材料专业实验教学改革

史同娜　朱冰洁　吴文华

【摘要】“卓越工程师教育培养计划”是国家为推行高校工程教育改革提出的重大计划。以材料学院高分子材料专业“卓越计划”项目为契机，深化实验教学改革，提出了高分子“卓越班”实验教学改革的新理念、新思路和新方法，最终实现“卓越工程师”人才培养目标。

【关键词】卓越工程师;教学改革;实验教学

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和“国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）”而提出的高等教育重大改革计划，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[1]。“卓越计划”旨在培养卓越工程师后备人才（以下简称卓越工程师）。高等学校实施“卓越计划”，将为培养学生成为卓越工程师打下坚实的基础，对持续深化高等工程教育改革，加快新工科建设有着重要的意义。

众所周知，随着高分子材料在人类生产和生活中的作用不断扩大，高分子材料工学学科得到了飞速发展，高分子专业的学生毕业后绝大部分都将进入与专业密切相关的企业公司和科研机构等，投身到生产、科研第一线[2]。探索适合高分子材料专业的“卓越工程师”培养模式，是对高校工程教育的一个必然要求[3]。结合“卓越计划”，探索实验教学改革新理念和新思路，积极采取有效措施，调动学生学习的积极性和主动性，提高学生的动手能力、创新能力和实验实践技能，培养真正高素质、全面的工程應用型人才，是现在实验教学的主要目标。

实验室是实验教学的场所，是培养卓越工程师的基地，是科技创新的摇篮，是为社会服务和展示高校水平的窗口[4]。东华大学材料科学与工程国家级实验教学示范中心（以下简称中心）作为面向全校全院开放的大型实验教学及科研平台，尤其注重实验教学的改革和发展。中心建立了“基础实验—专业实践—综合实验”的实验课程体系，改革实验教学方法，建立了多元化评价与考核体系，为“卓越班”的实验教学改革提供了强大支撑。

一、培养卓越工程师的教改新理念和新思路的提出

教改新理念是做好专业理论知识与实验的衔接，在实验教学过程中，以培养学生科学素养和创新能力为核心，充分发挥学生的积极性和主观能动性，鼓励学生在实验中自主设计实验方案，创新研发思路;在实验过程中能发现问题，积极发问，并主动探索答案，让学生仔细观察，自主思考，学会分析表达，独立完成实验报告、总结或论文，引导学生实现从感性认识到理性认识直至具备工程实践能力的升华。

以此理念作为主要方向，新的思路脱颖而出。“卓越计划”人才培养的校内实验课程建立了强化学生理论知识的物理化学实验随堂实验课程、培养学生实验技能的专业实践课程以及提高学生动手能力和创新能力的综合实验课程体系，这些理论联系实际的课程，既重视学生课程理论知识的培养和深化，又强化学生的动手实验和操作能力，两者结合，从而巩固和提高学生对高分子材料专业知识的理解，使学生了解和掌握高分子材料结构性能相关测试与表征的方法，培养学生的专业兴趣和研究技能，激发学生的创新意识，锻炼学生的实践能力，为学生今后从事材料工程领域的科研或工作打下坚实的理论和实验基础。

二、探索实验实践教改方法，培养卓越工程师

在新理念和新思路的指导下，洞察国家对“卓越计划”人才培养未来发展的规划，探索更新教学改革方法，为卓越工程师培养打下良好的基础。

（一）建设层次化实验体系，规范实验课程要求

对不同层次的实验课程提不同的要求，基础实验统一做，专业实验分组做，综合实验单独做。这样可以引导学生有意识地提高自己的专业理论水平，通过实验强化、巩固和升华自己的知识，提升自己的实践能力。

物理化学实验作为基础实验，安排学生统一做，教师讲解实验知识，演示实验操作方法，每个学生都要积极动手实验，观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果，完成常规实验报告。教师在这一环节还要注重学生对实验细节的总结及心得体会，让学生对实验有主观认识。

专业实验课让学生选择感兴趣的实验，分组实验。以卓越班的聚酯合成及熔融纺丝实践课为例，学生可学习聚酯合成及熔融纺丝工艺，还能学习需要哪些仪器设备及测试手段来验证合成是否成功，是否能纺丝及纤维性能是否良好等，各个阶段环环相扣，相互验证。这样既能锻炼学生的逻辑思维能力，又能培养学生分析问题和解决问题的能力。

