以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式探討

歷 偉

(寧波大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 寧波 315211)

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以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式探討

歷 偉

(寧波大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 寧波 315211)

以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的探討為切入點(diǎn)。采取合理、有效的實(shí)施方案對(duì)大學(xué)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)建設(shè)內(nèi)容、實(shí)施過(guò)程等做了具體改革嘗試，提出了系統(tǒng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)方案。在完成專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課程基本教學(xué)目的前提下，將培育作品、組建競(jìng)賽隊(duì)伍的任務(wù)融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，管控教學(xué)實(shí)施過(guò)程，對(duì)于工科學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高效果顯著。

學(xué)科競(jìng)賽；專業(yè)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新；實(shí)踐

本科教育是高等教育的主體與骨干，是國(guó)際和國(guó)內(nèi)高等教育的改革焦點(diǎn)。隨著世界政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)形勢(shì)的劇烈變化，科技革新的日新月異，知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)逐漸形成，大學(xué)本科教育的傳統(tǒng)理念和教學(xué)模式面臨著巨大挑戰(zhàn)。對(duì)于工科類學(xué)生，大學(xué)教育越來(lái)越重視學(xué)生創(chuàng)新能力、管理能力和人文素質(zhì)的綜合提升，這也成為工科專業(yè)國(guó)內(nèi)、國(guó)際認(rèn)證過(guò)程中重要的考評(píng)因素。除傳統(tǒng)的本科教學(xué)外，學(xué)科競(jìng)賽已經(jīng)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要途徑。[1]學(xué)科競(jìng)賽從內(nèi)容上涵蓋了基礎(chǔ)理論、學(xué)科交叉融合、思維訓(xùn)練、創(chuàng)新能力等方方面面。學(xué)生在參與競(jìng)賽的過(guò)程中，不但能將基礎(chǔ)理論知識(shí)付諸于實(shí)踐，還能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力等人文素質(zhì)。因此，在工科類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方面一直發(fā)揮著重要作用。

材料科學(xué)與工程專業(yè)是典型的工科專業(yè)，具有實(shí)踐性強(qiáng)、基礎(chǔ)理論要求高等特點(diǎn)。發(fā)揮學(xué)科競(jìng)賽在學(xué)生培養(yǎng)環(huán)節(jié)中的重要作用對(duì)于專業(yè)人才綜合素質(zhì)的提高至關(guān)重要。然而，學(xué)科競(jìng)賽也存在一定弊端：如原始創(chuàng)新性不強(qiáng)。有些課題大都是教師提出，而學(xué)生在此過(guò)程中僅僅充當(dāng)操作者；學(xué)生精力有限，對(duì)課題的認(rèn)識(shí)并不深刻。大量的本科課程使得學(xué)生真正投入到科研的實(shí)驗(yàn)受到限制。然而，本科基礎(chǔ)課程是學(xué)生必須要掌握的知識(shí)，不能縮減。這大大制約了學(xué)生參與課題的積極性、課題選擇的局限性，更影響了學(xué)科競(jìng)賽在學(xué)生培養(yǎng)環(huán)節(jié)中的效用。本文將以寧波大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)過(guò)程中專業(yè)實(shí)驗(yàn)的改革對(duì)學(xué)科競(jìng)賽影響的結(jié)果，探討以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課的教學(xué)模式。

1 課程體系的改革與實(shí)踐

寧波大學(xué)的材料科學(xué)與工程專業(yè)貫徹“理論基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)技能并重，基本功訓(xùn)練與原創(chuàng)性研究并重，知識(shí)積累和思維訓(xùn)練并重”的培養(yǎng)思路，以應(yīng)用型、創(chuàng)新型為培養(yǎng)特色，制定產(chǎn)學(xué)研合作的培養(yǎng)方案，實(shí)行基礎(chǔ)與前沿并重的課程設(shè)置體系。2014年材料科學(xué)與工程專業(yè)入選首批浙江省新興特色專業(yè)，專業(yè)方向包括高分子材料、無(wú)機(jī)材料和高分子化工。實(shí)驗(yàn)課程環(huán)節(jié)是實(shí)施培養(yǎng)特色中“創(chuàng)新、實(shí)踐”的重要載體，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和實(shí)踐能力的主要任務(wù)。實(shí)驗(yàn)課程可分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)。其中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能、相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)建等；專業(yè)實(shí)驗(yàn)則因?qū)I(yè)背景的差異開(kāi)設(shè)的內(nèi)容更加貼近專業(yè)課程，更側(cè)重實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生能夠更好的進(jìn)入專業(yè)角色。對(duì)于材料科學(xué)與工程的本科生從其入學(xué)伊始就接觸實(shí)驗(yàn)課程，如大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，這些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)讓學(xué)生打下了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。為迎合人才培養(yǎng)理念，針對(duì)材料相關(guān)專業(yè)課程、教師科研方向、科研設(shè)備特色，設(shè)置了一系列的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，包括：專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)、高分子物理實(shí)驗(yàn))和專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)(高分子合成工藝實(shí)驗(yàn)、高分子材料測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)、金屬有機(jī)催化劑實(shí)驗(yàn)，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料成型實(shí)驗(yàn)等等)。如何更好的設(shè)計(jì)專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)的教學(xué)內(nèi)容，讓其在教學(xué)工作中發(fā)揮更大的效用，是值得探討的命題[2]。

