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關鍵詞:
課程設計環節作為高分子材料與工程專業實踐教學的重要環節,所占學時僅次于畢業設計環節,歷年來均以繪制塑料模具圖為課程設計內容。但從學生就業情況來看,從事高分子材料產品生產管理、原材料改性、成型工藝制定等工作的學生已占2/3,而從事高分子材料成型模具設計的學生僅總人數1/3左右。顯然,課程設計的教學內容已無法適應企業的人才需求。課程設計環節迫切需要補充材料改性以及工藝制定等內容,以便在有限的實踐教學學時以及有限的設備條件下讓更多學生獲得材料改性及工藝制定方面的訓練[1]。從2012年起,筆者承擔了高分子材料與工程專業課程設計改革的相關教研課題,在課程設計指導工作中增加了材料改性及工藝探索的題目,由學生獨立完成。通過兩屆學生試點,證實了學生在4周內完成材料改性及工藝探索相關內容的可行性,也在課程設計題目選取、人員進度安排及突況處理等方面積累了經驗。相關改革成果為2015級新生培養方案中增設“專業綜合實驗”環節提供了重要的實踐依據。
1課程設計改革內容簡介
2012年秋季學期,筆者承擔了課程設計改革相關教研項目。按照進度安排,第一次試點放在2013秋季學期,從筆者指導的5名2010級學生中抽選了2名學生完成材料改性相關課題,主要是驗證學生在4周內完成材料改性課題的可行性;2014年秋季學期進行了第二次試點,從筆者指導的11名2011級學生中指定4名學生完成配方探索及工藝制定相關內容,這一階段主要是在課題選取、實驗進度安排及突況處理方面進一步積累經驗。
2改革試點成果介紹
2.1課程設計題目選取與人員安排
選擇難度適中的設計題目是保證學生如期完成課程設計的前提[2]。因材施教、因人定題,最大限度的激發學生的主動性,才能確保課程設計順利進行。往屆高分子專業的學生只會在畢業設計階段涉及到材料改性及工藝制定的內容。畢業設計階段時間非常充裕(12周),足以讓學生熟悉相關設備的操作以及應對實驗失敗等突況。而課程設計環節僅有4周的時間,因此課程設計選題應“小而精”,難度應明顯低于畢業設計題目。基于以上原因,筆者在第一階段試點時選取了有一定研究基礎的課題,在材料制備工藝方面無需進行探索,減少了學生“走彎路、耗時間”的可能。將往屆畢業設計題目“硅橡膠阻燃材料性能研究”分化為兩個課程設計題目,分別由兩個學生完成“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”以及“結構控制劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”。從第一階段試點結果看,學生借助已有的工藝參數,在第一周的實驗中就順利制備出了硅橡膠材料的空白試樣,完成后續實驗內容的時間也較充裕[3]。因人定題有利于最大限度的激發學生的主動性和創造性。在第二階段試點時,筆者在題目選取方面做了新的嘗試。在這一階段試點的學生中,有3名學生的題目仍然衍生于往屆的畢業設計題目。而有1名學生曾擔任過兩年的科研助手,具有較強的動手能力和獨立思考能力。針對這名學生的特點,筆者讓其獨立制備一種天然有機填料/淀粉膠復合材料,實驗原料及實驗方案等自己通過查閱資料確定,筆者僅在實驗遇到困難時參與討論并提出建議。最終,該名學生通過6輪實驗探索制備出了符合要求的材料樣品。試點結果證明,對于主觀能動性較強的學生而言,即使只有4周時間,也能在沒有研究基礎的情況下完成課題內容,但實驗工作強度偏大。課程設計題目與學生就業意愿相結合,也有利于激發學生的主觀能動性。對于在大四秋季學期工作單位已提前落實為材料改性或工藝制定崗位的學生,可以優先安排其在課程設計階段進入相關實訓。本次課程設計改革中,參與第一階段試點的一名學生在課程設計開始前就確定了工作單位(主要生產硅橡膠產品)。由于課程設計題目與就業單位需求密切相關,這名學生在課程設計過程中非常積極主動,最終很好的完成了課程設計內容[3]。
2.2實驗進度安排及突況處理
課程設計時間有限,如果安排材料改性及工藝制定內容,則在短短4周時間內需要學生完成資料搜集、方案擬定、方案實施、論文撰寫等內容,因此需要指導教師合理安排實驗進度。此外,由于實驗設備故障、實驗失敗等突發因素會嚴重影響實驗進度,如何制定出行之有效的應急方案是確保課程設計順利完成的又一關鍵。課程設計初步的進度安排是[4-5]:第一周完成資料搜集、方案制定以及原料采購;第二周、第三周進行實驗;第四周完成課程設計論文撰寫。在兩次課程設計改革試點中,均出現了一些突況,導致實驗進度安排臨時調整。在第一次試點時,由于實驗關鍵設備平板硫化機的溫控器失靈而維修了幾天,耽誤了實驗進度。針對這一突況,指導教師及時調整進度,讓學生在設備維修期間完成前期實驗數據整理及課程論文框架構建等工作,從而大大縮短了后期課程論文撰寫的時間,確保了課程設計如期完成。第二次試點時,由于其中一個選題沒有研究基礎,學生在實驗過程中花了兩周多的時間嘗試了多種原料配比,才最終敲定實驗方案。所幸學生自身積極性很高,時間安排也比較緊湊,白天進行探索實驗,晚上查閱資料調整實驗方案,最終按期完成了課程設計論文。由此可見,科學合理的實驗進度安排不能僅僅依靠指導教師“紙上談兵”,還應該結合學生的自身能力以及參與實驗的積極性進行設定。對于能力強、積極性高的學生可以適當提高要求,增加實驗內容,緊湊安排實驗,以便學生得到更多的能力鍛煉。對于專業基礎較弱、動手能力相對較差的學生,可以預留出合理的機動時間,以便學生能從容完成實驗內容。
3改革成果推廣及應用
目前,本次課程設計改革成果已經進入應用階段,在本校高分子材料與工程專業本科生人才培養方案中已經增設了4周的“專業綜合實驗”環節,并從2015級學生開始實施。這一環節將專門用于學生進行材料制備及工藝探索等綜合實訓內容。筆者認為本次課程設計改革已經達到預期目標:(1)改變了課程設計實踐環節內容單一的現狀;(2)證實了4周內完成材料配方探索及工藝制定等內容的可行性;(3)進一步鍛煉了學生的動手能力和獨立思考問題的能力;(4)為人才培養方案的調整提供了實踐依據。
4結語
課程設計改革能夠使學生的動手能力得到進一步鍛煉,從而使其成長為復合應用型人才。課程設計內容多元化,可以讓學生所學知識更貼近企業需求,有利于擴大學生就業面,從而實現學校、企業“雙贏”合作。相信本次課程設計改革取得的成果在將來的實踐中會得到進一步完善充實。
作者:盛旭敏 單位:重慶理工大學材料科學與工程學院
參考文獻
[1]盛旭敏.淺談高分子材料與工程專業課程設計改革[J].廣州化工,2014,42(7):182-183.
[2]范雪兵.“機械設計課程設計”多理念融合教學改革實踐探討[J].中國電力教育,2012,(26):69-70.
