创新创业教育融入专业课“失效分析”教学实践改革与探索

2023-05-30 14:55齐小犇马冰洋尚海龙杜浩明
科技风 2023年10期
关键词:失效分析专创融合专业教育

齐小犇 马冰洋 尚海龙 杜浩明

关键词:创新创业教育;专创融合;专业教育

《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中指出:挖掘和充实各类专业课程的创新创业教育资源,在传授专业知识过程中加强创新创业教育。同时,工程教育专业认证工作的推进以及新工科建设,其本质都是促进学校对创新型人才的培养。

在专业教育过程中,专业知识可以为学生创新创业提供知识储备与理论基础,而创新创业教育推动了学生理论联系实际,将专业知识转化为技术成果。因此,只有将创新创业教育与专业课教学有机融合,方能实现专业创新型人才培养。双创教育与专业课教学的融合离不开教师、教学与学生。许多专业课教师对创新创业认识存在偏差,忽视学生的创新意识的培养与提升;教学过程中教师习惯以培养基本技能为目标着眼于知识的灌输,而学生也只注重知识的记忆,缺乏应用知识解决实际工程问题的能力,创新思维与意识的培养更无从谈起了。

综上所述,专业课程是构成创新创业的基石,只有推进课程改革,加强课程建设,将专业知识学习与创新创业教育互通互融,是培养创新型人才的必由之路。

本文以材料科学与工程专业的专业课“失效分析”为例,探索从教学目标、教学设计与教学组织、产学融合等方面将创新意识培养融入失效分析相关教学活动中,这对培养材料科学与工程专业学生的创新思维能力具有重要的意义。

1教学目标体现专创融合

“失效分析”是材料科学与工程专业的一门专业必修课,课程开设符合学校以及专业人才培养目标的定位与要求。对培养材料领域应用型高等技术人才,指导产品的设计、加工、寿命评估、质量检测及管理服务等工作,具有重要的支撑作用。该课程具有多学科交叉的综合性特点,教学内容繁杂、知识结构跨度大且学时有限。授课对象为大三学生,此时他们已经具备了一定的专业知识储备以及对新知识的自学能力,对未来职业能力需求也有一定的认识,但同时学生将知识点串联起来用于实际案例的分析存在畏难心理,理论联系实际比较弱。

因此,在课情与学情分析的基础上,我们针对专业人才培养方案中专业课程与毕业要求的映射关系,对课程内容进行了模块化的设计与梳理,从知识、能力、素质三方面提出了要求。学生通过本课程的学习,将从知识、能力、素质三方面得到提升。

知识层面:掌握失效分析的基础知识与基础方法、失效分析的思路以及金属零件在设计、加工及使用过程中发生静载荷、疲劳断裂、磨损、腐蚀等各种失效形式的形貌特征与影响因素。

能力层面:能根据失效件的背景信息、断口特点进行失效分析程序的设计与实施,推断出失效机理与造成失效的直接原因,提出预防措施,撰写失效分析报告。

素质层面:建立失效分析的思维模式,养成严谨求实的科学态度,提升自主学习与沟通交流的素养。

“失效分析”通过课程内容体系和各个教学环节的深入分析与优化设计,寻找和培育学生知识、能力、素质的增长点,将学生综合素质培养渗透到课程教学过程的各个环节,使专业课教学由知识传授转向知識、能力和价值引领的三位一体,做到课程育人。这是一门理论联系实际非常强的课程,其课程特点与目标要求使得此门课程的专业知识、专业技能与创新意识培养之间存在着必然联系,可以实现创新意识培养与专业课教学目标的融合。

2教学设计与教学组织体现专创融合

为了实现知识传授、能力培养、价值塑造三位一体的课程目标,失效分析以创新思维培养实施点切入,围绕课堂教学主线,利用全方位教学评价、反馈机制,将学生综合素质培养渗透到课程教学过程的各个环节,实现专业课的思政育人功能与创新意识培养。从教师层面来说,团队教师积极采用讲授法、演示法、主题讨论法、案例驱动法、读书指导法等多种交叉融合的教学方法,积极推动学生利用观察与归纳、比较学习、自主学习和迁移学习获得知识、能力与素养的提升。

