第９卷第５期 ２０１１年１Ｏ月 实验科学与技术 Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶｏＬ ９ Ｎ０．５ ＯｅＬ ２０１１ 注重工程能力培养的实践教学体系 刘学清，刘继延，蔡少君，石 红 （江汉大学化学与环境工程学院，武汉４３００５６） 摘要：介绍高分子材料专业实践教学体系注重工程能力培养的途径和方法。设计了多层次，系统的实验教学体系，建设了 校内外实践基地、校企联合双导师制师资队伍，注重产学研结合。体现了对学生的专业基础理论、专业技术、工程能力、 科学研究、创性意识的系统培养。 关键词：高分子材料；实践教学；工程能力； 中图分类号：Ｇ６４２．４；ＴＱ３１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２—４５５０（２０１１）０５—００８２—０４ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＬＩＵ Ｘｕｅ－ｑｉｎｇ，ＬＩＵ Ｊｉ—ｙａｎ，ＣＡＩ Ｓｈａｏ－ｊｕｎ，ＳＨＩ Ｈｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００５６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｔｏ ｃｕｌｔｉｖａｔｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｔｕｄｅｎ￣ｍａｊｏｒ ｉｎ ｐｏ】ｙ－ ｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｓｅ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｉｎｃｌｕｄｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ａｓｐｅｃｔｓ：ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍｕｌｆｉｌａｙｅｒ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍａ－ ｔｅｒｉａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｅｓｔａｂｆｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｓｉｄｅ＆ｏｕ￣ｉｄｅ－ｓｃｈｏｏｌ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｂａｓｅｓ．ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｔａｆｆ ｂｙ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｃｈｏｏｌｓ ａｎｄ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｏｒｋ．Ｔｈｅｓｅ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｍａｄｅ ｍｕｃｈ ｅｏｎｔｒｉ・ ｂｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｙ，ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ｓｋｉｌｌ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｈｔｙ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｌ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ：ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ；ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ 高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之 一践、应用于实践、服务于地方经济建设的高分子材 料与工程专业技术人才，重视综合素质、工程能力 和适应能力的培养。该专业毕业生应该具有以下能 ，已广泛应用到纺织服装、电子信息、生物医 药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领 域。许多高校纷纷设立了高分子材料与工程专业， 但办学必须适应社会经济发展需要，专业的迅速发 展要求高等院校不断调整培养方案，加强与行业的 联系，分层次培养，构建新的专业人才知识结构和 创新能力培养模式，全方位满足社会对高分子材料 人才的需求¨Ｉ２ Ｊ ｏ 江汉大学作为培养高分子材料工程专业应用型 力：掌握所从事工程领域的基础理论和专业知识； 掌握高分子材料的合成、改性的方法；掌握高分子 材料的组成、结构和性能关系；掌握解决高分子材 料工程问题的先进技术方法和现代技术手段，能够 胜任工程技术或工程管理工作。具有对高分子材料 进行改性、加工、设计及开发新型高分子材料的初 步能力；具有创新意识和独立获取新知识的能力。 