基于新工科教育背景的無機材料專業(yè)課程設(shè)計教學改革與探索

基于新工科教育背景的無機材料專業(yè)課程設(shè)計教學改革與探究〔〕:

摘要：課程設(shè)計是高等學校理論教學環(huán)節(jié)的重要組成局部，本文結(jié)合新工科教育特征，分析了目前課程設(shè)計存在的問題，對工科類無機非金屬工程專業(yè)的無機材料專業(yè)課程設(shè)計提出了從產(chǎn)業(yè)需求、課程設(shè)置、選題內(nèi)容、過程管理、教師指導等方面進展教學改革與探究，進步教學質(zhì)量，適應(yīng)新工科教育的要求。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計；新工科；教學改革

本文引用格式：葉昌,等.基于新工科教育背景的無機材料專業(yè)課程設(shè)計教學改革與探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(42):35-37.

一前言

新經(jīng)濟的開展對傳統(tǒng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。將來新經(jīng)濟開展需要的是工程理論才能強、創(chuàng)新才能強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型";新工科";人才，因此新工科是高等教育主動適應(yīng)新經(jīng)濟開展的必由之路[1,2]。

課程設(shè)計是在一定目的要求下，將理論課程知識內(nèi)容應(yīng)用在詳細的工業(yè)設(shè)計中[3-4]，是高校培養(yǎng)大學生理論才能、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新才能的重要平臺。新工科教育的一個重要特征就是在教學過程中要不斷根據(jù)新經(jīng)濟開展的需要培養(yǎng)學生的工程理論才能和創(chuàng)新才能，作為教學過程中與實際工程應(yīng)用結(jié)合最嚴密的課程設(shè)計在新工科教育中的地位就尤為重要，因此對當前課程設(shè)計存在的問題要進展全面剖析、改革和探究，以適應(yīng)新工科教育的要求。

二當前新工科教育背景下課程設(shè)計存在的問題

無機材料專業(yè)課程設(shè)計是我校無機非金屬材料工程專業(yè)設(shè)置的一門必修課程，課程設(shè)計時間為兩周，內(nèi)容一般包含工藝設(shè)計和設(shè)備設(shè)計兩大類，學生進展集中輔導和設(shè)計。在新工科教育背景下，分析當前無機材料專業(yè)課程設(shè)計還存在諸多問題，一方面在選題和內(nèi)容上，課程設(shè)計往往是指導教師給定一個題目，學生按要求進展理論計算和繪圖繪制，更多的是紙上談兵，甚至是依葫蘆畫瓢，因此在此形式下學生完成的課程設(shè)計只不過是完成一次大型作業(yè)而已，與當前的產(chǎn)業(yè)需求和創(chuàng)新根本脫鉤，不能很好地表達出學生在新經(jīng)濟開展背景下的理論才能和工程設(shè)計創(chuàng)新的培養(yǎng)。另一方面，目前高校教師大多還囿于重理論輕理論機制中，重學術(shù)影響因子，輕教學過程中產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新工藝引入，不利于引導和鼓勵教師深化企業(yè)，為新經(jīng)濟和企業(yè)技術(shù)進步效勞，課程設(shè)計也就無法從根本上改變和適應(yīng)新工科教學要求。因此，可以看出，在新工科教育背景下，當前的課程設(shè)計教學還存在明顯缺乏，主要表達在以下幾個方面。

〔一〕當前的課程設(shè)計選題和內(nèi)容已不適應(yīng)新工科教育要求

當前我校無機材料專業(yè)課程設(shè)計主要以效勞于幾門重要的傳統(tǒng)專業(yè)課〔水泥、玻璃與陶瓷〕為目的，選題和設(shè)計內(nèi)容大多圍繞傳統(tǒng)的水泥、玻璃與陶瓷的工廠設(shè)計、消費設(shè)備及工藝流程進展，對近年來迅猛開展的新材料行業(yè)〔如新能源材料、高性能構(gòu)造材料等〕涉及不多；除此之外，局部課程設(shè)計內(nèi)容陳舊，不能表達現(xiàn)代化消費過程中企業(yè)的新工藝、新技術(shù)，無法進步學生的綜合才能〔包括學習才能、動手才能、創(chuàng)新才能、工程理論才能、適應(yīng)社會才能等〕和素質(zhì)的作用。

〔二〕課程設(shè)計任務(wù)的設(shè)置不能滿足新工科教育要求

課程設(shè)計任務(wù)主要由查閱相關(guān)資料、設(shè)計計算、繪制圖紙、撰寫設(shè)計說明書幾個局部組成，目前課程設(shè)計的題目較少，任務(wù)設(shè)置欠合理，大多是做一樣題目下的不同參數(shù)的設(shè)計任務(wù)，使得課程設(shè)計題目的重合度較高，學生做設(shè)計的興趣和積極性不高。在設(shè)計過程中，學生大都不會積極主動去考慮問題，同時題目相似也使學生容易出現(xiàn)互相抄襲，抑制學生的創(chuàng)新和獨立工作才能。

