新工科背景下材料化学专业实践教学体系建设探索

柴波 孙亚 王婷婷 万忞 陈小莉

摘要 在新工科建设背景下，构筑有效的专业人才实践教学体系是培养具有较强工程实践能力和创新能力的高素质应用型创新人才的重要保障。文章以武汉轻工大学为例，结合该校材料化学专业实践教学体系存在的问题，提出增加实践教学环节的学时比例，构建多层次的实践教学体系，建立实践教学评价和监督机制及加强实习基地建设、发挥产学研协同育人作用等措施，期望为其他高校开展实践教学体系改革和建设提供有益借鉴。

关键词 新工科；材料化学；创新；实践教学；实习基地

中图分类号：G642文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.6.027

2017年以来，教育部要求全国高校深入开展新工科建设，这是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的工程教育改革方向，其内涵和指导思想指明了今后新兴产业和新经济需要的是工程实践能力和创新能力强，具有国际竞争力的高素质应用型创新人才[1-3]。这就要求高校在人才培养过程中应不断加强工程实践能力和创新能力的培养，实践教学在加深学生对课程理论知识理解的同时，在学生工程实践能力和创新能力的培养方面发挥着重要作用，直接关系到人才培养目标能否达成。人才培养实践教学体系是从课程实验、专业认识实践到工程综合实践等多个层次培养学生的专业实践能力和创新能力，因此构筑有效的实践教学体系具有非常重要的现实意义[4-8]。

材料化学专业是化学、材料学等多学科交叉、渗透而逐渐发展起来的新专业，具有明显的学科交叉性，结合了理学的研究优势与工学的实践特点[9]。本文以武汉轻工大学（以下简称“我校”）材料化学专业为例，在新工科建设的背景下，对材料化学专业的实践教学体系进行了一些有效的建設和改进，从而达到新形势下材料化学专业人才培养目标的要求。

1材料化学专业实践体系存在的主要问题

1.1观念上不够重视实践教学，实践教学学时占比偏少

我校材料化学专业目前作为理学专业招生和培养，一些教师在观念上认为理学专业只需注重理论教学，实践教学只是理论教学的补充，教学重点只放在理论课堂教学上，对实践教学不重视，人才培养方案中实践教学学时占比偏少。

1.2实践教学内容和设备相对陈旧落后

材料化学专业所开设的实验课程，特别是专业实验，实验内容陈旧，且多为验证性实验，不能有针对性地培养学生的综合素质。此外，教学设备资金投入不足也导致实验设备陈旧、台套数量少，很难满足开展综合性、设计性和创新型专业实验教学的要求。

1.3集中性实践教学环节开展效果不理想

我校的材料化学专业从大二开始，在每个学期分别设置了集中性实践教学环节，如创新创业训练、材料化学专业设计及开放性实验，生产实习和毕业实习等。由于实践教学评价考核和监督制度不完善，教师对实践教学环节的要求不严格，许多学生对实践教学敷衍了事，参与实践过程不认真，实习报告、课程论文更是简单抄袭一下，实践教学形式主义严重。

1.4实习基地产学研协同作用不明显

尽管材料化学专业已与一些企业合作签订了实习基地协议，学生可以进入企业进行实习，但由于这些实习基地不能给企业带来实际的效益，造成企业参与人才培养、进行协同育人的积极性不高，实习基地没有充分发挥协同育人的功能。

2材料化学专业实践教学体系的建设

2.1增加实践教学环节学时比例

在新工科建设背景下，对于具有交叉性学科特点的材料化学专业，我们进行了人才培养方案修订，增加了实践教学环节学时。实践环节主要由课堂实验课和集中性实践教学组成，新修订的材料化学人才培养方案，课堂实验课约有35学分，集中性实践教学35学分，二者共70学分，材料化学专业总计要求完成160学分，实践教学环节占比达到43.7%，从而凸显实践教学的重要性。