居住地:北京
電 話:139********(手機)
E-mail:
最近工作 [1年7個月]
公 司:XX重工有限公司
行 業:機械/設備/重工
職 位:產品項目經理
最高學歷
學 歷:本科
專 業:高分子材料與工程
學 校:西北工業大學
自我評價
本人思想成熟、為人誠實、個性穩重、具高度責任感、能夠同他人一道很好地工作,吃苦耐勞、學習能力優、事業心強,具有比較強的專業理論知識,在多年工作的磨練中,夠較好的解決實際技術問題,深入現場了解情況,認真學習新知識。熟練本專業的制圖軟件AutoCAD、Proe和Office等應用軟件。
求職意向
到崗時間:一周之內
工作性質:全職
希望行業:原材料和加工
目標地點:北京
期望月薪:面議/月
目標職能: 復合材料技術主管
工作經驗
2012 /9—至今:XX重工有限公司[ 1年7個月]
所屬行業:機械/設備/重工
技術部 產品項目經理
1、組織上海工廠首套與外購1.5MW主模具配套的梁帽、腹板模具的設計及制造并通過試產驗收;
2、組織編制各型號產品制造標準作業指導書;
3、組織設計各種葉片生產過程中所需工藝裝備并試用推廣;
4、通過精致化管理,精算各型號材料用量并不斷優化,使全進口材料葉片成本降到國內最低。
2011 /8—2012 /8:XX加工有限公司 [ 1年]
所屬行業:原材料和加工
技術部 塑料工程師
1、主持設計開發了75系列新型環保型硬質PVC型材、PVC-U型材外表鏡面技術的研發等;
2、引進高質量低價格的原輔料,經測試合格后導入生產之中,優化PVC型材配方的配方體系;
3、將UG、AUTOCAD等設計常用軟件引入工作之中,公司設計好模具后外發加工;
4、匯總生產過程中常見問題點及相應解決方案;
5、針對具體的工程項目為銷售人員制作風壓計算書以供投標使用;
6、根據部門安排參與公司其它生產基地的部分技術研發類工作。
2011 /7—2012 /7:XX加工有限公司 [ 1年]
所屬行業: 原材料和加工
材料研究部 材料開發
1、在原料及開發階段主要負責水蓋及百事蓋用HDPE樹脂及色母開發;
2、制定公司內部所有原物料規格,管控進料檢驗,避免生產隱患;
3、原料開發之前進行MI、流變、色差等基礎數據檢測;
4、供應商技術溝通,就材料開發過程中出現問題加強溝通縮短開發時間;
5、從企劃階段經競品分析、單本分析、單模制作直至產品量產,資料轉移至制造部門整個項目過程。
教育經歷
2007 /9—2011/7 西北工業大學 高分子材料與工程 本科
證 書
2009/6 大學英語六級
一、簡析高分子材料與工程專業及其發展現狀
(一)高分子材料與工程專業的演變過程
高分子材料又稱為聚合物材料,它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年,我國就設置了高分子類專業,很多高校陸續設置了高分子類專業,比如:化學纖維、高分子化學、復合材料等專業。隨著我國經濟的飛速發展,為高分子材料和工程專業的結合和發展創造了良好的條件,為了培養具備高分子材料和工程方面的高素質人才,教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業統一稱為“高分子材料與工程專業”,這一歷史性的創新將迎來嶄新的發展,期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識,力圖造利于我國在科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發展,推動我國新領域的開發、研究,增強國力,在世界經濟中站穩腳跟。
(二)高分子材料與工程專業的發展現狀
材料是人們賴以生存的物質基礎,高分子材料與我們的生活息息相關,小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆,大到汽車輪胎、防彈衣,玻璃鋼等等,都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段,高分子材料的生產量無法滿足市場的需求,高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發達國家的水平,資源的浪費和低利用率,以及對環境的污染等等都亟待解決。同時,高分子材料與工程專業人才的就業情況不是很好,截止到2012年,全國以高分子材料與工程專業招生的學校達到145所,其中教育部直屬院校18所,國防科學技術工業委員會院校5所,地方院校119所,其它3所,主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區、直轄市,招生人數也在逐年增加,但是畢業人員的就業情況卻與之不匹配,很多學習這個專業的人才在畢業以后卻沒有從事與該專業有關的行業。此時,我們需要重新審視,如何保證培訓質量和就業問題,培養怎樣的高級工程技術人才,才能滿足社會對高分子材料與過程專業人才的需求。與此同時,我們還需要從環境、能源方面去考慮,節約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品,保護環境,減少資源的浪費。
二、高分子材料與工程專業的發展前景
高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工,這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優異性能,從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域,并已成為現代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業的結合是任何行業不可或缺和取代的,小到穿衣吃飯、電腦手機,大到建筑樓房、航空航天。直觀數據顯示,高分子材料與工程專業的就業率還是很高的,達到了92%以上。21世紀以來,中國高分子材料工業取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑料行業,合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長,從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業日益廣泛的應用發展來看,也顯示了中國高分子材料與工程專業強勁的發展勢頭。盡管高分子材料與工程專業還存在著很多的不足,但是它的發展前景還是很好的,市場的需求量也很大(包括橡膠、塑料制品、復合材料等等)。在當今的新形勢下,我們面臨的是挑戰,同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發達國家之間的差距,需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用,教育部門應當規范化辦學,適當的控制招生規模,提高教學質量,調整高分子材料與工程專業的技術知識結構體系,模擬創業訓練,培養科學研究、應用研發、生產工程技術、營銷管理等方面的人才,以此來適應社會經濟的發展。據調查顯示,72%的高分子材料與工程專業學生可以在科研、教學、企業等領域得到很好的發展,他們在畢業以后能很快找到工作,既可以從事高分子材料的研究,也可以從事加工工藝技術的開發或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等,其薪資也屬于中等水平。
總結:
高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發展,我國人民的可支配收入逐漸增加,城市化的進程不斷加快中,人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大,綠色環保成為未來發展的需求,因此,社會需要高分子材料與工程專業的專業性人才。有關高分子材料與工程專業的行業有很多,而且涉及范圍很廣,高分子材料與工程專業的就業前景廣闊,影響著我們的日常生活(包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域),并發揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業存在著很多不足,需要我們與時俱進,在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創新,運用新材料、新技術,適應社會經濟的發展,不斷改革和創新,從而帶動我國經濟的飛速發展,提高我國的生產力和科技水平。
參考文獻:
[1]趙長生. 高分子材料與工程專業發展與教育現狀[A]. 中國化學會高分子學科委員會.2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C].中國化學會高分子學科委員會:中國化學會,2011:1.