同时,紧紧抓住课堂教学主线,探索在线学习、课堂教学、课内实验、课后拓展等多维课程组织形式,将专业知识与创新意识、课程思政有机结合,强化学生工程伦理教育,引导学生批判性思维的养成,培养学生敬业的工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。为了提高学生理论联系实际的能力,我们与多家企业建立了产学研合作关系,进行失效分析与产品寿命评估案例库的建设,让学生通过真实工程案例体会专业知识、解决问题的能力与职业道德、职业责任的同向同行。

利用学习通等平台,建立线上教学资源,采取线上线下教学资源互享、互学、互动等方式,突出案例驱动、问题驱动的研讨式教学,充分调动学生学习积极性与主动性。通过课前、课中、课后不同性质的工程案例的分享与讨论,培养学生创新意识和创新思维,促使学生批判思维能力的养成。

在实验环节中,团队教师将严谨的科学态度、实事求是的工作作风以及安全意识渗透到实验预习、操作、小组分工合作、数据处理与分析等各个环节中,于润物细无声处让学生体会严谨求实、实事求是的科研精神的养成。通过断口分析综合性实验的设计,要求学生分组进行预习、实验设计、实验操作、实验分析等环节,使学生的分析思维、创新思维以及执行能力得到提高。

并在课后拓展阶段通过失效分析报告的撰写、文献阅读与思考、教师科研项目与各种创新创业学科竞赛的参与,将教师科研项目、校企合作项目、大学生创新创业项目融入课堂教学中,让学生在潜移默化中体会失效非同小可,分析至关重要,创新必不可少,以此激发学生创新创业的兴趣和意识。

课程考核采用过程评价与考试评价相结合,融入过程学习、课内实验、案例分析与期末考核等方式,注重学习过程和学习结果反馈,并对每一部分的评价标准中设计可衡量的评价标准,同时引入学生评价,进行组内互评与组间互评,促进多元评价机制的建立。为了提高学生运用知识,理论联系实际的能力,在期末考试中我们摒弃了填空、选择、判断等题型,转换为看图分析、画图题与案例分析题,将学生过去的记忆知识向运用知识转变,提升他们理论联系实际,运用知识解决工程问题的能力。

在整个教学过程中,依托线上线下的教学资源,充分利用超星平台、雨课堂、问卷网等信息化技术手段开展线上线下全方位交互教学,调动学生的学习兴趣与主动性,并能实时记录与反馈学生学习过程中的动态与表现,这也为多样多元的过程化评价提供依据。建立过程考核环节与课程目标的对应关系,明确各个环节的考核标准,统计学生每个考核环节的考评分数,对课程达成度进行评价,考查学生对知识点的掌握情况。并且根据教学督导评教、学生网络评教、同行评教、课堂问卷调查、作业等多种形式搜集学生对授课内容的意见与建议,针对普遍问题进行课堂反馈,个别问题进行针对性反馈。根据课程达成度分析与教学评价反馈对授课内容、授课形式、教学手段等进行持续改进。

下面以《断口分析》章节为例,对将创新思维的培养融入课堂教学的实施过程作进一步阐述。《断口分析》是失效分析基本方法模块中的章节内容,需要学生通过学习从知识层面能够掌握断口分析的基本任务与基本方法,从能力层面能够运用断口分析的基础知识进行断口的处理、观察与分析,从素质层面能够建立失效分析思维,培养批判思维与创新思维养成,并能从事故的代价中引申对生命的敬畏、职业道德与工程伦理的认识。课前线上学习时,我们以飞机事故案例作为切入点,请学生们根据关键词进行信息搜集并进行线上展示,学生们会通过新闻截图等方式将自己搜集来的信息进行分享,通过这个过程学生已然体会到失效非同小可,进而通过教师对学生搜集来的信息进行标记与点评,比如标记出残骸分析法、断口分析等,自然而然将学生的注意力吸引到在线视频学习中去,掌握断口分析的基本任务与基本方法等相关专业知识,并完成在线知识点自测。课堂教学环节,首先我们先通过一个互动答题,分小组对粉笔经受不同破坏载荷时断口形貌描述与展示来测试学生对断口分析能力的掌握,引入工程案例将重点与难点进行解析,帮助学生建立专业知识与工程实践的联系,并再次引入残骸分析相关的图片与数据,让学生体会到失效分析的工作难度非常之大,而分析思路、分析方法对失效起因的判断至关重要。断口分析同时也是实验环节的重要组成部分。实验过程中通过预习、小组分工与合作的形式,锻炼学生运用失效分析基础知识处理断口、分析断口、得出结论的能力,同时也锻炼了学生独立思考问题与团队协作解决问题的能力,这对失效分析思维养成与创新意识的培养是非常重要的。在课后拓展阶段,通过参考文献阅读与思考、失效分析报告的撰写、教师科研项目的参与,进一步提升学生对专业知识的掌握、专业能力的培养、创新思维与批判思维的养成。