現(xiàn)行的專業(yè)實(shí)驗(yàn)針對(duì)課程教學(xué)中的難點(diǎn)設(shè)計(jì)了些許實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更好的理解專業(yè)課程，這對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)課程是十分重要的環(huán)節(jié)。但對(duì)于專業(yè)方向課配套的實(shí)驗(yàn)課程，如高分子合成工藝實(shí)驗(yàn)、高分子材料測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)、金屬有機(jī)催化劑實(shí)驗(yàn)，材料力學(xué)和材料成型實(shí)驗(yàn)等，如果還是迎合課本，學(xué)生在完成前期大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后，會(huì)感到無(wú)趣、教學(xué)效果也不一定最佳。材料科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生積極參加科研活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽。由于學(xué)科本身的特點(diǎn)，科研活動(dòng)和參賽作品的制作往往是需要階段性的時(shí)間投入，才能取得成績(jī)。但是，學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)重，課余時(shí)間和精力是有限的，這就造成他們有心無(wú)力，致使部分參加學(xué)科競(jìng)賽的同學(xué)存在渾水摸魚(yú)的情況，并未參與到參賽作品的實(shí)質(zhì)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，其自身能力的提高有限，這也是制約學(xué)生科研活動(dòng)和參賽作品質(zhì)量的根本問(wèn)題。

2 以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課程建設(shè)

嘗試以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課程的建設(shè)，對(duì)于整合資源、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、培養(yǎng)具備創(chuàng)新、實(shí)踐能力的專業(yè)人才十分重要。目前，材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生主要參與的學(xué)科競(jìng)賽包括大、小挑戰(zhàn)杯、浙江省化學(xué)競(jìng)賽、全國(guó)高分子創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和浙江省(全國(guó))化工競(jìng)賽。各類競(jìng)賽特色不一，但對(duì)學(xué)生基本素質(zhì)有著共同的要求：創(chuàng)新思維、邏輯思維、語(yǔ)言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。如何篩選人才，組建一支能夠走的更遠(yuǎn)的參賽隊(duì)伍很重要。

在完成專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課程基本教學(xué)目的前提下，將培育作品、組建競(jìng)賽隊(duì)伍的任務(wù)融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，會(huì)帶來(lái)事半功倍的效果。全國(guó)化工競(jìng)賽的模式是十分值得借鑒的，該競(jìng)賽成立至今已連續(xù)舉辦八屆，吸引了全國(guó)近400所高?；瘜W(xué)、化工相關(guān)專業(yè)的學(xué)生參賽。競(jìng)賽作品統(tǒng)一題目(如本屆比賽題目“設(shè)計(jì)清潔生產(chǎn)的PX成套工藝技術(shù)”)，學(xué)生根據(jù)自己所掌握的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)大型的化工廠。學(xué)生自身的能力在這種比賽模式下能夠有效區(qū)分。在專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課中，統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)題目能夠保證所有學(xué)生得到同樣的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，但對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的剖析和表達(dá)將取代以往的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，成為課程的主要考核形式，以考核結(jié)果為參考，篩選學(xué)生，進(jìn)而組建一支實(shí)力均衡的比賽隊(duì)伍繼續(xù)深入研究，從而參加各類競(jìng)賽[3]。

具體來(lái)講，以材料科學(xué)與工程專業(yè)的高分子加工工程實(shí)驗(yàn)課程為例。該課程旨在學(xué)生掌握基本的加工手段和性能測(cè)試手段，結(jié)合高分子加工工程課程，需完成高分子材料成型、模壓、拉伸性能、沖擊性能、耐磨性能和流變性能的測(cè)試。若這些實(shí)驗(yàn)均針對(duì)同一個(gè)樣品，這就是針對(duì)該產(chǎn)品的一整套研發(fā)過(guò)程。因此，在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)始之前，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的可行性論證，充分考慮學(xué)生分組情況，將預(yù)先考察的變量細(xì)化、并下發(fā)到各小組中，作為他們的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生有針對(duì)性的完成一整套實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，結(jié)合專業(yè)方向課的授課內(nèi)容，剖析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并最終以小組PPT匯報(bào)的形式展示。如此，則可在完成教學(xué)基本目的的前提下，鍛煉學(xué)生的綜合能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，解決學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷有限和參賽作品質(zhì)量的矛盾，為后續(xù)競(jìng)賽培育了參賽作品[4]。