2.2构建多层次实践教学体系

在新工科建设背景下，牢固树立“以学生为本，实践创新能力培养为主”的实践教学理念，摆脱简单的知识灌输和以验证性实践教学为主的传统教学模式，引导学生自主学习，培养学生综合素质和实践创新能力，构建“基础实验―专业实验―学科竞赛―科研创新―生产实践”的多层次实践教学体系[10]。

第一层次：基础实验能力培养。材料化学专业的基础实验主要集中在大一、大二年级，开设的基础实验课程有无机及分析实验，有机化学实验，物理化学实验，大学物理实验，通过这些实验课程的训练，使学生具备基本的实验操作能力。

第二层次：专业实验能力培养。大学三年级主要对学生进行专业实验能力的培养，开设有材料化学综合实验，化工原理实验，通过专业性、综合性实验的训练，使学生基本具备从事本专业工作的实践能力。

第三层次：学科竞赛训练。学科竞赛是提高学生综合能力的重要方式，通过参加学科竞赛不仅可以巩固学生的专业知识，而且还培养了学生的综合素质，提高了就业竞争力。为鼓励更多的学生参与到学科竞赛中，以素质学分、评比奖学金、评比优秀学生等措施激励学生参与学科竞赛。近年来，材料化学专业学生每年参与学科竞赛的人数明显增加，一些学生在学科竞赛中也取得了不错的成绩，分别在2015年、2017年和2022年获得湖北省挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛三等奖3次，2020年和2022年获湖北省互联网+创新创业大赛三等奖2次，2021年获湖北省大学生化学实验技能大赛二等奖1人，2019年获湖北省大学生化学实验技能大赛三等奖2人。

第四层次：科研创新能力培养。材料化学专业学生综合实践能力培养主要通过集中性实践环节的材料化学专业设计及开放性实验、创新创业训练、毕业设计（论文）等方式进行。在这些集中性实践环节中，学生被分成若干组，然后由材料化学的专任教师对分组的学生分别进行指导，学生完成相应的课题研究报告，通过这些训练学生的实践和创新能力得到增强。此外，毕业设计（论文）环节也是对学生综合实践能力的有效训练和培养，学生在老师的指导下，自行完成文献查阅整理，撰写开题报告，完成英文文献翻译，实验方案设计，数据收集和处理，最后独立完成毕业设计（论文）撰写，通过该环节的训练，学生的综合素质进一步提高，为将来从事本专业的工作打下基础。

第五层次：生产实践训练。生产实践是专业教学中非常重要的认知性实践教学环节，材料化学专业的生产实践由生产实习和毕业实习组成。生产实习设置在大三上学期，这时材料化学专业学生刚开始接触专业课程，通过生产实习，学生加深了对本专业的理性认知，进一步了解了本专业的就业、市场前景等情况。毕业实习安排在大四下学期，学生完成理论和实践课程学习之后，毕业实习实践教学环节是学生走向社会，对未来从事相关工作的初步尝试。通过毕业实习，培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能应对和处理实际工作问题的能力，进一步提高学生的工程实践能力。

2.3建立实践教学评价和监督机制

完善的实践教学质量评价和监督机制是实践教学环节高质量开展和实施的重要保障。对于开设的实践课程，旨在评价学生实践课程目标的达成情况，包括基本操作、实验报告、实习报告、课程论文、毕业设计（论文）和平时表现等方面进行考核与评价，其中学生提交的各类报告和论文要满足相应的达成该实践训练目的的要求。此外，建立校院两级督导评价制度，开展实践教学质量监督和反馈。每学期期中，教学督导对实验课堂进行听课，抽查实验报告、实习报告、课程论文和毕业设计（论文），重点检查教师是否按课程表、教学大纲进行教学，教学内容是否有利于课程目标达成，是否支撑相应的专业毕业要求的指标点，教学方式是否支持学生能力培养要求，学生实践课程学习效果等，针对实践教学情况提出书面意见和建议，并反馈给相应的教师，对实践教学中存在的不足或问题督促教师限期改进。对于评价优秀的实践教学课程和毕业设计（論文）指导教师，学校应给予相应的教学奖励。通过教学督导的监督和评价，教师对实践教学过程和效果更加重视，实践教学效果显著提高。