人才的地方性本科院校，设计和凝练以适应地方经 济建设和发展为目标取向的应用型人才培养模式是 学校的办学特色和目标。实践教学内容体系是人才 基于上述指导思想，我们从实验课程体系和实 践基地建设２个方面，制订了突出学生工程能力和 创新能力培养，地方经济发展紧密结合的的实践教 学体系。内容包括实验课程体系建设、实践基地建 设、教师队伍建设和教学与生产相结合的产学研合 作机制建设。 培养模式的主要落脚点，是应用型人才培养的核 心。建立一套与专业相适应，与学科发展目标和人 才培养目标相适应的实践教学体系，成为我校能否 建立专业特色，实现人才培养目标的关键问题。 江汉大学高分子材料工程专业人才培养目标 是：培养具有系统的高分子材料的理论知识，又具 有较强的工程意识和工程能力、能以理论指导实 １实验课程体系建设 工科学校的专业如何培养学生的工程能力，以 符合培养工程技术人材的目标，适应高速发展的材 料工业，是实验环节首要考虑的问题 引。根据材 料类专业的培养目标，我们设计了贯穿大学本科四 年的材料类专业实验课程体系。如图１所示。 收稿日期：２０１１—０４—２１；修改日期：２０１１—０５—２２ 作者简介：刘学清（１９６９一），博士，副教授，主要从事高 分子材料的科研与教学工作。 第９卷第５期 刘学清，等：注重工程能力培养的实践教学体系 化学基础实验（无机、有机、分析、 物理化实验） ・８３・ 重要。电工学实验、化工原理实验、工程基本制造 技能训练（金工实习）、工程制图等课程构建适合 大学物理实验 科学基础 电工基础 工程基础实验 工程训练 实 验 教 学 材料类专业的工程基础实验课程体系，以“材料配 方设计一加工一性能测试一开发应用”为主线， 工程制图 建立了具有本专业特色的聚合物工程实验。以综合 和创新实验课程培养学生理论与实践相结合、综合 化工原理实验 高分子材料ｌ高分子物理实验 基础实验【＿聚合物表征技术 ｒ高分子化学实验 运用理论知识解决实际工程问题的能力。 １．３ 实验内容与生产应用相结合，培养学生解决 问题和实践创新能力 在高分子材料工程实验中的“塑料管材挤出 成型实验”不仅综合了塑料的配方、配制、挤出 图１ 实验课程体系结构图 成型、性能测试等专业知识，在实验过程中学生将 本实验课程体系设置了４个平台的实验课程， 要考察实际生产中经常出现的影响制品质量问题， 体现了对学生的工程基础、材料专业基础理论、工 培养学生以工程角度分析问题和解决问题。 程能力和实践意识的系统培养。该实验课程体系的 １．４综合型和设计型（创新）实验。实行教学、科 具有以下特点。 研与实际生产互动 １．１具有较强的系统性和层次性 综合实验内容大多数来源于生产第一线。强调 高分子材料工程学科的内涵出发，注重高分子 理论与实践相结合，培养学生运用综合知识进行解 材料工程学科的自身发展规律，按照科学基础、工 决问题的能力，将理论与工程相结合，提高学生的 程（化工）基础、高分子材料工程基础一高分子材 工程能力；设计性实验中将实际生产中所要解决的 料工程综合、创新为主线，逐步培养高分子专业素 问题通过教师提炼，转化成有些生能够完成的子项 养、专业能力和综合运用知识的能力。体系循序渐 目。根据企业目的、要求设计实验路线和实验条 进，层次分明。 件。学生自己设计、制定实验方案，并自己进行实 １．２课程体系体现工程意识和工程能力。 验，完成实验报告，进行答辩。将创新与实际生产 国外同类工科专业的教育教学体系中对实验教 相结合，缩短了学生与应用的距离。部分综合和设 学的工程意识和工程能力培养极为重视。如何在实 计性试验及来源如表１所示。 验教学中培养学生的工程能力对于工科类专业尤为 表１ 部分综合和设计性实验及来源 ・８４・ 实验科学与技术 ２０１１年ｌ０月 ２实践基地建设 ２．Ｉ校内实践基地建设 充分利用校内的基地和中心，构建高分子材料 校内实践基地。目前该专业拥有７个校内实践基 地。这些实践基地各自特色鲜明，又相互联系。这 些基地具有设有研究室、可供学生操作的高分子材 料（例如涂料、塑料、橡胶）的加工设备和检测 设备。带队教师与产业管理、技术人员形成默契配 合，共同承担教育、教学工作，形成了为我所用的 自己的实习基地，实践基地详细名单如表２所示。 表２校内实践基地 ２．２校外实践基地建设 学校的角度考虑：是如何提高学校人才培养质量， 利用企业工程培训理念与实际生产现场资源，增强 学生实践教学效果，提高教学质量，“培养实践能 我们在广泛调研基础上，积极与省内外内不同 类型的高分子材料的企业签约建立了实习基地，具 体名单如表３所示。充分利用好实习基地资源和合 作单位，为该专业的生产实习、毕业设计等实践教 学服务．同时通过合作，将企业生产过程中的问题 带人到实践教学和老师的科研工作中，缩短了学校 与企业的距离，为学生的能力培养和就业奠定了良 好的基础。 表３校外人才培养基地建设 力强、具有较好的工程素质的高素质应用型人 才”；从企业角度来讲：是如何利用高校的学术优 势，利用高校专业师资和教学科研等为企业的创新 和发展服务，为企业进行职工培训和人才培养。基 于共同的出发点，校企双方找到了合作的契合点： （１）利用学校与企业长期合作的良好关系和教育 资源，利用学校的研究、测试设备，教学资源为企 业提供技术服务、人员培训，实现校企研究、教育 培训资源的共享；（２）利用企业先进的科学技术和 高校的学术优势，参与企业科研开发中试基地的建 设，服务于企业的创新与发展；（３）从具体的合作 项目人手，以实质性的互利共赢成果激发企业合作 的积极性和合作需求，引导校企紧密合作。