[中圖分類號]G40[文獻標識碼]A[文章編號]10054634(2017)020061040
專業改革的大背景
目前,我國正處于經濟社會發展的“新常態”時期。對“新常態”的內涵有不同的理解,但最重要的還是經濟發展降速,從資源驅動、勞動力驅動發展向創新驅動發展,這就要實行經濟結構調整和轉型,鼓勵創新創業,支持新興戰略性產業,發展高科技產業,支持綠色環保產業。因此要淘汰落后產能,向科技要增長[1,2]。這種“新常態”將要持續很長一段時間,大學對人才的培養模式與方法也要做相應調整。學校黨委也提出了學校轉型發展,要建設特色鮮明的高水平應用型大學,切實認識到轉型發展的重要意義,把思想認識統一到轉型發展這一重大戰略部署上來,實現從以教學為主向教學科研并重、以本科教學為主向本科、研究生教育并重、從行業為主到行業與地方并重3個轉型發展貢獻力量,要緊緊抓住“提高科技創新能力”這一關鍵,通過推動綜合改革,釋放轉型發展的活力;通過開放辦學,調動一切可用資源;通過科教融合,充分發揮科研在人才培養中的作用,努力為轉型發展開辟道路,努力提升學校的辦學實力和核心競爭力[3,4]。為了適應我國的“新常態”,實現學校的轉型發展要求,高分子專業就必須進行改革,探索人才培養的新模式,從而提高培養質量。
1北京石油化工學院高分子材料與工程專業現狀北京石油化工學院是一所注重學生發展、以學生為中心的應用型大學,學校秉承“學以致用、寧靜致遠”的教育理念,本著公開、公正、公平的原則,管理日益精細化和人文化,為學生的發展提供了好的平臺,培養具有高水平工程實踐能力的人才。高分子材料與工程專業是本校最早建立的專業之一,自1978年我國恢復高考以來,高分子材料與工程專業陸續培養了2 000余名高分子材料與工程專業人才。
傳統的高分子材料主要分為塑料、橡膠和纖維三大類,用量大、企業多、產能過剩,但附加值低、競爭激烈,較難凸顯出高科技特點,在經濟發展“新常態”時期,正在喪失優勢地位,難以引起學生們的學習興趣,造成學生學習積極性不高,就業率偏低。同時,學校為北京市屬高校,高分子材料工程專業本科生主要為北京生源,其就業地主要為北京地區。北京市已經根據中央的要求和我國經濟發展“新常態”的特點,制定了經濟社會發展的新戰略,既淘汰、轉移傳統產業,鼓勵發展綠色環保的新興產業[5],傳統的高分子材料制備和加工已列為向外轉移產業,如北京華盾雪花塑料集團公司主要從事塑料薄膜、管材、中空容器的生產,已啟動向河北搬遷工程。類似這類的傳統塑料、橡膠制品生產企業將陸續移出北京,造成高分子材料崗位人員需求大量減少。在高分子材料制備領域,更是受到大氣污染治理的約束,難以發展,如燕山石化公司的產量和規模正在逐年減少。在可預見的將來,不排除移出北京的可能。因此,高分子材料與工程專業畢業生在北京的就業競爭日益激烈,學校在傳統的高分子材料制備與加工領域不具有優勢,必須另辟蹊徑,尋找新的專業方向,開拓新的就業領域,從而提高就業率,因而,需要對專業進行改革。
2為學生搭建有特色的成長平臺
學校及專業必須為學生搭建各類成長平臺,讓學生得到全面發展。根據學校的特點,主要為大學生搭建了以下成長和培養平臺。
1) 工科專業的核心是培B學生的科技創新能力。高分子材料與工程專業是本校最早的專業之一,已有30多年的歷史,是北京市“特色專業”和北京市“重點建設學科”,特別注重大學生科技創新能力的培養,在這方面,學校為學生搭建了國內先進、具有一定國際影響力的大學生科技創新平臺――“特種彈性體復合材料北京市重點實驗室”,擁有裂解色譜質譜聯用儀、紫外加速老化儀、高級旋轉流變儀、凝膠滲透色譜儀等3 000多萬元的儀器設備,實驗室對學生開放,學生可以從事“大學生科研創新項目”研究,為他們科技創新能力的培養打下了堅實基礎。
2) 為學生搭建了科研訓練平臺――大學生研究訓練計劃(URT),要求高分子專業學生必須參加URT項目。URT項目來源于教師的科研項目,同時也鼓勵學生根據自己的興趣提出課題,經過論證后也可列入URT項目。URT項目以團隊為主,確定項目負責人,制定任務分解,讓團隊內各成員發揮各自的特長,并鼓勵跨專業組隊,培養了學生的團隊合作意識和人際交流能力等,對他們的成長是一個極大的鍛煉。通過上述科技創新能力的培養,畢業生可從事科技創新創業工作,有些已成為科技公司的負責人,如廣東聚賽龍公司的總經理郝源增先生,他還在在高分子材料專業設立了“聚賽龍獎學金”。
3) 搭建了“高分子材料多層次、模塊化實驗教學體系”,開設了一系列設計性、綜合性、創新性實驗,可根據學生興趣和特點自由選擇,充分調動學生的積極性。高分子專業實驗多為單一的驗證性實驗,改革后開設了多個設計性實驗,建立高分子材料與工程專業多層次、多模式創新實驗教學體系,注重創新能力培養,突出工程實踐特色,進行結構重組和整體優化,構建了高分子材料專業一體化、多層次、多模式創新實驗教學體系。強化綜合型和設計型實驗,為學生綜合運用所學知識和實驗技術解決實際問題提供自由探索的空間,全面開放實驗室,給學生提供更多的動手機會,促進學生知識、能力、素質協調發展;優化實驗技術人員隊伍,提高實驗人員素質和水平。
在創新型實驗教學體系中,設計性實驗是重中之重。設計性實驗的主要目的是讓學生通過查閱文獻設計方案,解決相對于自己的知識水平仍屬于“新”的問題,這些問題有些屬于學科的前沿問題,有些是工業生產、科學研究中的某些關鍵問題,可以稱之為“二次創新”,形成“新材料制備表征應用”3個階段,以“立題調研設計實驗結果分析與討論撰寫研究論文”為主線進行教學,大大提高學生的科技創新能力。
4) 建立了一套產學研合作教學體系,搭建了工程實踐能力培養平臺,培養學生的工程實踐創新能力。學校與中國石化、燕山石化合作建立了國家級大學生實踐教學基地,與北京雪花華盾塑料公司建立了北京市級大學生實踐教學基地,與北京碧水源公司、中科納通公司、炭世紀公司、科化微電子公司、華德密封公司、華融塑膠公司等建立了校企合作產學研基地,為大學生的實踐教育提供了平臺,學生可以根據自己的興趣和就業意愿,選擇這些企業實習和實踐,大大提高了學生的實踐活動興趣和就業能力。
5) 搭建了大學生學科競賽體系,培養學生的創新產業意識和能力。如依據全國高分子材料創新產業大賽的宗旨和規則,創辦了本校高分子材料創新創業競賽,學生們有好的成果、好的設計均可以參賽,優勝者選拔參加全國高分子材料大學生創新創業大賽,大大開拓了學生的視野,提高了學生們的綜合能力。
3學生綜合能力培養的做法
作為一個應用型本科院校,本專業特別注重學生如下能力的培養:(1)創新意識和創新能力;(2)工程實踐能力;(3)適應社會發展能力和自我提高能力。為了達到上述能力的培養,實施了以下措施。
1) 不斷修訂完善高分子材料專業的培養方案,結合時展,凝練專業建設內涵,適應經濟社會發展要求。如近期修訂了“高分子材料與工程專業培養方案(2013版)”,通過與企業等用人單位研討,提出了高分子材料專業新內涵的建O與探索,即專業向“功能高分子材料”內涵發展,使之更適應目前我國經濟結構調整、創新驅動的“新常態”。傳統高分子材料主要有塑料、橡膠和纖維,這些材料產量大、技術成熟,市場也已飽和。功能高分子材料是新材料的重要內容,是國家鼓勵發展的七大新興戰略性產業之一。功能高分子材料種類也很多,學校結合北京市和全國情況,進一步凝練,提出把形狀記憶高分子材料、生物醫用高分子材料、3D打印高分子材料、太陽能電池用高分子材料和電子信息用高分子復合材料作為本專業的重點內容。
如形狀記憶高分子材料,具有形狀記憶功能的材料,不管它如何變形,都可以在一定條件下恢復它原來的形狀,可以應用在自修復涂層(如汽車涂層,如有劃痕,可以拿吹風機加熱一下既可以修復)、自修復材料(如風電葉片出現裂紋,也可以這樣修復)、醫用骨固定夾板和繃帶(代替石膏,不僅輕,而且方便裝卸)等。再如,3D打印成型(也稱快速增材制造)發展很快,國家工信部剛剛制定了3D打印產業發展綱要,要在“十三五”期間大力發展。其中,很重要的一類為激光快速光固化成型體系,它使用的材料大部分為可光固化樹脂,這也是學校的專業內容之一。
