新工科背景下材料类课程教学团队的建设探索与成效*

罗春华，董秋静，李瑞乾，姜广鹏，张 琳，夏 娟，张 宏

(阜阳师范大学化学与材料工程学院，安徽 阜阳 236037)

为主动应对新一轮产业科技革命，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家发展战略，教育部于2017年2月开始积极推进新工科建设，先后形成了“三部曲”的“复旦共识” “天大行动”和“北京指南”，探索工程教育改革中国路径和中国模式，助力高等教育强国建设[1-4]。新工科建设既包括新兴工科专业建设，也包括对传统工科专业的改造升级。相对于传统的工科人才，未来新经济新产业需要具备强的实践能力和创新能力、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[5-6]。“新工科”建设以来，高教界逐步达成了加快培养新兴领域工程科技人才的共识，致力于推进工程教育改革，保障和提高新工科人才培养质量[7]。新工科建设关键在于建设一支具备大学教师基本素质和行业企业工程师应有专业素质的，能够胜任新工科人才培养的工科教师队伍。

材料化学专业和复合材料与工程专业是阜阳师范大学开设的两个材料类工科专业，其中材料化学专业于2019年入选省级一流专业建设点。为了对传统的两个材料类工科专业进行新工科改造，培养适应区域新材料产业发展所需的人才，前期我们已经从人才培养课程体系、校内外专业实践育人模式、产学研人才培养、产教融合以及专业质量监控和保障体系等多方面进行了探索和实践，取得了较好的效果[8-11]。围绕新工科建设，我们从材料类专业教学团队的建设目标出发，探索了和实践了培养新工科人才的团队建设措施，并总结了取得的成效。

1 材料类课程教学团队建设目标

材料类课程教学团队围绕应用型材料类本科人才的培养，以工程应用为主线，创新教学新方法和人才培养新模式，建设一个既有培养高素质应用型专门人才和教育教学能力，又有科技开发、服务地方经济和社会发展的实践能力的双能型材料类课程教学团队。

2 材料类课程教学团队建设措施及成效

2.1 产教融合提升团队的工程应用能力和创新实践育人模式

新工科建设和人才培养要求大部分教师具备企业实践经历、丰富的企业和现场工作经历、产品设计和开发的能力。对材料类师资，要求具备企业工程开发应用的能力。首先，我们有计划地选派专业教师带着问题和项目到材料类相关企事业单位挂职锻炼，积极推动在职教师与材料类产业领域的企业开展产学研合作研究，并通过建立评价考核制度，切实提高团队教师的工程应用能力。其次，产教融合，实践育人。以企业和政府支持的横向项目为依托建立产教融合的实践基地，利用产教融合实践基地开展学生专业实践，提升学生产品工程化能力。产教融合，合作开发，促进成果转化和提升企业科技创新能力。依托产教融合实践基地和横向项目，不仅培养了团队的工程应用能力，也稳定和拓展校外产教融合实践基地。通过产学融合，实践育人，形成学生、教师、学校和企业四方受益的校企合作机制[8-10]。

2.2 加强团队科研促教学能力，培养创新型人才

教学和科研是高校教师的两大核心任务，二者是相辅相成的，在高校发展中缺一不可。要提高高校教学质量，既要完成对已有知识的学习继承，还要了解科学技术的最新发展情况。通过科研有效地渗透到教学过程中，科研促教学，才能培养出合格的创新型人才[12]。首先，不断提升教学团队的科研能力。团队成员通过深造进修提升自己的科研能力，通过引进高水平的科研人才提升团队的整体科研能力。近年来，团队成员通过努力，获批国家自然科学基金4项，省自然科学基金4项，其它教育厅重点科研项目等共15项，发表SCI/EI收录论文50多篇。其次，结合团队科研实际将学科的最新研究成果融入到课堂教学中，更新和丰富课堂教学内容，开阔学生的眼界。比如，将仿生智能纳米界面材料引入到“材料化学”课程教学中，在充实课堂教学内容的同时，还极大地拓宽了学生的知识面，使“材料化学”课程更具有时代性和前沿性。再次，将团队教师成熟的科研成果，进行合理编排，汇编成实验教材，并用于两个材料类专业的实验实训教学中，取得了很好的教学效果。目前，我们出版了《材料化学专业综合实验》和《材料制备与性能测试实验》两本教材，其中的一些科研汇编的实验实训项目，如室温固化双组分丙烯酸酯胶黏剂的制备以性能研究、玻璃表面改性及润湿性测定、环氧丙烯酸酯光固化涂料的配置及性能测定、电池的组装及性能测定等用于专业实验实训教学[13-14]。最后，学生参与团队教师科研项目，开展毕业论文课题研究，开展学生科研立项和大学生创新创业训练。以教师科研课题开展毕业论文工作，将新成果和新知识融合到毕业论文内容中，有助于学生在科研过程中培养其创新思维。两个材料类专业的毕业论文课题均来自教师科研项目，由教师一对一指导。以教师科研课题为依托，以大二大三学生为主指导学生开展科研立项和大学生创新创业训练实践，强化材料类专业学生理论知识与科研实践的相互渗透、相互促进，培养材料类专业学生科研创新能力。近年来，团队成员指导学生开展科研创新训练，获批大学生创新创业训练项目28项，其中国家级12项，学生参与发表论文50多篇。

