工程教育认证背景下材料科学与工程专业实践教学模式改革

邓慧宇 陈庆春 金天翔 孟路燕 那兵

[摘 要] 基于“以生为本”，产出原则的工程教育认证背景下，东华理工大学材料科学与工程专业通过整合优化实验内容、建设虚拟仿真实验平台、改进校企合作模式、拓展实训教学基地、实施本科生导师制，将课外科技活动指导落到实处、深挖思政资源等一系列改革，完善实践教学模式，促进人才培养质量不断提高。

[关键词] 工程教育认证;材料科学与工程;实践教学模式

[课题项目] 东华理工大学校级教改课题：工程认证背景下基于OBE理念“材料科学与工程”专业实践教学体系的完善与研究——以东华理工大学为例（DHJG-18-43）

[作者简介] 邓慧宇（1973—），女，江西赣州人，博士，东华理工大学教授，主要从事功能材料方面教学与研究。

[中图分类号] G712    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）37-0142-02    [收稿日期] 2019-12-16

材料科学与工程专业，是研究材料成分、结构、加工、性能和应用的学科，应用面广、就业前景好。截至2019年，全国有199所高校开设了该专业，其中33所已通过工程教育认证[1]，多数是双一流高校、双一流学科的高校。而处于经济相对落后省份、办学条件受到一定制约的地方高校应该建立怎样的培养体系，怎样加强教学实施与管理，以不断提高人才培养质量，亟待研究。其中，实践教育是人才培养中非常重要的环节。因此，我们基于OBE理念，遵循目标性、循序渐进性及效率性原则，优化构建了材料科学与工程专业实践教学体系，进行了实践教学模式改革。

一、整合优化教学内容，构建实践课程教学体系

根据培养目标及要求，整合优化教学内容，确立演示型、验证型、综合型、设计型、创新研究综合型五个层次，工程专业通识教育、工程专业基本能力、工程专业应用能力及工程专业创新能力四大模块的“五层次、四模块”实验、实践教学课程体系。原先材料专业实验是分散在相应理论课中，实验内容难免重复，浪费资源，影响效率。将材料类实验内容分别整合成材料合成、制备与加工实验，材料的结构及性能表征实验及提高型综合-设计实验。实验项目设置上按知识点开设并更新内容，及时将科研成果转化为实验项目，适当降低演示型、验证型实验比例、增大综合型、设计型实验比例，共增设“PVDF膜的亲水改性及分离性能”等21个综合型、设计型实验。学生分组实验，每组分工合作，培养团队精神、人际交流能力和合作精神。

二、改善实验室条件、加强实训基地建设，加强师资培训，为实践教学提供有力保障

（一）建设虚拟仿真实验平台

“材料现代分析方法”等实验中涉及了扫描电子显微镜、X-射线衍射仪等大型仪器设备，以往只能采用参观，演示性操作来了解相关结构及原理，效果差强人意。此外，生产实习中企业出于安全性考虑，严格限制学生生产实习的时间和范围，许多场所学生不能动，只能看，导致学生生产实习参与度很低。因此，调研了北京欧贝尔、东方仿真等多家公司，本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则[2]，购置相关软、硬件，构建虚拟仿真实验平台。学生线上操控X射线单晶衍射仪等仪器。生产实习前进行为期二周的虚拟仿真训练，包括间歇反应釜、精馏塔、固定床等单元训练以及聚氯乙烯的聚合、纯化、干燥、原料回收的组合训练，有力弥补现场实习中动手环节较少的不足。

（二）积极探索校企合作新模式

理想的校企合作，学生实习必须深入生产第一线，切实参与相关工作，同时也能为企业创造价值。原先的生产实习由于时间仅为4周，企业考虑到安全及效益，积极性不高，实习常常简化为车间参观，或是简单的体力操作，收效甚微。其实，提高企业接纳学生实习的积极性在于能让企业受益。所以我们让愿意暑假进公司实习的学生在征得家长同意的前提下，生產实习与暑假打通，利用生产实习、暑假时间进入公司工作，有条件的直接在公司开展毕业论文。这样，实习创造的价值大于培训及工资成本，企业、学生双方受益。