2) 實施教育部“卓越工程師計劃”,與現代化的行業、先進企業建立合作關系,使之成為學校的實習實踐基地。建立先進的產學研教育體系,聘請大量的校外教師講學,使學生了解專業前沿和社會需求,從而有利于他們的就業。本專業是全國首批教育部“卓越工程師計劃”試點專業,該計劃的目的是培養具有高的工程實踐能力的人才,從而推動我國產業界創新能力的提升。本專業的主要的培養手段就是增加企業階段學習經歷,提前讓學生熟悉、掌握企業的運行機制和環境,近幾年,陸續與北京市等地的現代化企業建立了產學研教育體系,如燕山石化公司、華盾雪花公司、北京碧水源公司、北京炭世紀公司、北京中科納通公司、北京東方雨虹公司、廣東榕泰公司等。其中,燕山石化、碧水源、東方雨虹和廣東榕泰均是上市公司,具有現代化的企業管理制度,非常適合本校學生,因此與他們建立關系,不僅使學生掌握了產業先進的知識和技術,也有利于就業。
3) 開展國際工程專業認證,按照國際標準培養人才,從而使學生具有國際視野,也有利于他們的出國留學。
4) 開展高分子材料創新創業競賽,選拔優秀的學生和項目參加全國大學生創新創業大賽,強化他們的創新創業意識,有利于他們畢業后進行創業。如2013年高分子專業高Z11班周穎等5名學生組成了“綠色風采隊”,參加了由中國化工聯合會、中國化工教育協會、青島橡膠谷等主辦的“首屆全國高分子材料創新創業大賽”,參賽的項目是“高性能環保型大規模集成電路封裝材料”,該項目在全國100多所院校近200個項目中脫穎而出,贏得專家的好評,獲得大賽二等獎,并獲得創業基金1萬元。
5) 實行全程學業導師制,自新生進校開始就配備學業導師直到畢業,全程指導,使學生更好地成長。逐步完善學業導師考核機制,調動教師的積極性,指導學生學習、生活、科研、就業等。
4結束語
通過上述改革,學校高分子材料與工程專業學生有如下特點:(1)拓寬了高分子材料專業就業渠道,提高了就業率,除了在傳統的石化企業、塑料橡膠纖維制品制造企業就業外,還可以在高科技高技術領域就業,如航空航天企業、醫藥及醫療制品企業、汽車企業、家電企業、手機企業、新能源企業等,每年的就業率均在95%以上;(2)通過加強工程實踐能力的培養,本專業畢業生的工程實踐能力大大提升,創新創業能力顯著提高,得到了用人單位的肯定;(3)擴展了學生的國際化視野,提高了考研率和出國深造率。
參考文獻
在校期間,他充分利用學校優越的學習條件和濃郁的學習氛圍,認真學習了高分子材料與工程專業所規定的教學內容,并多次獲得獎學金;他還順利通過了英語四、六級和計算機二級考試,并拿到駕駛證和普通話證等證書;能熟練地操作word、excel、powerprint、solid works等軟件。另外,該生還輔修了金融學、心理學、太陽能光伏學等課程,并在相關領域有他自己獨特的見解。
XX同學還擔任了兩年的班級干部,這些經歷和大量的社團活動讓他充分具備了組織能力和與人溝通的能力;多次參加“三小”、“挑戰杯”等科技創新大賽鍛煉了他堅實的創新能力;假期的社會實踐活動,特別是到XX集團當銷售員,讓他更加具備了吃苦耐勞的精神。他充分認識到強悍的專業知識和豐富的社會閱歷是走向工作的基石。
行為上,他思想飽滿、愛好廣泛、嚴于律己、責任心強,對事物精益求精,能正確處理與身邊人員的關系,同時,他還嚴格要求自己,不斷積極進取,勤奮向上,努力將自己打造成一名有理想、有文化、有道德、有紀律的合格社會接班人。
該生堅信,勤奮才是真實的內涵。只要勤奮努力,他相信自己能夠很快適應工作環境,熟悉業務,并且在實際工作中不斷學習,不斷完善自己,做好本職工作。他熱愛貴單位所從事的事業,殷切地期望能夠在您的領導下,為這一光榮的事業添磚加瓦;并且在實踐中不斷學習、進步。
Reform and practice on teaching of polymer materials in mechanical engineering materials course
Dong Xufeng, Qi Min, Wang Weiqiang
Dalian university of technology, Dalian, 116024, China
Abstract: In most universities, metal material is the route of mechanical engineering materials course. Polymer materials have been a new type of engineering materials in the recent 50 years. Therefore, it is necessary to increase the proportion of polymer materials and make corresponding reform in the teaching of mechanical engineering materials. In this paper, the reform and practice experience on mechanical engineering materials in Dalian university of technology is introduced. Reforms were made in content, aim, process, method and reference books. The practice results indicated good teaching effect was obtained.
Key words: mechanical engineering materials; polymer materials; teaching reform
機械工程材料課程是面向非材料專業學生開設的介紹材料科學與工程基礎內容的課程,涉及專業包括機械、化工、船舶、汽車、航空航天等。目前大多數機械工程材料課程的講授以金屬材料為主線,內容涵蓋金屬材料的化學成分、組織結構、加工工藝與性能之間的關系等[1,2]。教學目的是讓非材料專業學生了解常用金屬材料的性能、應用范圍和加工工藝,初步掌握金屬材料的選用原則與方法,同時能夠對實際工程中與材料相關的基本問題進行正確分析和處理。
1 高分子材料教學改革原則
20世紀中期以來,大批新型高分子材料的合成拓展了人類使用材料的范圍。與金屬材料相比,高分子材料具有密度小、比強度高、原料豐富、成型簡單、成本低、耐腐蝕等優點。近年來一些性能優異的高分子材料在諸多領域呈現取代傳統鋼、鐵等金屬材料的趨勢,成為機械工程材料中不可忽視的一部分[3]。因此,在機械工程材料課程的教學過程中,須摒棄完全以金屬材料為主體的授課方法,適當增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此,我校在2013年對機械工程材料32學時課程的教學計劃進行了調整,將高分子材料部分由之前的2學時增加到4學時,并確定了以下改革原則:
1.1 授課內容強調基礎性
高分子材料與機械類學生通常接觸到的金屬材料在結構、性能、制備工藝等方面有很大的區別。向機械類學生講授高分子材料,主要目的是讓他們對高分子材料有最基本的了解。在短短4學時內,不可能也沒必要將高分子材料相關的全部內容壓縮講授。這就決定了機械工程材料課程中高分子材料部分必須側重于基礎性知識,對于理論性、專業性太強的知識點必須舍棄。基礎性內容應當包括高分子材料的基本概念、分類、結構特點及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學性能[4-6]。