3产学合作体现专创融合

上海电机学院材料学院材料科学与工程专业成立于2016年,于2017年获批上海市属高校应用型本科试点专业。材料科学与工程专业顺应新工科发展要求,紧密对接新材料基础研究与应用,以成果导向理念为基础,构建“专业产业贯通、校企联动合作”的人才培养体系,形成材料专业应用型人才培养模式。学校及学院高度重视教师团队的建设与创新型实践人才的培养,每年选派一定比例的教师参加教师发展培训、产学研践习、国内外访学、实验室队伍建设等相关教师培训项目,并采取一定的激励办法促进教师培训效果的提升。

同时,团队教师积极参加各类创新创业培训,同时通过企业调研、产学研践习、校企项目合作、创新工作坊的建立提高教师自身的创新思维的养成与创新创业能力的提升,并通过带队参加各种创新创业比赛将校企合作项目等进行成果转化,努力建设“失效分析”课程的双师型和创新型的教学团队。

依托教育部产学合作协同育人项目的申报,与企业建立产学合作关系,完成相关师资培训、课程改革建设。通过产学合作,结合企业在新材料、再制造领域的资源优势,围绕当前新材料与再制造产业技术热点,进行教师师资培训,将紧跟技术前沿的科研成果、创新项目和方法融入课程教学内容中。教学方式主要采用行业内相关案例剖析、工作情景模拟、创新任务驱动、行动导向和创新项目教学法等。帮助一线专业教师加快材料科学与工程专业相关新材料、再制造技术领域的相关课程建设,具体表现在联合企业相关资源与专家进行失效分析工程案例、项目教学、综合实验的相关教学设计,提升专业教师的实践教学水平的同时提升人才培养质量。团队教师积极开拓企业建立联系,进行失效分析与寿命评估案例资源库的建设,为学生将专业知识向工程实践转化提供案例支持。同时,课后拓展阶段通过参与教师校企合作项目,建立专业知识体系与真实工作环境所需专业能力之间的关联。进一步与企业合作在学校成立创新工作坊,开展形式多样、丰富多彩的创新实践活动,以教师科研、企业项目为依托,以项目小组的管理形式进行阶段性创新创业能力的培养,逐步提升学生社会调研、资料检索、实验设计、分析问题、处理数据、创新创业项目书撰写等方面的能力,期間通过头脑风暴、研讨展示、路演分享等方式进行创新创业项目的孕育,推动学生参与科学研究,为学生提供创新实践平台。以创新创业大赛为契机,以企业项目、教师科研促进学生积极参与创新创业大赛,将产学合作优势转化为学生创新创业优势,使学生的创新创业活动与企业之间形成良好互动,在科研项目的参与过程中不断提升自己面对实际问题的解决能力与创新能力。

结语

推动专业教育与创新创业教育的融合,既符合经济社会发展需求,也符合人才培养规律,将创新创业教育贯穿大学生专业教育的全过程是新时代应用型本科高校教育功能的重要体现。

将专业教育与双创教育的有效且深度的融合对提高专业人才培养质量是至关重要的,其中重要的抓手就是将双创教育融入专业课程中去。在产学合作背景下,开展创新创业教育与专业课“失效分析”教学融合实践改革与探索,是专业发展的需要,也是提高学生综合素质的重要途径。通过将创新意识融入专业课“失效分析”的教学全过程中,在提高学生专业知识与职业技能的同时,培养学生的创新意识与创新思维,提升学生专业素养。

作者简介:齐小彝(1985— ),女,研究生,副教授,研究方向:材料表面改性与界面强化。

猜你喜欢
失效分析专创融合专业教育
高职专业教育与创新创业教育融合对策研究
浅析民办院校大学生创新创业教育现状
动车组车下铆接结构分析及状态评估
高职艺术院校文化素质教育与专业教育的融合
房地产专业教育与“三创”教育的耦合效应
工程教育认证模式T的人才培养模式
高职院校专业教育与思想政治教育融合研究
凝汽器钛管断裂性质分析
汽车暖风机芯子失效分析及优化设计