復合材料與工程專業(yè)實踐教學體系構建的研究

齊海群 王曉琳 王麗雪

摘要：課程體系建設是高校專業(yè)建設的基礎性工作，實踐環(huán)節(jié)的教育對應用型人才培養(yǎng)的重要性不言而喻。實踐類課程體系的構建始終是教學改革的重點，應用型實踐教學體系的構建必須以能力培養(yǎng)為導向，改變原有實踐教學對理論教學的依附，打破原有實踐教學之間的分隔，減少驗證性實踐教學的時數，加強綜合性、設計性實驗和生產技術實踐的比重，構建以能力培養(yǎng)為主線，教學實踐、生產實踐、科研實踐等有機結合，多學科交叉融合的實踐教學體系。

關鍵詞：教學改革;課程建設;實踐教學;能力導向;交叉融合

強化工程實踐能力培養(yǎng)是高等工程教育發(fā)展的必然趨勢，也是新工科建設的基本要求。在完成必要理論教學內容的同時，強調學生工程實踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)面向生產一線的合格工程技術人才，已經成為我國高等工程教育領域的共性理念。黑龍江工程學院復合材料與工程專業(yè)圍繞應用型工程技術人才的培養(yǎng)，在實踐教學改革上從以下幾方面進行了有益的探索，人才培養(yǎng)質量逐年提高。

一、深化實踐教學改革

對于培養(yǎng)應用型人才的本科院校，注重人才的專業(yè)工程意識和專業(yè)實踐能力尤為重要。而“綜合性、設計性”實驗，對于學生專業(yè)工程意識和專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)和訓練，具有顯著功效。如何合理地設置與開出“綜合性、設計性、創(chuàng)新性”實驗，一直是困擾高校工科專業(yè)教學改革的具體課題之一。

自專業(yè)設置以來，經過幾年的實踐教學改革，結合復合材料與工程專業(yè)的教學特點，筆者充分利用專業(yè)所屬實踐教學條件，并考慮到專業(yè)總體課程體系的合理運行，采取集中學時，匯聚課程，獨立設置，具有綜合與設計性內容的計劃單列的實驗課程。開出時間和內容分兩個階段設置，在第二學年的第三學期，第三學年的第六學期順序開出。

第一階段主要服務于基礎化學、物理化學、工程材料、工程力學等專業(yè)基礎課程。旨在將上述專業(yè)基礎課程中具有聯系性的實驗課程，有機地加以整合，開出具有綜合性、設計性特征的多學時、大容量的綜合性試驗。時間設置為2周。

第二階段主要服務于材料科學基礎、材料力學性能、分析測試技術、高分子材料學、復合材料原理、聚合物基復合材料、復合材料結構設計、復合材料成型工藝與設備等專業(yè)基礎及方向課程。旨在將上述專業(yè)課程中某些具有聯系性的實驗課程，有機地加以整合，開出具有綜合性、設計性特征的多學時、大容量的綜合性試驗。時間設置為3周。

在實踐教學的運行上，以實驗小組為單位，學生自主完成從實驗設計、儀器設備選擇、過程系統(tǒng)操作，結果綜合分析，總結形成的系統(tǒng)過程。教師給予必要的管理與指導，使學生通過該課程的開設，實現復合材料與工程類課程模塊的綜合實驗能力獲得，為其綜合工程素質的提高、相應專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎。

每階段專業(yè)綜合實驗訓練結束后，采取科研論文或綜合實驗報告等方式，呈交實驗總結，學生在報告中系統(tǒng)論述從實驗方案設計，設備儀器及耗材選擇，實驗過程運行，實驗結果分析，工程意識、科研創(chuàng)新意識和專業(yè)實踐能力提高等自我評價內容。

通過專業(yè)綜合實驗，不僅培養(yǎng)了學生駕馭具有綜合性、設計性特征的大型化實驗的論證研究能力，同時一定程度實現了學生的專業(yè)實踐技能，實現了實驗和實習教學的雙重功效。通過幾輪的實踐教學運行，得出了以下幾點認識：

第一，專業(yè)綜合實驗一定程度上實現了實驗課程的工程化。課程以工程實踐為背景或聯系工程實際組織教學，建立起了一個以工程意識培養(yǎng)和專業(yè)實踐能力訓練為宗旨的實驗課教學體系，有利于學生工程實踐能力提高和對未來專業(yè)工作的適應。

第二，專業(yè)綜合實驗較大程度上實現了實驗課的綜合化。綜合實驗訓練與孤立、分散、互不聯系的理論課中的實驗內容比較，按照工程實際進行篩選與整合，合理確定具有綜合性內涵的實驗選題。以這些綜合實驗作為教學內容，有利于提高學生的整體專業(yè)實踐能力和工程意識。

第三，專業(yè)綜合實驗初步實現了實驗課的科學探究性。由于在訓練選題上有意識地設置了實驗的障礙性和設計性環(huán)節(jié)，將實驗與科研工作相結合，并以遞交科研論文的方式結束課題，大大地激發(fā)學生的學習興趣和探索進取精神，有利于提高學生的創(chuàng)新能力。

第四，專業(yè)綜合實驗訓練基本實現了學生參與實驗課的自主性。由于在課程教學運行上強調學生的自主性和主導地位，指導教師僅為必要的輔助支撐，從而為學生提供了一定的自主學習空間，有利于學生個性化的培養(yǎng)。

以第二階段的實驗項目為例，自2017年以來，以實現解決復雜工程問題為目標，將企業(yè)的工程產品如纖維纏繞內壓容器等設計作為實訓項目，從工況分析、方案論證、材料選擇、結構設計、工藝設計、產品檢驗、工藝評定等方面對學生進行全方位的訓練。實訓項目結束緊接著下一個環(huán)節(jié)到相關企業(yè)進行生產實習，真正實現了理論設計實訓與工程實踐的無縫對接，實現了解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)，體現了工程環(huán)境、工程意識、經濟與工程管理、社會責任、健康與安全意識等方面能力的培養(yǎng)。