〔三〕課程設(shè)計成績考核方式不能完全反映學生的創(chuàng)新和才能

設(shè)計過程中，教師大多都是全程指導，因此學生設(shè)計中一般不會出現(xiàn)太大的錯誤。所以教師假設(shè)僅以設(shè)計說明書和繪制的圖紙來斷定課程設(shè)計的成績，就會產(chǎn)生偏頗，不能真實反映學生在課程設(shè)計過程中知識的理解、運用、領(lǐng)悟和創(chuàng)新，引入辯論可深化考察學生的在設(shè)計過程中對所學知識的掌握情況和設(shè)計創(chuàng)新才能。所以根據(jù)實際情況，探究適宜的課程設(shè)計辯論形式非常必要。

〔四〕指導教師主動適應(yīng)新工科教育的動力缺乏

課程設(shè)計教學對于指導教師來說，需要全程主動引導，特別是當前新工科教育背景下企業(yè)的新工藝、新技術(shù)在課程設(shè)計中的應(yīng)用，涉及的內(nèi)容多，且更新速度快。而目前高校缺乏教師融入新經(jīng)濟開展的相應(yīng)鼓勵機制，指導教師的主動適應(yīng)新工科教育的動力缺乏，使得指導教師在課程設(shè)計中的引導作用降低。

三無機材料專業(yè)課程設(shè)計教學改革與探究

為了主動適應(yīng)新工科教育要求，全面提升學生在課程設(shè)計中的工程理論才能和創(chuàng)新才能，實現(xiàn)培養(yǎng)能主動適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟開展的卓越科技人才，我們在無機材料專業(yè)課程設(shè)計教學過程中作了以下幾個方面的改革與探究。

〔一〕把握行業(yè)開展方向，改革課程設(shè)計任務(wù)、選題和內(nèi)容

首先，我們根據(jù)新工科教育特征和行業(yè)開展方向，修訂無機材料工廠設(shè)計課程設(shè)計教學大綱，增加行業(yè)開展前沿的新材料、新工藝、新設(shè)備的課程設(shè)計教學內(nèi)容，以適應(yīng)新工科教育改革。其次是根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求設(shè)置課程設(shè)計任務(wù)，即設(shè)計任務(wù)的時效性和創(chuàng)新性，實現(xiàn)從單純的完成作業(yè)到與產(chǎn)業(yè)需求和創(chuàng)新結(jié)合的飛躍。三是改革課程設(shè)計選題和內(nèi)容，以前無機材料專業(yè)課程設(shè)計根本上都選擇單一的無機材料制品消費工廠作為題目，如"陶瓷工廠工藝設(shè)計";、"水泥工廠工藝設(shè)計";等，題目大而全，內(nèi)容根本都是按教材要求做，陳舊的課程設(shè)計內(nèi)容與日新月異的材料產(chǎn)業(yè)需求明顯脫鉤，學生做設(shè)計的興趣和積極性往往不高，因此在新工科教育背景下我們對課程設(shè)計的內(nèi)容提出更高的要求，選取的題目要求具有先進性、多樣性和針對性，突顯行業(yè)開展的新技術(shù)、新裝備、新工藝，詳細在幾個專業(yè)方向的選題和內(nèi)容上進展改革。如：建筑工程材料方向的"新型混凝土攪拌站工藝設(shè)計";要求在設(shè)計內(nèi)容上突出智能化、環(huán)?；?、高精度化等；"預應(yīng)力高強混凝土管樁廠工藝設(shè)計";要求在設(shè)計內(nèi)容上要向低能耗、低物耗和高自動控制方向開展；無機材料制品方向的"光伏浮法玻璃消費線工藝設(shè)計";、"高反光率道路標線涂料工廠工藝設(shè)計";那么要求在設(shè)計內(nèi)容上要突出新材料和新工藝；功能材料方向可根據(jù)新材料產(chǎn)業(yè)開展熱點，提出相應(yīng)的課程設(shè)計題目，如"高性能構(gòu)造陶瓷消費線工藝設(shè)計";、"先進鋰電消費線工藝設(shè)計";等，在設(shè)計內(nèi)容上要表達材料制備過程的新工藝，新裝備和新技術(shù)；同時選題和內(nèi)容還可以根據(jù)學生自己就業(yè)簽約單位的實際情況和興趣自主選擇題目，強調(diào)學生自主創(chuàng)新，教師只給出指導性意見。這樣課程設(shè)計任務(wù)、選題和內(nèi)容更多地融入行業(yè)開展的新技術(shù)、新裝備、新工藝，既可到達了產(chǎn)業(yè)需求對于理論性環(huán)節(jié)的要求，又與專業(yè)的就業(yè)實際嚴密聯(lián)絡(luò)，使之培養(yǎng)的學生能較快地適應(yīng)新經(jīng)濟開展的需要。