2.3 加强团队课程建设和课堂教学革新

在课程建设方面，以拓宽专业口径为目的，将两个专业按照材料大类进行培养，大三下进行分流，对现行的专业核心课程的结构和内容进行整合与优化，同时开设一些与企业生产密切相关和贴近生产实际的专业课。团队成员积极开展网络资源课程建设，开展混合式教学，将思政教育融入到专业课教学中。目前本团队已立项建成了省校级的多种类型的课程资源(见表1)，如“材料结构与性能测试”等共3门网络资源课程，“高分子化学与物理”等2门省级课程思政示范课程，“材料科学与工程基础”等2门校级课程思政示范课程，“材料性能学”省级线上线下混合式一流课程，“功能材料概论”省级示范课。专业课融入课程思政，一些课程思政教学案例获得了学校的表彰，如“‘小尺寸大世界’的功能材料-纳米材料”，“《高分子化学与物理》开课第一讲——如何做一名合格的‘高材’生”等获得了校级课程思政优秀教学案例。

表1 立项建设的省校级课程资源

充分利用互联网、移动客户端，进行创新性课堂教学改革与尝试。在“无机材料合成化学”课程教学中，将微信和翻转课堂教学模式相结合，设计基于微信平台的“无机材料合成化学”翻转课堂教学模式，制作课程学习资源，为信息化、多样化的专业课教学提供有益借鉴与参考[15]。对“材料化学专业英语”课程教学开展教学改革和实践，主要内容包括通过多种手段激发学生学习热情，选取合适的阅读材料，深入学习构词法，采用与学生的互动的多种教学手段等，明显提升了学生的学习动力和兴趣，活跃了课堂气氛，大大提高了学生学习效果[16]。疫情期间，借助翻转课堂、慕课、云班课、微课、QQ群以及虚拟仿真实验教学平台等移动互联网平台资源，通过对“工程力学”线上教学存在的问题及其相应的线上混合式教学模式的探索与实践，有效地提高了“工程力学”线上课堂管理能力和课堂教学效果[17]。

2.4 以竞赛为引导，提升团队教学能力和学生综合素质

教师教学能力的高低直接决定了人才培养的质量。以竞赛为引导，以赛促教，通过鼓励团队教师积极参加各种教师技能大赛，创新教学方法，不断提高人才培养质量。近年来，团队教师参加了省校级的青年教师授课比赛和教师智慧教学创新大赛，涌现出了一批教学能力强的教师。2人获得了校级教坛新秀，1人获得校级教学名师，1人获得青年教学标兵，2人获得智慧教学创新大赛校级二等奖。通过以竞赛为引导，以赛促教活动的开展，团队教师的课堂授课教学能力与创新能力有了显著提升。

此外，以竞赛为引导，以赛促学，在团队教师的指导下，学生积极参加“互联网+”大学生创新创业大赛、大学生职业规划大赛、挑战杯大赛、大学生金相技能大赛等综合性和专业性的赛事。团队成员指导学生在省级及以上大学生赛事中获奖20多项。其中，在大学生金相技能大赛中获国赛一等奖1项、二等奖2项、三等奖3项；在“互联网+”大学生创新创业大赛中获得省级二等奖及以上奖励共6项，其中“诊疗一体化可定制人造骨骼”项目获得国家级铜奖；在安徽省大学生职业规划设计大赛中获得金奖1项，银奖3项；在“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获得银奖2项。因此，在团队专业教师的指导下，以竞赛为引导，以赛促学，通过赛前、赛中、赛后培训和专业理论学习，大大提升了学生的专业技能、写作能力、创新能力和团队合作能力等综合素质能力。

2.5 质量工程项目引领团队教学改革与创新

团队以本科质量过程项目为引领，围绕专业建设和人才培养，开展了一系列的专业建设和教学改革研究工作，提升了团队专业建设和人才培养能力，取得了丰富的教学实践成果。材料化学专业先后获批省级特色专业和省级一流本科专业建设点，材料化学教研室获批省级示范基层教学组织(教研室)。立项建设了“新材料+3D打印”大学生创客实验室和“太阳能电池”大学生创客实验室，将创客教育模式融入到材料类专业人才培养中，提升学生科技创新能力。团队成员开展了一系列的教学改革与研究，立项10多项省部级校级教学研究项目，其中教育部产学合作协同育人项目(新工科建设)1项，省级新工科项目1项，省级一般教研项目4项。团队成员分析总结教学实践和人才培养成果，共发表教研论文15篇，出版教材2部，“以科研创新和工程应用能力为导向的材料化学专业实践育人体系的构建与实践”和“工程教育认证背景下材料类专业人才培养策略探索与实践”先后获得2017年度和2021年度安徽省教学成果奖一等奖，“材料化学专业校外专业实践教学探索与实践”获得2019年度安徽省教学成果奖二等奖。

3 小结

新工科建设是国家为适应未来新兴产业发展，培养合格的新工科人才的重要措施。建设符合新工科建设的教学团队是高校培养新工科人才的重要保障。本文确立了材料类课程教学团队的建设目标，即以工程应用为主线，创新教学新方法和人才培养新模式，建设一个既有培养高素质应用型专门人才和教育教学能力，又有科技开发、服务地方经济和社会发展的实践能力的双能型材料类课程教学团队。从产教融合、科研促教学、课程建设和课堂教学革新、以赛促教、以赛促学、质量工程项目引领等方面探索了符合新工科建的材料类课程教学团队有效措施，取得了显著的成效，人才培养质量得到了明显提高。