產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法在材料課程教學(xué)中的應(yīng)用探究*

李萬(wàn)喜，杜意恩

(晉中學(xué)院化學(xué)化工系，山西 晉中 030619)

“中國(guó)制造2025”是中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，明確將“新材料”作為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，無(wú)疑為材料產(chǎn)業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇。高等院校既是培養(yǎng)人才的搖籃，又是知識(shí)創(chuàng)新的源頭。如何培養(yǎng)材料學(xué)科高素質(zhì)應(yīng)用型人才服務(wù)于“中國(guó)制造2025”國(guó)家重大發(fā)展戰(zhàn)略，既是高等院校的重要課題，也是國(guó)家關(guān)切的問(wèn)題。但是相關(guān)研究表明，材料相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的就業(yè)情況不容樂(lè)觀，就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力一般，具體表現(xiàn)在學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不強(qiáng)，進(jìn)入工作崗位后適應(yīng)能力較弱[1]。造成這一現(xiàn)象的一個(gè)重要因素是材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)屬于工科專(zhuān)業(yè)，相關(guān)課程的理論性與應(yīng)用性較強(qiáng)，注重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。但是在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，以課本知識(shí)為本位，教學(xué)內(nèi)容枯燥，教學(xué)方法單一，在教學(xué)中主要重視知識(shí)的結(jié)論和教學(xué)的結(jié)果，忽略知識(shí)的形成過(guò)程和發(fā)展變化。這種教學(xué)方式容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)業(yè)水平低下，專(zhuān)業(yè)能力提高緩慢，不利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。針對(duì)這一情況，深化教學(xué)改革，探索新的教學(xué)方法、切實(shí)強(qiáng)化教學(xué)手段以提高教育教學(xué)質(zhì)量已迫在眉睫。

1 產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)理念

產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教育是以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力為重點(diǎn)，充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位等多種不同的教育環(huán)境和教育資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自?xún)?yōu)勢(shì)，把以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)研究有機(jī)結(jié)合的教育形式，是提高我國(guó)高等院校工科專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)水平和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑之一[2]。近年來(lái)，針對(duì)材料專(zhuān)業(yè)課程的產(chǎn)學(xué)研教育，個(gè)別學(xué)校邀請(qǐng)企事業(yè)單位的工程師及行業(yè)專(zhuān)家對(duì)個(gè)別課程進(jìn)行課堂教學(xué)，與同學(xué)們分享他們的親生經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)知識(shí)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用的理解。個(gè)別學(xué)校還選派學(xué)生進(jìn)企業(yè)和科研單位參與相關(guān)項(xiàng)目的研發(fā)工作。還有些高校立足學(xué)校辦學(xué)實(shí)際，規(guī)劃校辦企業(yè)和深化產(chǎn)教融合、校企合作，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合辦學(xué)的探索[3]。這些辦學(xué)方法和教學(xué)手段取得了較好的教學(xué)成效，但仍有許多不足之處，具體表現(xiàn)為：(1)還處于探索狀態(tài)，尚沒(méi)有形成一套較為完整的針對(duì)材料課程實(shí)際情況的教學(xué)方法體系。(2)這種產(chǎn)學(xué)研結(jié)合辦學(xué)對(duì)高校實(shí)力和專(zhuān)業(yè)要求非常高，推廣起來(lái)非常困難。

借鑒產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教育理念，充分發(fā)揮教師的主觀能動(dòng)性，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法是由授課教師將相關(guān)知識(shí)的工業(yè)應(yīng)用背景和科研動(dòng)態(tài)傳授給學(xué)生，讓死板的知識(shí)活起來(lái)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，拓寬學(xué)生的視野和知識(shí)面，從而提高教育教學(xué)質(zhì)量。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方式有著重要作用，對(duì)高校的教學(xué)改革和工程教育質(zhì)量的提高有著積極的作用和影響。

2 產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)