二、大力推進產學研合作

產學合作教育是培養(yǎng)應用型工程技術人才的必經之路，在建設過程中，專業(yè)始終堅持產學合作，強化實踐教學，取得了可喜的成效。本著“需求導向，特色發(fā)展，科研育人”的原則，專業(yè)教師與哈爾濱拓普復合材料有限公司、創(chuàng)奇建筑材料有限公司等單位不斷深化校企合作，實現了合作育人、合作培養(yǎng)、合作就業(yè)、合作發(fā)展的目標。

堅持“3+1”的人才培養(yǎng)模式。即學生利用近3年時間完成校內基礎教育和部分專業(yè)教育，用1年時間在企業(yè)完成專業(yè)實訓、專業(yè)實習、頂崗實習、資質認證和畢業(yè)設計等實踐教學活動。通過企業(yè)實習，學生能夠深刻地感受企業(yè)文化、體驗實際生產實踐的關鍵環(huán)節(jié)。實習中由現場工程師及工作人員進行理論與實踐知識和技能的講解與指導，使學生結合現場工程環(huán)境及背景的認識，通過動手實踐加深對專業(yè)課程基本理論的理解，了解與課程密切相關的復合材料和產品的生產原理、工藝流程及設備使用狀況。企業(yè)實習能夠充分利用企業(yè)的項目、人才、設備、資金，實施對應用型人才的培養(yǎng)，大大提高了實踐教學的針對性和學生的適應性。學生積極參與教師同企業(yè)的技術合作項目，每屆有30%的畢業(yè)設計選題來自于校企合作課題，同時在教師的指導下，選擇特色項目進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，收到了很好的效果。

三、構建應用型實踐教學體系

實踐教學體系是實踐教學目標的具體體現。在進行專業(yè)課程體系構建時將各個實踐教學環(huán)節(jié)通過合理配置，形成了以應用能力培養(yǎng)為主線，按基本技能、專業(yè)技能和綜合應用能力等層次，循序漸進地設置教學內容的實踐教學體系。將實踐教學的目標和任務具體落實到各個實踐教學環(huán)節(jié)中，使學生在實踐教學中掌握必備的、專業(yè)的、系統(tǒng)的實踐技能，以利于培養(yǎng)既具有創(chuàng)新精神又具有實踐能力的高級應用型本科人才。

實踐教學內容體系由三大模塊構成：通識教育實踐模塊、專業(yè)教育實踐模塊和綜合教育實踐模塊。三大模塊內容相互銜接，形成了由基礎性實驗、綜合設計性實驗、專項技能訓練、專業(yè)綜合訓練到認識實習（企業(yè)文化認知與體驗）、專業(yè)實習、畢業(yè)頂崗實習、社會實踐、畢業(yè)論文（設計）等組成的實踐教學內容體系。復合材料與工程專業(yè)的實踐教學體系如下圖1所示。

實踐教學內容的設置均圍繞解決復雜工程問題的宗旨，著重培養(yǎng)學生的工程意識和工程實踐能力。通過通識教育實踐，使學生能夠對簡單工程問題進行適當描述、求解和解釋，并培養(yǎng)學生的社會責任感，以具備較高的道德修養(yǎng)。通過專業(yè)教育實踐，使學生能夠應用專業(yè)知識對復合材料與工程領域的復雜工程問題進行設計、計算、分析和合理評價，并注重學生實踐能力、團隊合作、溝通交流及語言表達能力的培養(yǎng)，同時使學生能夠理解與專業(yè)相關的標準、規(guī)范，并在設計和實驗過程中體現創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。通過綜合教育實踐模塊，使學生不斷地拓展知識、開拓視野，并注重學生人文社會科學素養(yǎng)、終身學習和適應發(fā)展等能力的培養(yǎng)。

以能力培養(yǎng)為主線的實踐教學體系，強調學生在獲得畢業(yè)證書和學位證書的同時，創(chuàng)造條件鼓勵那些有一定基礎和條件的學生獲得專業(yè)相關的職業(yè)資格證書，使畢業(yè)生拓寬就業(yè)渠道、提高就業(yè)質量，能夠更好地適應崗位工作。借鑒CDIO模式，探索項目化教學，以適應學生從事本專業(yè)實際工作應用技術能力為主線，構建理論和實踐相結合的課程體系，將幾門專業(yè)課程的應用和相關實踐環(huán)節(jié)的操作融入項目之中。淡化專業(yè)課程體系，注重理論在實踐中的應用，提高學生的應用技術能力。緊密聯系生產實際，重組實踐教學內容。通過設立綜合性、設計性實驗項目等方式，提高學生的創(chuàng)新意識和實踐動手能力。為解決人才培養(yǎng)方案中拓寬專業(yè)面和提高學生適應性的矛盾，培養(yǎng)方案按“平臺+模塊”方式構建課程體系。通過合理安排課程實驗和集中性實踐教學環(huán)節(jié)，初步形成了突出工程文化，注重素質養(yǎng)成，直面生產實際，接軌國際要求的實踐教學體系。

黑龍江工程學院復合材料與工程專業(yè)在實踐教學方面的探索剛剛起步，按照新工科和現代工程教育理念的要求，還需要在實踐教學的改革過程中積極探索，不斷創(chuàng)新，為區(qū)域經濟和社會發(fā)展培養(yǎng)應用型、復合型和創(chuàng)新型復合材料類高級專門人才。

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