〔二〕緊扣產(chǎn)業(yè)前沿，變模擬型設(shè)計訓練為考慮型設(shè)計訓練

改變以往的課程設(shè)計照搬教材及參考書，機械模擬的設(shè)計方式，根據(jù)產(chǎn)業(yè)前沿，運用互聯(lián)網(wǎng)和指導教師深化無機材料消費先進企業(yè)搜集的信息和數(shù)據(jù)，根據(jù)真實的企業(yè)環(huán)境，采用分析、研討方式設(shè)計。同時根據(jù)國內(nèi)先進制造企業(yè)已經(jīng)普遍完成了"甩圖板";工程，已大量使用二維甚至三維CAD軟件進展工藝設(shè)計。因此在課程設(shè)計改革中，我們要求每位學生至少要繪制1張以上的CAD圖紙，通過模擬真實的企業(yè)環(huán)境，使設(shè)計更貼近新經(jīng)濟開展的需要，有利于學生在今后的工作中能快速適應(yīng)工作環(huán)境，成為新經(jīng)濟開展需要的合格工程師。

〔三〕積極采用現(xiàn)代通訊工具，加強課程設(shè)計的過程管理

堅持課程設(shè)計的"高標準、嚴要求、重創(chuàng)新";的要求，以課程相關(guān)知識和新經(jīng)濟開展為根底，在設(shè)計中努力做到理論與實際相結(jié)合，繼承與創(chuàng)新相結(jié)合，按照教學大綱要求，從選題、任務(wù)書、任務(wù)的下達、學生設(shè)計、教師輔導進展全面的管理，同時為更好地加強課程設(shè)計的輔導，我們通過建立微信、QQ設(shè)計群，充分利用現(xiàn)代化通訊手段傳輸信息，在相應(yīng)的設(shè)計群中進展討論和輔導，抑制了以往過程輔導中的時間和空間限制，進一步促進教師和學生在設(shè)計過程中的學習輔導交流。

〔四〕構(gòu)建合理的課程設(shè)計考核評價形式，提升學生適應(yīng)新工科教育綜合素養(yǎng)

無機材料專業(yè)課程設(shè)計是對先修課程結(jié)合工程實際的綜合應(yīng)用，也是考核學生對先修課程的綜合應(yīng)用才能，例如在工藝計算中進展全廠物料衡算時，學生普遍感到困難，不能很好地應(yīng)用無機材料工學的知識；在各種產(chǎn)品制備工藝流程設(shè)計時，學生往往按照書中的例題生搬硬套，而不是在理解各種產(chǎn)品之不同制備流程的優(yōu)勢與缺乏根底上，根據(jù)制備產(chǎn)品質(zhì)量要求和工程實際有目的的去選擇適宜的工藝及設(shè)備；在設(shè)備選型計算方面，工藝布置方面也是學生的弱項。在設(shè)計中往往是照搬照抄，對設(shè)計是知其然而不知其所以然，因此引入課程設(shè)計辯論，可深化考察學生的在設(shè)計過程知識的運用和設(shè)計創(chuàng)新點。

我們在確定成績時，除了考慮設(shè)計說明書、圖紙外，參加綜合辯論環(huán)節(jié)，兩個局部在成績中的比例為70%和30%。綜合辯論的形式主要是由指導教師和相關(guān)課程教師組成辯論小組，各位辯論教師根據(jù)課程在教學中應(yīng)到達的根本要求列出知識點，結(jié)合各設(shè)計題目提出相關(guān)問題，由學生進展辯論。綜合辯論有助于學生獨立完成任務(wù)，引導學生運用相關(guān)知識解決設(shè)計中遇到的問題，搞懂設(shè)計中的各個細節(jié)，防止抄襲，這樣的改變使得考核既考慮了結(jié)果也考慮了過程，有利于進步學生的學習的積極性和綜合素養(yǎng)。

〔五〕促進教師深化企業(yè)，強化教師理論才能

新經(jīng)濟的開展對課程設(shè)計指導教師同樣具有極大的挑戰(zhàn)，不僅需要豐富的教學經(jīng)歷和理論經(jīng)歷，而且必須掌握和理解行業(yè)的新工藝、新技術(shù)和開展趨勢。這就要求教師主動走進產(chǎn)業(yè)前沿，通過理論在進展自我提升的同時，實現(xiàn)本質(zhì)性的新經(jīng)濟反哺教學?！?】我們在教學改革和探究中，積極選派指導教師深化企業(yè)調(diào)研，加強與先進企業(yè)的合作，拓展教學資源，理解和掌握當前行業(yè)的開展動態(tài)、消費新技術(shù)、新工藝、新裝備，作為課程設(shè)計選題的根據(jù)，將行業(yè)的新思想與新知識、新技術(shù)與新方法溶入到課程設(shè)計中去，激發(fā)學生在課程設(shè)計中的創(chuàng)新欲望，進步學生的創(chuàng)新思維才能和創(chuàng)新理論才能，實現(xiàn)培養(yǎng)的學生能與新經(jīng)濟進展無縫對接。

四結(jié)語

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