综合实验是难度较大的专题实验，学生通过选择感兴趣的课题去找该研究领域的导师，由导师提出目的和要求，学生独立做课题。在这个过程中，学生必须学会查阅文献，自行设计实验方案，提出创新性方案或观点，独立实验，发现问题后寻找改进方法，根据所学知识分析实验结果，最后完成实验小论文甚至毕业论文。综合实验能在很大程度上提高学生的积极性，提升学生的实践能力及专业技能水平。总之，只有将所学知识与实际应用相结合，才能帮助学生实现由理论知识到实践工程再到创新能力的升华和转变[5]，学生的实践能力才能提高，创新意识才能得到挖掘。

（二）实验教学方式多样化，创新实验教学手段

创新实验教学手段，通过视频、动画模拟等制作多媒体实验课程，并实现网上学习，使实验展示方式多样化，让学生真正做到课前预习，课上学习强化，课后复习巩固，提高学生学习实验的积极性和主动性，达到提高教学质量、强化教学效果的效果。

近五年来，中心在单一化实验讲义的基础上，创新手段，通过视频、动画模拟等制作多媒体实验课程，使实验教学方式多样化。中心安排人员参与实验“剧本”的编写及视频拍摄和制作，并联合公司制作虚拟实验，利用动感的技术手段突出教学重点及难点，激发学生学习实验的兴趣。除了做基础实验的多媒体课程，中心计划制作实践课实验及综合设计性实验的多媒体课程。通过将多媒体实验课件上传到局域网上供学生网上自学，帮助学生提前了解实验，并让学生在网上进行仿真和模拟操作。这种多样化的实验展示方式将发挥课前预习、课上强化、课后巩固的作用，发展学生综合实验实践能力和创新思维。

（三）建立多元化评价标准，改进考核及评价体系

改进实验教学环节的考核和评价体系。教学评价对培养学生的创新能力具有引导作用，科学的评价方式有利于学生创新意识和创新能力的培养和提高[6]。因此，建立多元化的评价标准，既强调学生对基础知识的掌握，又突出对学生能力的评价，将有利于学生的能力培养和综合素质的提高[7]。考核的方式可以多种多样，注重培养学生的自学能力、查找文献的能力、PPT汇报演说能力等，让学生在比较开放的、自由的环境中展示自己查阅、理解并归纳总结的学习成果。高分子卓越班的实践课程就是通过定期汇报、总结报告及考试相结合的方式实现了对学生日常实习表现及掌握知识程度的评价，既考查学生对基础知识的把握和动手实践能力，又有利于对学生创新能力的鼓励和肯定，还能评价学生解决复杂问题的能力[8]。

三、结语

高分子材料工程“卓越工程师教育培养计划”的建设是一个系统工程，既需要从事人才培养的教师和实验专职人员的积极参与[9]，又需要实验基地的强大支撑，通过深化实验教学改革，转变理念，研究思路，探索方法，调动学生学习及参与实验的积极性和主动性[10]，训练了学生的创新思维，培养了学生的实践能力，也提高了学生的就业竞争力。在“卓越计划”的全面建设推动下，完成“卓越计划”规定的各项任务，实现“卓越计划”的培养目标，为国家培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高级工程技术人才，将会是高校人才教育和培养的重要发展方向。

【参考文献】

[1]林健.新工科建设：强势打造“卓越计划”升级版[J].高等工程教育研究， 2017（03）：7-14.

[2]王静静.基于“卓越工程师”培养目标下的高分子专业新实验教学模式的研究[J].考试周刊， 2012（61）：169-170.

[3]张正道，孙子文.“卓越工程师”校企合作模式探讨[J].教育教学论坛， 2018（12）：42-44.

[4]许秀云.发挥高校实验室工作的积极作用[J].太原科技，2007（06）：89-90.

[5]王占勇，陈惠芬，徐家跃，等.卓越工程师培养的实践教学模式探索[J].河南教育： 中旬，2012（04）：36-37.

[6]张树玲，陈炜晔，张波，等.卓越工程师班课程考核方式改革探索[J].教育现代化，2017（26）：26-28，33.

[7]倪利勇，顾晓勤，鄢奉林，等.面向应用型人才培养的工程材料课程实验改革与实践[J].轻工科技，2014（07）：196-197.

[8]张桂霞，刘素花，冯钠，等.高分子材料专业实验教学改革初探[J].实验科学与技术，2012（06）：40-41，75.

[9]李曉，钱一钧，张卫英，等.高分子化工方向专业课程体系设计[J].化工高等教育，2001（01）：50-51，46.

[10]卞军.高分子材料与工程专业基础实验教学改革探析——借鉴美国大学理工科实验教学及管理经验[J].教育教学论坛，2014（19）：26-28.