1.2 授課目標偏向工程性
高分子材料不僅可作為結構材料使用,也可以作為功能材料使用。對于非材料類專業的學生,特別是機械類專業的學生,更關心材料的力學性能和應用范圍。因此,在課程內容的安排上,應以與機械工程有關的機械性能為主,給出常用工程高分子材料的基本力學性能指標及適用領域。
1.3 授課過程重視學生的先修知識
大多數高校的機械工程材料課程以金屬材料為主線,在學習高分子材料之前,學生對金屬材料已經有基本了解。高分子材料與金屬材料之間存在較大差異,例如:高分子材料的聚集態結構以非晶結構為主,而金屬材料則以晶體結構為主;許多高分子材料,特別是橡膠類的高分子材料具有金屬材料所不具備的優良彈性等。學生先修知識的習慣思維在他們學習高分子材料時可能會引起沖突,因此在授課時必須對金屬材料與高分子材料的差異予以考慮。采用與金屬材料對比的方法學習高分子材料,有利于幫助學生澄清概念,更好地掌握高分子材料的知識。
1.4 教學方式應具有高效性
高分子材料課程涉及的概念繁多,容易混淆,對于機械類學生而言比較抽象,難以理解。在短短的4學時內,要想讓學生盡可能多的掌握高分子材料的相關基本概念,必須摒棄照本宣科或一味講授的教學方式。通過高效的教學方式,充分調動學生的積極性、主動性,引導學生思考,方能達到理想的教學效果。
1.5 提供擴展知識的參考書
由于高分子材料的性能、結構、制備工藝以及表征與金屬材料和陶瓷材料完全不同,而且目前在機械工程材料中高分子材料部分比例很少。為解決這一矛盾,在章節后面列出了比較系統的高分子材料性能、內容、結構、制備工藝以及表征方面的書籍,以供學生參考[7,8]。
2 高分子材料教學改革
根據以上原則,我們在2013年度的授課過程中對高分子材料的講授進行了調整,具體如下:
(1)授課內容及學時安排:高分子材料的基本概念(高分子、單體、鏈節,0.5學時),高分子材料的分類方法(按用途分類,按熱行為分類,按反應類型分類,按主鏈結構分類,0.5學時),高分子材料基本結構(簡單介紹近程結構、遠程結構、聚集態結構的概念,0.5學時)及物理狀態(玻璃態、高彈態和粘流態,0.5學時),典型工程塑料的力學性能和應用(1學時),典型合成橡膠的力學性能和應用(1學時)。
(2)重點講授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學性能及典型工程高分子材料的適用領域。
(3)授課過程中通過列表等方式將高分子材料的相關內容與金屬材料進行對比,一方面避免概念混淆,另一方面突出高分子材料與金屬材料的不同之處。
(4)采用啟發式教學模式,通過設問、模擬實驗、舉例、探究等方法引導學生思考;在多媒體課件中,采用豐富的圖片、動畫激發學生學習的積極性和主動性。
3 結束語
通過機械工程材料課程中高分子材料的教學方案改革,學生對這種新型工程材料有了基本且更為全面的了解,他們深刻認識到,高分子材料是機械工程材料領域中不可忽視的分支。
參考文獻
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高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。
一、高分子化學實驗教學現狀剖析
1.實驗教學體系和內容欠爭理
多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。
2.實驗教學方法單一
學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。
3.實驗嫩學手段落后
在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。
二、新教學模塊的實踐性探索與成效
針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。
1.基礎技能實驗教學模塊
基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。
基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%~50%為宜,課時數約30學時,開設8~10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。
2.綜合設計實驗教學模塊
綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。
教學內容設計在課時總量的20%~25%為宜,課時數約15學時,開設2~3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的100%~200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%~1.0%、反應溫度設定在75℃~85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
3.研究創新實驗教學模塊
設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。 本實驗模塊是實驗教學的最高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%~25%為宜,課時數約15學時,開設2~3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。
三、結論
基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著,特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系,高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立,以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。
參考文獻
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化工原理是一門工程性、實踐性很強的專業基礎課程,是高分子材料與工程(以下簡稱“高材”)專業重要的必修課。其教學水平、教學內容、教學方法及教學質量被視為衡量本專業本科教育的重要因素及評價指標,是從基礎到專業的連接。高材專業的學生在學習化工原理的過程中,存在較多問題,其原因有如下幾點:①高材專業的學生沒有學習過工科基本課程,缺乏基本的工程觀念,在學習過程中很難做到聯系實際的設備、工藝流程。②部分學生先修課程基礎薄弱,面對大量公式推導、計算,會存在一定難度。③化工原理這門課程具有很強的實踐性,對初學的學生來說,難免會有一種不得要領的感覺,認為這門課程很難,逐漸失去了學習的積極性,等等。因此,我們在教學中進行了探索與實踐。
1.教學內容的改革
隨著現代化生產和科技的飛速發展,對我們的教學內容提出了更高的要求。化工原理課程,其教學內容也應該反映化學工程學科的一些新理論、新技術和新裝備。高質量、高品質的教材能為高素質人才培養打下堅實的基礎。我們要將現代化工技術應用于典型單元操作的定量分析和教學描述,啟發學生用不同的方法處理單元操作過程中的工程問題,使學生不斷確立工程思想,為解決以后的實際問題打下基礎,從而達到理論與實際相結合的教學目的。