2.4加强实习基地建设，发挥产学研协同育人作用

加强实习基地建设是保障实践教学有序开展的前提，针对目前企业参与人才培养的积极性不高的情况，组织教师赴企业调研，了解企业对毕业生的需求，并邀请企业参与实践教学内容和要求的设计修订。本着“优势互补，互惠共赢”的原则，充分发挥高校教师及毕业生的人才优势，鼓励教师深入企业现场，与企业技术人员进行深入对接，了解企业生产中的科学技术难题，联合开展科技攻关，共同申报产学研项目，不仅解决了企业生产技术难题，而且企业的创新能力也得到提高，企业在联合开发过程中还可以培养技术人员。此外，教师深入企业也能够对企业的员工进行专业理论培训，提高了员工素质。这样，作为实习基地的企业在产学研协作过程中得到了真正实惠和好处，他们才有更大的热情参与人才培养。作为学校，也可邀请企业的工程技术人员给学生授课，邀请他们参与人才培养方案修订，真正发挥实习基地产学研协同育人作用。

3结语

新工科建设背景下，培养具有较强动手能力、工程实践能力和创新能力的材料化学应用型创新人才，必须要加强材料化学专业实践体系的建设。本文针对武汉轻工大学材料化学专业实践体系中存在的问题，进行了一些初步的建设和改进措施：增加实践教学环节学时比例，构建多层次实践教学体系，建立实践教学评价和监督机制，加强实习基地建设发挥产学研协同育人作用。这些措施虽然在人才培养中初见成效，但实践教学体系的改革和建设是一项长期的系统工程，只有不断探索和改进，才能实现当前新工科建设对专业人才培养目标的要求，也期望我们在实践教学环节上的改进措施为其他高校开展实践教学体系改革和建设提供借鉴。

基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目（2021349）；武汉轻工大学校级教学研究项目（XM2021004）。

参考文献

[1]占昌朝，王春风，曹小华，等.新工科背景下地方本科高校材料化学专业应用型人才培养模式的构建与实践[J].化工高等教育，2021，38（3）：40-44.

[2]胡继林，刘鑫，胡传跃，等.新工科背景下地方院校材料化学专业应用型人才培养的探索与实践[J].山东化工，2020，49（9）：155-156.

[3]黄健，邓仕，英张铭.新工科背景下应用化学专业实践教学体系探索与实践[J].山东化工，2021，50（4）：224-225.

[4]疏瑞文，石建军，何杰.应用化学专业实践教学体系的建设与改革探讨[J].安徽化工，2019，45（5）：101-102.

[5]吴丹丹，黄建辉，杨欢欣，等.转型发展下应用化学专业实践教学模式研究[J].山东化工，2020，49（2）：189-190.

[6]曾兴业，陈婵，王寒露，等.化学工程与工艺专业实践教学体系的构建与实施[J].实验室科学，2022，25（1）：112-117.

[7]梁志瑜，周美珍.地方应用型高校材料化学实践教学的改革探索[J].广州化工，2019，47（12）：160-162.

[8]张云飞，蒋灿，陈思，等.材料化学专业实习基地建设与实践教学改革[J].广州化工，2019，47（5）：142-144.

[9]赫荣安，张世英，李晋波，等.材料专业四层次递进式实践教学体系探索[J].长沙大学学报，2022，36（2）：101-106.

[10]王亚楠，霍楷.“多层次、进阶式、立体化”高校创新创业实践教学体系研究[J].创新创业理论研究与实践，2022，5（4）：51-54.