目前与江西丰临医用器械有限公司等7家公司深化交流，进行产品开发，技术更新，为企业员工提供再教育等服务。由于双师型教师较少，多数是博士毕业后从学校到学校，缺乏企业从业经验，所以教师也深入企业加强企业培训。一般，从事生产实习指导的教师都要求至少在企业累计实习、工作6个月以上或者从事过横向开发项目、担任过企业顾问。

此外，积极开发新的实习基地，目前新增江西赣锋锂业有限公司等三个实习基地，为学生工程能力培养提供了有力保障。

三、积极推行本科生导师制、将挑战杯、创新创业等课外科技活动落到实处

本科生导师制有利于充分发挥教师的主导作用，建立新型师生关系，实施因材施教和个性化培养[3]。学院原有科研基础较好，加上大力引进博士，为本科生导师制的实施提供了良好保障。目前，大二开始采取自愿原则进行师生互选，由于大二学生还未接触专业知识，所以以讲座式提高学生学习兴趣为主，优秀的大二学生及大三学生则直接参与导师科研工作，较成熟的课题申报大学生科技创新、竞赛项目并作为毕业论文的课题。学校、学院两级对竞赛项目指导教师的奖励制度极大地提高了教师的积极性。学生参与热情很高，2017—2019年，参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“创青春”全国大学生创业计划大赛等竞赛中获得二等、三等奖多项。

四、深挖实践课程中的思政教育资源，实现立德树人润物无声

工程教育认证要求实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的教学目标。实践教学中，深挖思政教育资源，实现立德树人润无声[4]。开课前加强安全教育，实验中贯穿“材料的环境评估”，加强工程伦理教育。学生设计的实验方案要求考虑经济、社会、环境、健康与安全等各方面的问题。例如，在相转化成膜制备高分子分离膜时，尽量选择低毒环保溶剂，有机合成时减少呋喃、吡啶等有机试剂的使用。

实习环节融入思想政治教育内容。目前材料科学与工程专业的学生都是在南昌，对学校的注册地抚州了解相对较少。利用生产实习的休息时间，增设了“寻根之旅”内容。学生从“震旦楼”“蘑菇云广场”等一系列富有特色的地名、楼名中充分感受学校特色，从地质博物馆的建设感受到奉献精神，爱校、荣校之情溢于言表。此外，在企业介绍中，加入企业发展史、环保改进措施、社会责任担当等内容，让学生体会到作为材料专业的从业人员所需具有能力与责任。

五、结束语

总之，东华理工大学材料科学与工程专业通过一系列的实践教学改革，取得了一定成效。但是，还存在不少问题亟待解决。例如材料类加工的虚拟仿真软件相对界面比较简单，如何更好满足要求还需加强调研、甚至合作开发相关软件;学生实习经费较少，开源节流需进一步探索;教辅人员的绩效考核制度需进一步完善。总之，需不忘初心，加强完善实践教学体系，不断培养出材料类高质量应用型人才。

参考文献

[1]孙晶，张伟，任宗金，等.工程教育专业认证毕业要求达成度的成果导向评价[J].清华大学教育研究，2017，38（4）：117-124.

[2]张浩，张伟，彭敬东，龚成斌，雷洪，张钰婷.用于化工专业生产实习教学的虚拟实训系统[J].西南师范大学学报（自然科学版），2018，43（3）：156-160.

[3]余员琴，范双南，余修武，陈海文.软件工程本科生科研和实践创新能力培养探索[J].高教学刊，2019（22）：33-35.

[4]张金勇，陈晓暾，陈正，委福祥.高校理工科专业基础课程中的思政教育探索与实践——以《弧焊电源及控制》课程为例[J].西安航空学院学报，36（6）：91-93.