2.教學方法與教學手段的改革
近年來,隨著教學改革不斷深入,新的教學理念越來越被廣大教師所認同,鑒于化工原理是一門工程性、實踐性很強的專業基礎課程,將計算機引入化工原理課程教學已成為一種趨勢。有了優秀的課程教材和配套的多媒體CAI教學軟件,我們上課時可以省去大量的板書時間用以對課程重點進行更深入地剖析,引導學生主動思考和參與討論,這種互動方式不但可以活躍課堂氣氛,提高學生的參與意識和學習興趣,還有利于知識的深化和創新。使學生既掌握了理論知識,又增強了感性認識,提高了教學效率和效果。[1]另外,根據教學內容的特點,要將課堂講授與課堂討論相互結合。公式推導繁多是化工原理課程的一大特點。對于較簡單的推導,留給學生自己解決,而對于思路較復雜的公式則由教師講解。闡述原理的部分,簡單的就可由學生講解,難度偏大的就以啟發式教學為主,達到學生明白實質、加深過程理解的目的。
3.實驗教學的改革
實驗教學環節是全面推進素質教育、培養學生創新精神和實踐能力的關鍵。學生通過實踐教學不但可以鞏固加深對課堂教學內容的理解,而且可以獲得相關技能并且積累一些經驗。我們目前采取盡量讓學生多思考,實驗前多查資料的方式。教師在指導學生實驗的同時,抓住實驗預習,實際操作,實驗數據,實驗處理和分析等幾個主要環節并逐一把關,對學生的多方面能力認真考核評分,讓學生針對設備運行過程中出現的現象進行討論、分析。教師認真研究實驗教材,熟悉各個實驗裝置,在講解中,應有意識地講解與實驗相關的章節所要驗證的理論,使理論與實踐更好地結合起來,同時也避免了由于符號、公式、方法的不同,使學生無所適從的現象。與其他化學學科的實驗不同,化工原理實驗屬于工程試驗范疇,每個實驗相當于化工生產中的一個單元操作,通過實驗學生能建立起一定的工程概念。同時實驗過程中會遇到大量的工程實際問題,學生可以更實際、更有效地掌握工程實驗方面的原理及測試手段,發現復雜的設備與工藝過程同相關數學模型之間的關系。[2]
4.考核方式的改革
化工原理教材中的習題可以分為兩類:一類是鞏固基本概念,使學生更好地掌握化工原理的基本概念和基礎知識;另一類是培養解決實際問題能力,讓學生靈活運用課堂或書本上的知識。通過這兩類練習,不但可以將學生學習中的薄弱環節暴露出來,及時解決教學中存在的問題,而且可以增強學生運用所學知識分析和解決問題的能力。所以教師就平時成績從習題中計分的方式,多布置一些練習題給學生課后練習,讓他們積極完成課后習題。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)06-0176-03
在提倡素質教育的今天,著力提高勞動者素質,無疑在今后相當長的一段時期內,是我國教育優先發展的戰略和重點之一。要提高高等院校畢業生的綜合素質與技能,使其具有社會就業適應性和就業彈性,就必須在教育的各個環節中注重學生三大能力――創新能力、社會適應能力和實踐能力的培養。學生能力的培養滲透在教學、實驗、實習和畢業設計等各個環節,每一環節的作用都不容忽視和取代。高等院校學生不僅要掌握扎實的理論知識,還必須有較強的工作能力,尤其是實踐動手能力。目前各大院校越來越重視學生能力的培養,努力縮小理論與實踐的差距。[1]實踐教學是高等院校培養人才必不可少的實踐環節,是整個教學計劃中的有機組成部分,其中認識實習是通過現場了解和認識化工等工業產品的生產過程,增強對化工生產過程的感性認識,建立初步的工程觀念。通過對各生產加工過程的基本原理、操作過程及典型設備的類型、結構、特性等的認識和了解,為學習《化工原理》、《高分子物理》、《高分子化學》、《聚合物成型加工原理》等專業基礎課及專業課打下良好基礎。
一、認識實習地點的改進及建立穩定的實踐教學基地
自2000年學院開始招收高分子材料與工程專業學生以來,本專業學生一直和化工專業學生一起在新疆化肥廠和天山塑料廠進行認識實習。新疆化肥廠是以天然氣為原料生產氨和尿素,有所有化工單元操作及相關設備,在該廠進行認識實習對學生了解化工等工業產品的生產過程,增強對化工生產過程的感性認識,建立初步的工程觀念及學習《化工原理》等課程有較大幫助。而天山塑料廠只進行聚合物成型加工,并且產品種類單一(主要是擠出和吹塑制品),不能滿足本專業學生了解聚合物材料整個生產過程的要求。于是,從2009年開始,便將本專業學生的認識實習安排到新疆屯河聚酯有限責任公司,該廠生產范圍不僅包括聚酯的合成,而且包括各種化工單元操作及設備,對本專業學生學習《化工原理》、《高分子物理》、《高分子化學》等課程有很大的幫助。同時,學生還可以參觀建在該廠周圍的節水灌溉生產廠和屯河聚氯乙烯型材廠。它們主要生產PVC塑料門窗、滴灌材料及聚乙烯管,擁有先進的成型設備和工藝。對該廠的參觀,使得學生對聚合物成型加工等過程有了初步了解,并對《聚合物成型加工原理》等專業課的學習打下了良好的基礎。新疆屯河聚酯有限責任公司擁有2條8000噸/年的間歇聚合生產線、2條1.4萬噸/年的半連續聚合生產線、1條德國AQUAFIL公司5萬噸/年連續聚合生產線和1條意大利SINCO公司的5萬噸/年連續固相增粘生產線,均為PET樹脂專用生產裝置,生產技術先進,具備年生產加工11萬噸多功能、差別化PET樹脂的能力,是西北乃至中亞地區規模最大、品種最多、技術含量以及檔次高的多功能差別化聚酯生產企業。基于這些特點,在2008年11月新疆大學化學化工學院與新疆屯河聚酯有限責任公司簽了長期的實踐教學實習基地及共同開發研究協議。此外學院選擇了疆內的一些廠風好、設備工藝、科技水平、管理水平較高,優勢和學生動手操作、有利于發揮學生創造能力的大中小型企事業單位,我院以化工工藝、高分子材料、化工機械等專業為主與中石油烏魯木齊石化公司、新山子石化公司、新疆石河子天業等企業建立了長期穩定的校外實踐教學基地。這是自行解決目前實習教學難以安排行之有效的途徑,也是加強實習工作的計劃性,減少盲目性,穩定實習內容,保證實踐教學質量的重要措施。[2-3]
二、改進認識實習方式,提高認識實習效果
為了與生產和實際操作接軌,擬采取“理論講解――現場實地實習”的理論與實踐相結合的模式,一方面從理論上詳細剖析過程,從而使理論有效地指導實踐;另一方面從實踐上升到理論,使實踐強化了理論。為此,首先學生要接受必要的安全教育和安全常識;其次對高分子化學和物理基本知識由專業技術人員予以講解;然后由公司專門技師對最先進,最前沿的CP,SSP工藝進行詳細講解。工藝流程是生產的生命線,也是實踐操作的重要環節,對過程中的裝置特點,反應機理必須加強認識,所以有必要對化工單元操作化工設備,如泵、塔、反應器、傳熱器換熱器、蒸發器等設備結構及工作原理細致了解才更利于熟練進行操作及生產控制;其次,對化工儀表自動化及電氣控制有必要掌握,收集生產中重要參數,為生產控制調整服務,所以,實習過程中必須對控制儀表有所了解;最后,對產品的化驗分析,是理論性很強的環節。眾所周知,質量是企業的生命,所有的指標均反映了生產過程的好壞,應該及時反饋到生產線,從而有效地調節生產。因此,化驗分析也是我們實習的一項重要內容,也是了解高分子材料性能與結構之間的關系環節。
為在實習中從傳統抽象的紙上談兵到具體的可觸可及的參與,我院與廠方一起制作了描述該廠合成工藝過程、原理及化工單元操作和設備結構的認識實習多媒體課件,編寫了與多媒體課件配套的“化工單元操作”、“聚酯合成工藝”等實習參考資料,整個理論講解過程采用多媒體授課,必要時配以重點剖析(如聚合物結構,反應機理),在現場又進行了仿真操作,故障模擬排除,真正地實施了一種“理論―實踐相結合,手把手,一對一”的現場指導模式,合理新穎的安排使實習學生真正感到學有所用,著實提高了認識實習的效果。
三、完善實習相關資料,是保證實習順利完成和實習質量的前提