2.1 有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性

現(xiàn)在的大學(xué)生大多都是“00后”，思維極為活躍，喜歡接觸新事物、新思想，陳舊的教學(xué)方法和枯燥的教學(xué)內(nèi)容等容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。心理學(xué)研究表明，人的一切活動(dòng)都是由需要、興趣、動(dòng)機(jī)所支配的。學(xué)習(xí)活動(dòng)亦如此，學(xué)生只有對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，自覺(jué)地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，才能取得較好的成績(jī)。而陳舊的教學(xué)模式不能充分地開(kāi)發(fā)學(xué)生內(nèi)在的潛能，必然被新的教學(xué)方法所取代。產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法以材料相關(guān)課程中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)例和科學(xué)研究相結(jié)合，通過(guò)有效的教學(xué)組織，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多角度豐富學(xué)生的知識(shí)面。

2.2 有利于提高教師的綜合素質(zhì)

高校教師基本上都具有研究生學(xué)歷，不僅具備教學(xué)能力，而且對(duì)本學(xué)科的整體情況有較充分的了解。對(duì)于材料學(xué)科的高校教師，絕大多數(shù)都主持過(guò)研究項(xiàng)目，能把最新的研究成果和研究方法傳授給學(xué)生。在產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)過(guò)程中，教師能吃透教材，根據(jù)課程章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容，精心選取產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的知識(shí)點(diǎn)，查閱與之相關(guān)的科研成果和實(shí)際應(yīng)用案例，將不斷變化的學(xué)科發(fā)展、科研動(dòng)態(tài)和先進(jìn)技術(shù)等內(nèi)容不斷補(bǔ)充用于教學(xué)。在這個(gè)過(guò)程中，可以鍛煉一批具有扎實(shí)理論和實(shí)踐功底，具有奉獻(xiàn)精神的“雙師雙能型”教學(xué)科研隊(duì)伍，以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、求真、務(wù)實(shí)的作風(fēng)全面提高教師的綜合素質(zhì)。

2.3 有利于培養(yǎng)應(yīng)用型人才

人才的培養(yǎng)，必須適應(yīng)信息化和國(guó)際化的要求，知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造并重。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式很難使學(xué)生將所學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用貫通起來(lái)，難以培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。從事教學(xué)科學(xué)研究的教師熟悉自己所從事的研究領(lǐng)域，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)，將材料學(xué)科相應(yīng)的研究成果和應(yīng)用實(shí)例貫穿到課堂教學(xué)中，可以開(kāi)闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力，更好地與社會(huì)需求相結(jié)合，提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

3 產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法的實(shí)施

3.1 師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍建設(shè)，是保證人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要條件。產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法不同于一般教學(xué)，教師需要在業(yè)余時(shí)間針對(duì)相關(guān)課程內(nèi)容查閱各種相關(guān)資料并歸納總結(jié)。所以教師首先需要樹(shù)立全新的教育教學(xué)理念，不斷豐富自己的知識(shí)面，才能保持課堂教學(xué)的先進(jìn)性。在師資隊(duì)伍建設(shè)上需要引進(jìn)和培養(yǎng)有材料專(zhuān)業(yè)背景，具有扎實(shí)理論和實(shí)踐功底，具有奉獻(xiàn)精神的高素質(zhì)高層次人才。

3.2 團(tuán)隊(duì)和課程建設(shè)

根據(jù)材料專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，分階段、分內(nèi)容、多角度地進(jìn)行綜合研究與實(shí)施。具體實(shí)施方法如下：首先選定一門(mén)材料專(zhuān)業(yè)課程，根據(jù)教師專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)組建團(tuán)隊(duì)，分工協(xié)作，根據(jù)課程章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容，精心選取能很好進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的知識(shí)點(diǎn)，查閱與之相關(guān)的科研動(dòng)態(tài)和實(shí)際應(yīng)用案例，確定課程教學(xué)中產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的應(yīng)用實(shí)例。然后將相關(guān)內(nèi)容歸納整合，形成能進(jìn)行課堂教學(xué)的一整套教學(xué)資料和教案，有機(jī)穿插到課堂教學(xué)中。最后通過(guò)學(xué)生的反饋和教學(xué)反思，將相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，優(yōu)化課程教學(xué)中產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的應(yīng)用實(shí)例，強(qiáng)化課堂學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。通過(guò)實(shí)施方法的推廣，可以為材料專(zhuān)業(yè)本科生科技創(chuàng)新教學(xué)體系的構(gòu)建提供有力的支持，為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