具體操作過(guò)程如下：

(1)設(shè)置題目的可行性研究

題目的設(shè)置和科研選題一樣是決定成果質(zhì)量的首要因素。實(shí)驗(yàn)選題環(huán)節(jié)需由任課教師針對(duì)各大競(jìng)賽對(duì)作品的要求，結(jié)合科研特色、或產(chǎn)品市場(chǎng)需求在完成基本教學(xué)目的的前提下，充分驗(yàn)證可行性后，方可確立為課程題目。該部分需要較大的經(jīng)歷投入，可讓研究生助教全程參與。不但能夠保證課程的有效推進(jìn)，還能切實(shí)的鍛煉研究生助教能力。

(2)分組和運(yùn)行

經(jīng)可行性研究后，將任務(wù)分解，下放至各小組開(kāi)始實(shí)驗(yàn)課程。期間由于各實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，交叉安排實(shí)驗(yàn)，妥善確定實(shí)驗(yàn)次序。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析

學(xué)生在教師和助教的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)使用簡(jiǎn)單的科研軟件，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)作出分析，形成實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，并作PPT陳述，完成教學(xué)環(huán)節(jié)。

(4)人才選拔和項(xiàng)目培育

根據(jù)學(xué)生綜合素質(zhì)，組建參賽隊(duì)伍。在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，繼續(xù)深入研究，形成參賽作品，參加相應(yīng)的學(xué)科競(jìng)賽，部分優(yōu)秀的工作可以學(xué)生為第一作者發(fā)表論文、申報(bào)專利。

(5)模式推廣

總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、將該模式適度推廣至其他專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)中，如高分子合成工藝實(shí)驗(yàn)、高分子分析與測(cè)試實(shí)驗(yàn)。結(jié)合選題特點(diǎn)，保證學(xué)時(shí)，甚至可考慮將幾門同學(xué)期開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程打通，如高分子合成工藝實(shí)驗(yàn)和高分子分析與測(cè)試實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有充足的經(jīng)歷，有針對(duì)性地完成某一高分子產(chǎn)品從合成到分析測(cè)試的全過(guò)程。

3 建設(shè)成效

3年來(lái)，我院本科生獲國(guó)家、省、校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì) 20余項(xiàng); 公開(kāi)發(fā)表論文 50篇，SCI1區(qū)論文10余篇，申請(qǐng)專利 50余項(xiàng)；完成省、市、校級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究 30余項(xiàng)。獲挑戰(zhàn)杯國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省特等獎(jiǎng)2項(xiàng)。并多次在全國(guó)化工競(jìng)賽、浙江省化工競(jìng)賽、浙江省化學(xué)競(jìng)賽和全國(guó)高分子材料大賽中取得佳績(jī)。本科生一次就業(yè)率均在 98%以上，受到用人單位的好評(píng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程。以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向能夠給專業(yè)建設(shè)指明方向。在不改變專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課程根本教學(xué)目的前提下，整合專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)授課內(nèi)容，讓專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)更好的發(fā)揮人才培養(yǎng)中的作用，解放學(xué)生的創(chuàng)新思想，提升學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和人文素質(zhì)等綜合素質(zhì)，對(duì)于提升我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。在實(shí)施過(guò)程中需要多方面的大力支持和配合，其中主管領(lǐng)導(dǎo)重視是前提，學(xué)生和教師的積極性是條件，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制改革是關(guān)鍵，切實(shí)可行的制度是保障，理論課教師的配合是補(bǔ)充。目前，我校材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心的改革只是初步，要想真正實(shí)現(xiàn)改革總目標(biāo)，還需要在今后的實(shí)踐中不斷修正、完善和發(fā)展。

[1] 雷湘蘭.“互聯(lián)網(wǎng)+” 背景下食品行業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索[J].教育教學(xué)論壇,2016(17):213-215.

[2] 潘清林,黃繼武,徐國(guó)富，等.材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2009(28):11-14.

[3] 倪敬,許曉嬌.結(jié)合教師科研的課程實(shí)踐教學(xué)模式改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2016(15):261-262.

[4] 馬壯.提高地方性工科類大學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力有效途徑的研究[J].沿海企業(yè)與科技,2014(3):74-75.

Discussion on Teaching Model of Experimental Courses Based on Discipline Competition*

LIWei

(School of Material Science and Chemical Engineering, Ningbo University, Zhejiang Ningbo 315211, China)

The teaching model of experimental courses was discussed based on the discipline competition. The content and education procedure of the experimental courses were revised efficiently and suitably. The proposal of modification of experimental courses was suggested. After finishing the basic requirement of outline, more detailed experimental contents were introduced following the academic and applicable research. This modification was significantly improve the creativity of students.

subject contest; experiment; innovation; practice

浙江省高等教育學(xué)會(huì)2015年度高等教育研究課題(KT2015015)；寧波大學(xué)(jyxmxyb201512)和寧波市教育局(2015YGH002)項(xiàng)目的資助。 作者簡(jiǎn)介：歷偉，男，副教授，主要從事材料科學(xué)與工程教學(xué)科研工作。

TQ914.1

B

1001-9677(2016)021-0186-02