實習資料是實習實施、實習指導與實習評價的依據,也是保證實習順利完成和實習質量的前提。實習資料應包括實綱、計劃安排、指導書、任務書、教師指導規范、實習考核及培訓協議等方面。為了使學生盡快進入實習生的角色,除了要有實綱及進行實習動員和入廠教育外,還應結合實習崗位情況編寫實習講義,詳細介紹與現場有關的理論知識,著重介紹從理論到實際的過程,讓學生對工藝流程先有一般性的了解,再附上思考題,使學生一下廠或上機就能有針對性地進行學習;還應編寫實習任務書和實習指導書,明確提出實習期間的主要任務,為了使學生真正全面了解每個工段的工藝流程、工藝設備、單元操作過程、條件與控制,還需有實習計劃和提出相應的要求。有了這些文件,就可以克服實習工作的盲目性、隨意性。[4]以往實習資料不夠全面,因此,在原有的工作基礎上,根據實際情況,我們進行了修訂完善,特別是改進認識實習地點后,與廠方一起制作了描述該廠合成工藝過程、原理及化工單元操作和設備結構的認識實習多媒體課件,編寫了與多媒體課件配套的“化工單元操作”、“聚酯合成工藝”實習參考資料及化工單元操作、聚酯合成工藝的思考題,形成了一整套認識實習的文件,使之規范化,并將所有資料編印成冊發放到每位指導教師和實習學生的手上,保證了實習的指導與實習的順利進行。
四、實習考核的綜合評定及效果
實習考核的量化有助于提高學生對實習每一階段的重視程度、有助于提高實習效果和實習安全,同時提高了實習指導老師的責任心和參與實習的程度。我們主要以實習表現(對要求了解掌握的內容的熟知程度、理論聯系實際的能力、遵守實習廠各規章制度情況、遵守實習紀律,服從廠方和指導老師的安排管理、按規定時間準時上下班情況),現場作業、實習日記和認識實習報告的按時完成與質量情況,認識實習現場口試成績等幾項內容進行考核評定。實習考核綜合成績中現場口試占40%,實習報告占30%,實習表現占30%。實習考核的評定方法要在實習動員大會上要介紹和詳細講解。
2003-2008年,我們在新疆化肥廠和天山塑料廠,分別指導高分子材料與工程專業6個漢族班和6個民族班的認識實習實踐教學,由于與化工專業和化機專業班一起去,參加實習學生多,指導老師少,影響了總體實習效果和實習成績,同時增加了評定實習成績的工作量。而且,對本專業學生了解和學習后續專業課也沒有太大的幫助。2009年、2010年、2011年分別指導高分子材料與工程專業2007-1班、2006-2班和2008-1班、2007-2班,2009-1班、2008-2班在新疆屯河聚酯有限責任公司的認識實習,經過三屆學生實習的實踐與逐步改革完善,我們對認識實習改革與建設工作進行了系統的評價,總的來講實習效果較以前有了很大的提高。調查問卷結果反映,有99%的學生認為實習地點、實習方式非常適合學習、了解化工單元操作和專業知識;90%的學生認為實習期間見到的動態及靜態的工藝流程和化工設備圖,對學習專業基礎課有很大的幫助;87%的學生認為實踐活動形式新、容易接受,能夠產生興趣。
參考文獻:
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我國的高等工程教育培養造就了大批工程科技人才,有力地支撐了我國工業體系的形成與發展。但與其它工業發達國家相比,我國高等工程教育雖然規模位居世界第一,但總體質量并不高。突出的問題就是高等工程教育培養出的人才工程性缺失和實踐能力薄弱。針對高等工程教育存在的的問題,2010年6月,中國工程院、教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,使我國培養的卓越工程師后備人才滿足我國工業化和現代化建設的需求,使我國躋身工程教育強國之列。
一、目前高分子材料專業綜合實驗存在的問題
長期以來,我校高分子材料專業綜合實驗僅僅是停留在使學生鞏固并加深對專業基本理論及概念的理解,對高分子材料性能檢測,以及高分子材料成型加工設備的操作等層面。存在的最大問題就是實驗內容陳舊、滯后,實驗教學形式僵化。驗證性的實驗內容較多,與工程實際密切結合的實驗內容太少。這種傳統的高分子材料專業實驗教學體系不利于學生工程觀念的建立,不利于后續階段的頂崗實習、畢業設計、及進入工作崗位后迅速完成從學生到合格的工程技術人員的轉變。
二、加強高分子材料專業綜合實驗工程性的指導思想與原則
“卓越工程師教育培養計劃”具有三個特點:一是企業深度參與培養過程,二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才,三是強化培養學生的工程能力和創新能力。我們認為高分子材料專業綜合實驗應該是在專業實踐層面上安排的,能夠與生產實際緊密結合,能夠體現工程與教學相互聯系、相互促進關系的一門實驗課。通過實驗培養學生建立初步的工程能力。在這門實驗課中要創造出一種讓學生真正感受到工程實踐的氛圍,促使學生從知識積累向工程能力生成的轉化。
三、高分子材料專業綜合實驗改革的具體實施
(一)調整高分子材料專業綜合實驗開設時間
我校高分子材料專業綜合實驗原開設時間放在第3學年的第6個學期。通過幾輪教學發現,在學生專業學習還沒完全到位的情況下,學生并不完全具備很好完成實驗的能力,嚴重影響專業實踐能力的取得。因而將設置時間調整到第4學年第7個學期,時間從3周延長到4周。從實踐結果來看,這一調整是合理的。
(二)企業參與高分子材料專業綜合實驗教學計劃的制定
以往的實驗教學計劃完全由任課教師自行制訂,由于教師的工程能力不足等原因,制訂的實驗教學計劃脫離生產實際,即所謂的“理論性、研究性過強”。在新的實驗教學計劃修訂時,我們積極爭取企業具有豐富實踐經驗的生產技術人員參與進來,共同制定人才的培養目標,培養方案,共同制定實驗教學大綱、實驗教學計劃。
(三)高分子材料專業實驗內容的確定
1.原有實驗內容優化。全面更新實驗內容。只保留小部分經典的實驗內容,這些經典實驗可以訓練學生系統地掌握原料的準備、材料的合成、性能測定與表征方法等。增加具有工程背景的實驗,選擇貼近實際的社會需求,符合高分子材料的變化潮流,適應企業對人才需求的內容。
2.教師科研課題轉化。將部分教師完成的或在研的科研項目中的部分內容拿到專業實驗中來,分解為學生有能力可以完成的實驗項目。
3.到有合作關系單位完成部分實驗。生產單位可以為人才培養提供先進的工程實踐條件。此種實驗方式最顯著的特點是實驗方案的應用性和工程性。更能激發學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
(四)實驗教學方式的改革
1.題目自選與指定結合。由過去的分配到人改變為由學生在給定題目中自行挑選感興趣的題目,使實驗教學從傳統的“以教師為主”的模式轉變為“學生為主體、教師為主導”的模式,充分發揮學生的積極性和創造性。
2.改變實驗指導方法,強化學生自主實踐能力的培養。強調實驗指導教師的“導師”作用,使學生成為實驗的主動參與者、探索者。鼓勵學生獨立思考,引導而不是替代學生解決實驗過程中出現的問題。
3.實驗以課題組形式進行。每三名同學組成一個課題組,并選舉一名組長。每課題組配備一名指導教師或生產單位的技術人員,為課題組提供技術上的指導和方向上的把握。通過具體的研究課題,培養學生團結協作的精神。
4.計算機輔助教學。引入新的教學手段,即利用高分子材料與工程設備素材庫,對實驗中涉及到和未涉及的工藝進行計算機模擬仿真實驗,擴大實驗范圍。
(五)專業綜合實驗的考評方式改革
實驗模擬本科畢業論文方式進行。結合實驗內容給學生下達任務書,學生做出開題報告、開題答辯,以論文的形式完成實驗報告,最后采用類似畢業論文答辯的方式總結實驗。在同等的實驗時間、實驗條件下,增加了實驗信息量,增強了團隊意識,強化了工程理念。
四、專業綜合實驗改革取得的成效