从而将 学校依赖于企业的单边需求变为互惠互赢的双边模 式，增加合作的积极性。 ２．３ 校企联合双导师制师资队伍建设 加强校企合作，学院每年派部分学生到签约的 公司、企业参与工程设计和研究实际课题，聘请企 ３建立产学研合作机制 产学研结合是培养工程应用型人才的有效措 施。学校与企事业单位和科研机构建立产学研合作 业具有高级职称的工程师和学院指导教师共同指导 学生结合毕业论文课题，部分学生毕业答辩就安排 在企业进行。目前和我校高分子专业具有合作关系 的企业十余家，聘请的导师１Ｏ余名。 在市场经济条件下，建立长期稳定校外实践基 地和实行校企共建的双导师制指导模式能够顺利进 行必须找准校企共同需求与利益的契合点 ］。从 关系，把学生生产实习与生产单位的生产任务相结 合，使课程设计和毕业设计选题大部分来自生产实 际问题和教师科研项目，能够实现培养过程和工程 实际的对接。通过产学研结合让学生参与工程，完 成生产任务与科研任务，在实践中将知识转化成能 力，将能力内化为素质，在实践中得到全面的锻炼 与成长。另外，学校通过与企业合作，了解企业对 第９卷第５期 刘学清，等：注重工程能力培养的实践教学体系 ・８５・ 人才的要求，能够主动适应企业的实际需要。 较艰巨而漫长的道路，需要多层次、全方位的配合 目前，我们先后与武汉楚江科技有限公司合 才能取得较好的效果。 作，完成了高分子阻燃聚醚的合成及工艺设计，与 武汉正浩新材料有限公司合作，为美的集团研发了 参考文献 冰箱用的异型彩色高分子材配方、加工工艺，为浙 ［１］梁文俊，李坚，刘佳，等．强化实验教学，培养工科 江新峰玩具厂研发了阻燃高分子弹性体配方设计 学生工程能力［Ｊ］．中国现代教育装备，２０１０，９３（３）： 等１０来个课题。这些课题中的问题融入到学生科 １５２—１５６． 研和毕业设计中，为学生提供了实践的机会。 ［２］周达飞，林嘉平，胡一晨，等．材料类专业教育教学 改革的试点和实践［Ｊ］．化工高等教育，２００４，２１（２）： ４结束语 ８６—９０． ［３］唐颂超，王婷兰，王庆海．高分子材料工程实验中培 高分子材料与工程专业具有丰富的知识内涵， 养工程能力和创新能力的研究［Ｊ］．高分子通报，２００８ 涉及多门学科的交叉融合。国内同类专业在加强工 （９）：６９—７１． 程意识培养和工程实践能力培养上各有特色，但由 ［４］吴波，隋金玲，闫笑非，等．具有鲜明工程特色的 于培养模式和人才培养目标的差异，建立一套适应 校外人才培养基地的建设与实践［Ｊ］．实验技术与管 理，２０１０，２７（１）：９—１３． 学校定位、专业培养方向的实践教学体系是一条比 （上接第６７页） 要部件。直线位移精密工作台的机械结构、定位测 演示性和验泾眭实验改造为设计ｌ生实验，可提高学生 量与控制系统的原理较为成熟，相对比较普遍实 的创新设计能力；同时本实验系统具有综合性特点， 用。以此为基础开发精密机械系统综合实验装置， 可综合训练学生的学生精密机械、光栅传感、电机驱 研究各种创新性和综合性实验项目，一方面可以为 动以及运动控制等方面的知识，也可锻炼学生电路设 相关的课程服务，使教学更加生动直观，有助于提 计、ＶＨＤＬ语言以及Ｃ语言编程的基本能力。 高学生的学习兴趣；另一方面也为学生开展课外科 ３．２强调学生的自主性。具有设计性的特点 研提供了一个实验对象和平台，各种创新性的运动 本实验装置采用模块化结构，在实验方法上强 测量和控制的方法均可在此取得灵感和验证，为实 调突出学生的自主性。在本实验系统的实验平台 现创新设计能力人才的培养提供了基础和条件。 上，提供了多种精密位移测量方案可供学生灵活选 择。甚至电机运动控制部分，也可以让学生自行选 参考文献 择电动机和设计运动控制卡。这种实验设置虽然在 ［１］裘祖荣．精密机械设计基础［Ｍ］．北京：机械工业出 难度上有所提高，但可改变传统演示性和验证性实 版社，２Ｏ０７． 验的缺点，可大大提高学生的动手能力。 ［２】陈小强，刘京诚．精密机械结构设计创新实验［Ｊ］．实 ３．３体现了专业特色，有利于培养复合型人才。 验技术与管理，２００８，２５（７）：２９—３２． 本实验装置既具有普通机械电子一体化的特 ［３］李永新，王琪民．《精密机械设计基础》课程教学体 系的整合及其教学思路［Ｊ］．教育与现代化，２００４（４）： 点，也体现了精密机械系统的特色。所设置的实验 ５２—５６． 项目可单独为某门课程开设，也可以作为学生课外 ［４］张勇，余晓芬．基于“ＰＲＰ”的“精密机械设计”课 科研的研究对象，有利于培养复合型人才。 程设计的改革［Ｊ］．合肥工业大学学报：社会科学版， 本实验装置已经在本校测控专业本科生相关课程 ２００７，２１（４）：７６—７８． 精密测控电路、精密机械 十与制造及精密机械设计 ［５］巩娟，李庆祥．精密工作台的设计与实验研究［Ｊ］．光 课程设计中进行实验教学，达到了较好的教学效果。 学技术，２００５，３１（４）：６３６—６３８． ［６］固高科技．单轴精密定位模块［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１０—１０～ ４结束语 ２０］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｏｏｇｏｌｔｅｃｌ￣Ｃｏｎｒ．ｅｎ． ［７］冯寿廷，李迪．基于ＦＰＧＡ的高精度光栅计数卡［Ｊ］． 在精密机械中，工作台是影响精度和效率的重 仪表技术与传感器，２００６（２）：５５—５６．