3.3 課堂教學(xué)實(shí)施與反思

以晉中學(xué)院精品共享課程建設(shè)項(xiàng)目《材料表面與界面》課程為例，第七章聚合物的表面改性中第一節(jié)電暈放電處理，需要學(xué)生掌握電暈放電處理對(duì)聚合物改性的原理以及改型后的聚合物性能的改善情況，在教學(xué)組織中可以用到產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法。首先提出問(wèn)題，聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴是非極性材料，有高度的結(jié)晶性，表面濕潤(rùn)性差，對(duì)印刷油墨的附著力小，其表面的印刷、粘接、涂層非常困難，所以需要進(jìn)行表面改性。然后分析和解決問(wèn)題，通過(guò)講解電暈放電的原理、工藝流程、處理效果后指出，和其它表面處理方法相比，電暈放電處理簡(jiǎn)便易行，易調(diào)節(jié)，無(wú)污染，可顯著提高薄膜的濕潤(rùn)性，顯著改善印刷油墨的附著力，處理效果好，所以是聚烯烴薄膜中最常用的表面處理方法。例如工業(yè)上聚乙烯塑料袋表面印刷字體和圖案基本上都是采用電暈放電方法。最后深化對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解并擴(kuò)展知識(shí)面。電暈放電處理聚烯烴雖然有很多優(yōu)點(diǎn)并在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，但是它還有一些缺點(diǎn)。例如電暈放點(diǎn)預(yù)處理后的效果不穩(wěn)定，表面極性會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減，處理后最好立即印刷和粘接。針對(duì)這些缺點(diǎn)，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，很多科研工作者對(duì)聚乙烯、聚丙烯等常用的聚烯烴薄膜表面電荷積累與消散以及表面極性衰減機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過(guò)優(yōu)化充電電壓、電流強(qiáng)度、作用時(shí)間、助劑等因素可以提高表面極性衰減時(shí)間，提高印刷質(zhì)量和粘接強(qiáng)度[4-6]。通過(guò)整個(gè)教學(xué)實(shí)施過(guò)程，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決問(wèn)題的熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多角度豐富學(xué)生的知識(shí)面。最后通過(guò)與學(xué)生交流討論，進(jìn)行教學(xué)反思，學(xué)生接受理解能力有限，需要用通俗易通的語(yǔ)言對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展，重點(diǎn)是通過(guò)知識(shí)的學(xué)習(xí)使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究和工程應(yīng)用的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

4 結(jié) 語(yǔ)

教學(xué)改革要以社會(huì)為導(dǎo)向，面向科學(xué)研究與實(shí)踐應(yīng)用，吸納對(duì)應(yīng)行業(yè)和領(lǐng)域的最新需求、最新技術(shù)、最新應(yīng)用，并融入教學(xué)中，主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)需求。本文堅(jiān)持以學(xué)生為本和以能力培養(yǎng)為核心的教育教學(xué)理念，創(chuàng)新性地在材料課程教學(xué)中進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法的應(yīng)用探究，以材料相關(guān)課程中的重要知識(shí)點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)例和科學(xué)研究相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，多角度豐富學(xué)生的知識(shí)面，開(kāi)拓學(xué)生的視野和思路，訓(xùn)練學(xué)生的思維變通性和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為材料課程體系產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)改革提供一個(gè)新思路和有力的技術(shù)支持。