(一) 直接促進了畢業教學環節的順利進行
專業綜合實驗過后,就是畢業環節的教學工作。專業綜合實驗的過程就是一個微縮的畢業論文過程。有了專業綜合實驗的基礎,很多同學在短時間內就適應了畢業論文過程。畢業答辯也充分體現了這個環節所起的作用。
(二) 促進了教師隊伍工程能力的提高
從事高等工程教育的教師多數是從學校直接到學校,他們沒有企業工程實踐的經歷,因而在實踐教學中缺少工程思維、工程方法和工程文化的傳授。專業綜合實驗內容及教學方式的改革以及企業專家的參與,極大促進了實驗指導教師工程能力的提升。
五、結語
通過新的高分子材料專業綜合實驗教學體系的構建,從根本上改變了實驗教學內容陳舊、滯后與生產實際脫節嚴重的現狀。新的實驗教學體系不僅加深了學生對整個高分子材料體系的理解,更重要的是培養了學生在實驗中以工程意識去發現問題、分析問題和解決問題的能力。
基金項目:黑龍江工程學院教改項目:基于“卓越工程師教育培養計劃”專業綜合實驗教學改革與實踐(項目編號: JG2012042)
參考文獻:
畢業設計是本科教學中至關重要的一個環節,但由于高等教育規模不斷擴大,教學資源緊缺,師資、設備和實驗室等嚴重不足,高校本科畢業設計弱化,很難達到人才培養目標的要求。因此,如何保證和提高畢業設計的質量就成為當前高校關注和研究的重大課題。筆者結合指導畢業設計的經歷,就本科院校高分子材料與工程專業畢業設計工作中存在的典型問題和如何加強畢業設計教學提出一些建議。
一、畢業設計工作中存在的主要問題
1.學生投入的時間和精力不足
本科院校高分子材料與工程專業畢業設計一般安排在大學四年級下學期。目前,國內大學生數量非常龐大,就業競爭非常激烈,大學生想找到滿意的工作非常困難,因此許多學生在大四上學期就開始頻繁參加各種招聘會和面試,這就勢必占用有限的畢業設計時間。此外,就業市場人才需求的高層次化迫使許多本科生把考研當成出路,許多學生在臨近畢業時將大部分時間和精力用于準備考研復試或學校調劑上,無法集中精力進行畢業設計。這些因素都使得畢業設計時間嚴重受到擠壓而縮水,學生的有效設計時間不足,畢業設計質量得不到保證。
2.學生專業基本知識欠缺
由于近年高校不斷擴招,為保證教學計劃的完成,許多高校不得不壓縮課時,這就造成一些學生基礎知識不扎實,高分子材料與工程專業學生普遍存在專業知識基本概念模糊、專業知識面雖然較寬但不夠深入、專業知識整合能力不強等問題。畢業設計是對大學四年所學專業知識的全面綜合,涉及多門課程,雖然學生此前已做過單門課程的課程設計,也在課程設計的過程中具備了一些知識整合的能力,但在做畢業設計時許多學生對畢業設計整體思路仍然不能正確領會,缺乏條理性,拿到畢業設計題目后往往感到無從下手,甚至連指導教師提供的文獻資料都看不懂,只能消極地等待導師的幫助,或等著其他同學做過后自己再模仿著做。這些學生一旦在設計過程中遇到問題就會束手無策,更別提能進行一些創新性的設計了。
3.教師指導不到位,影響畢業設計質量
以筆者所在的中原工學院材料與化工學院為例,師生比例相對較小的專業,往往一個指導教師同時指導十幾個學生;師生比例相對較大的專業,一個指導教師也要指導七八個學生,其中不乏新引進的經驗不足的教師。目前,大多數教師都承擔著繁重的教學任務,還要撰寫論文專著、開展科研工作等,用于指導學生設計的時間和精力很有限,學生得不到應有的指導。另外,部分教師長期在校內從事理論課教學工作,接觸生產一線的機會很少,解決實際工程問題的能力不足,而畢業設計指導教學卻是一項實踐性、方法性都很強的工作,隨著對畢業設計選題的應用性及與科研結合要求的提高,指導教師特別是年輕教師科研實踐經驗不足的缺點越來越多地暴露出來,這也在一定程度上影響了教師對畢業設計的指導質量。
4.管理不善,考核不嚴
各高校雖然都對畢業設計有一套管理辦法,但在執行的過程中卻普遍存在不嚴格、不規范、缺乏有效監控等現象。比如,題目審查不嚴格,一些難易程度不合適、與本專業相關性不大或無創新性的題目通過;個別教師對畢業設計指導工作敷衍了事,對學生的考勤不嚴格。而對于畢業設計過程中學習態度欠佳、設計工作不認真、設計任務完成不好的學生,由于種種因素,也很少在最后的成績評定中將其確定為“不及格”。這些因素都使畢業設計達不到預期的效果,質量欠佳。
5.畢業設計經費偏少、條件有限
針對目前高分子材料與工程專業的特點,畢業設計課題的類型主要為工程技術研究,即以高聚物的制備、改性和應用研究為主。工程技術研究類型的課題對場地、設備數量、耗材數量等都有較高的要求,許多學校現有的實驗室條件根本無法滿足部分實驗測試的要求,這就直接導致學生難以高質量地完成畢業設計。
二、提高畢業設計質量的措施
1.調整畢業設計時間安排
為了解決就業和考研復試對畢業設計的沖擊,可以將畢業設計工作由在第八學期一個學期進行改為在大四全年進行,這樣教師只需將畢業設計題目于第六學期期末上交系部,經系部審核通過后定題,再將題目下發到每個畢業生手中,學生便可根據自身條件選擇感興趣的題目。然后,指導教師與學生見面,初談課題意義、畢業設計要求等,將《畢業設計任務書》下發給學生,向學生布置假期的文獻調研或與課題相關的實踐工作。學校還可以安排不考研的畢業生提前進入實驗室開展論文實驗或設計,安排考研的學生在第八學期開學后進入實驗室,這樣分兩批進入實驗室開展畢業論文實驗,有利于緩解學校實驗資源不足的緊張局面,對于不考研先做畢業設計的學生來說,也可以有更多的時間找工作、參加面試或參加崗前培訓,從而為就業爭取機會;而對于考研的學生來說,則可以在第八學期得到相對充分的實驗室資源和其他同學的幫助。
2.合理分配課題
由于學生興趣、對專業課程掌握程度不同,再加上畢業后工作崗位的要求不同,他們對課題的選擇有自己的考慮和出發點。為了使每個學生都能最大限度地從畢業設計中獲益,指導教師就應與學生及時、充分地溝通,了解每個學生的長處和興趣,在給學生布置畢業設計題目時充分考慮這些因素,使每個學生都能高質量地完成畢業設計。
對于一些要到單位實習的學生,可以采用“產、學、研”結合的形式,以實習內容結合本專業知識確定畢業設計題目,這樣就解決了實習與畢業設計時間沖突的矛盾,使學生既能通過實習掌握一定的未來工作的技能,又能通過畢業設計培養運用專業知識分析問題、解決問題的能力。對于考上研究生的學生,可以結合學生的專業方向確定難度適宜的課題,也可以讓他們參與指導教師的科研課題,為他們以后開展研究工作打下一定的基礎。
3.加強指導教師在畢業設計中的作用
雖然畢業設計是學生自己動手做的,畢業設計的質量很大程度上取決于學生的能力,但畢業設計質量的提高卻取決于教師觀念的更新和業務素質的提高。整個畢業設計過程應以學生為主體,教師適時進行啟發指導,在業務、實驗方案和工作作風等方面對學生進行指導,使學生的獨立性得到更好的培養和發揮。
4.嚴格管理體系,完善評價體系
要使畢業設計保質保量地完成,學校就必須高度重視過程管理,建立畢業設計環節工作流程,指導學生按流程進行畢業設計。學校可以根據畢業設計進度安排隨時抽查學生的階段性工作。此外,還要加強制度管理,嚴格考勤,重視開題、文獻綜述、畢業答辯等環節,從根本上杜絕畢業設計中抄襲和剽竊的現象。為確保畢業設計成績評定的客觀性和公正性,學校還要建立科學規范的畢業設計質量評價體系,針對指導教師、評閱人、答辯專家制定不同的評價項目和標準,最大限度地避免不同專家評價學生畢業設計時的主觀差異。為激勵指導教師和學生,學校還要堅持每年進行優秀畢業設計和優秀指導教師的評選,對學生的優秀畢業設計進行匯編和展示,對優秀指導教師進行表彰和獎勵,營造一種積極向上的氛圍,進而提高畢業設計的質量。
參考文獻:
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