• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

基于高水平应用技术人才培养的无机材料设备类课程的改革与实践

朱庆霞 张亚彬 耿宏章 齐琳
  
大通媒体号
2024年65期
天津工业大学 材料科学与工程学院 天津 300380

摘要:按照无机非金属工程专业“高水平应用技术人才培养”的要求,对核心课程《无机材料工艺设备》进行了课程教学改革与研究。在课堂教学中,充分利用网络资源,构建丰富的工程实践教学案例库,同时加强校企合作和双师型师资队伍建设,旨在解决学生在设备类课程学习过程中的难点问题。

关键词:高水平应用技术人才培养;无机材料工艺设备;教学改革与研究

《无机材料工艺设备》是无机非金属材料专业的一门重要的专业核心课,集实践性和理论性于一体,对于培养具有实践创新能力的无机非设备类专业人才是不可或缺的[1]。通过对本课程的学习和考试,使学生熟悉掌握无机材料生产工艺中涉及到的原料处理、搅拌、成型、干燥、烧结、加工等设备的工作原理、结构特点、故障原因分析等,为毕业后从事专业工作打下必要的理论基础。本文针对《无机材料工艺设备》课程教学存在的问题,按照无机非金属材料工程专业“高水平应用技术人才培养”的要求,结合设备类课程实践性较强的特点,进行了课程的教学改革与实践。

设备类课程的共性是除了需要了解设备的工作原理等理论知识外,更重要的是需要掌握各类设备的结构特点以及实际使用工况下的分析和选型,涉及力学、材料、机械、工艺等知识,综合性强[2]。因此其教学既抽象,又与生产实践紧密相连。教学中存在的问题主要表现在几个方面:

1.1 课程内容广泛且艰深

无机材料工艺设备牵涉到原料处理、搅拌、成型、干燥、烧结、加工等多工序环节的设备,且生产过程中,同一工序可选择的设备很多。因此,内容更加广泛。而目前《无机材料工艺设备》只有 32 个理论课时,在如此有限的课时内无法囊括如此多的内容。此外,随着无机非金属行业的不断发展,新技术不断出现,设备更新不断加快,而课本内容更新滞后,在深度和广度上跟不上新技术新成果的步伐,内容需要与时俱进。

《无机材料工艺设备》教材主要以文字的形式介绍设备的工作原理和设计计算,以平面剖切图的形式讲解设备的和结构分析。当前虽然在部分较抽象且难以理解的教学内容中运用投影、幻灯、动画等现代化先进的教学手段,以调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣,较大程度上提高了课程教学质量。然而,学生没有工程实践经验,也没有对设备的直观认识和了解,无法通过所学的理论知识来剖析其结构。

1.2 企业参与深度和广度低

学校与企业的合作不仅是企业蓬勃发展的必然要求,也是应用型教育改革的必经之路[3]。一方面参与校企合作的企业无论从经济上还是技术上完全有能力对大学生进行教育和培养,而经过培养的高素质工程技术人才为企业提供了新鲜的血液;同时在如今严峻的就业环境下,也解决了毕业生的就业问题,也使得学校的负担减轻。

然而目前校企合作的形式简单,仅是在本科生的培养计划中有认识实习和毕业实习两个环节,总体时间不超过1周。在疫情期间多以线上实习为主,后疫情阶段虽然恢复了线下实习,但企业参与深度和广度低。因此教学与实训、学习与工作、理论与实践是完全脱节。

1.3 “双师型”教师的缺乏

目前一线高校教师主要来源于高校毕业的硕博研究生群体,绝大多数是直接到校任教,是一种学校到学校的单向对接,本身没有企业工作经验,满足不了偏实践类课程师资的需求。所以在开展教学活动时,更多地会偏重理论知识的课堂传授,而无法有效地将理论联系实际。同时,当前的应用型人才能力要求有着鲜明的实践性和前沿性,但很多教师的教学工作重心都在理论教学和研究上,自身都不够了解当前行业的发展现状,也很难紧跟行业企业的实际需求。从而,师资力量本身在高水平应用技术人才培养方面显得能力不足。

2、《无机材料工艺设备》的教改措施

按照无机非金属工程专业“高水平应用技术人才培养”的要求,对该专业的核心课程《无机材料工艺设备》在课堂教学、校企合作和师资培养等方面进行研究与改革。

(1)注重课堂教学

由于该课程的特殊性,好多知识点仅靠上课时间,是无法领悟的,需要发挥网络资源的优势。例如利用网上资源,将各工序典型设备的工作原理、结构特点、工作动态以图片或者视频的形式展现出来,让学生对设备有直观的印象。并且可以通过国家虚拟实验室,通过调节设备的工作参数,改变设备的工作状态,分析设备的故障原因,这对培养学生工程实践能力非常重要。

遵循认知规律,理清重点难点,提炼基础理论方面的共性知识,在专业理论知识传授的基础上,侧重基础理论在相关设备中的实际应用,从工作原理、设备结构、操作与控制到课程设计逐级递进安排教学内容。通过工程案例进一步培养学生分析、研究和解决复杂工程问题的能力,体现理论与实践并重、学习与创新并行。案例库的建设来源于三个部分[5]:1)工程案例:以企业为案例设计主体,调研企业生产过程中碰到的常见问题,设计制作教学案例库。2)科研案例:以学校老师为案例设计主体,尝试选用在横、纵向科研活动中与本课程相关联的实例,将其设计组织并呈现于课堂。3)实践案例:以学生为案例设计主体,以学生参加节能减排大赛和大学生创新实验项目的内容,利用学生自己的方案来分析如何结合理论知识解决实际问题。

(2)加强校企合作

在认识实习和毕业实习两个环节中虽然有企业的参与,学生能现场看到实物,对设备有直观的印象。但实习时间短,且设备工作噪音及实习人数集中的原因,很多学生很难在实习现场完全听见和听懂。因此,我们一方面要求学生观看提前录制的现场教学视频,布置实习调研任务,让学生带着问题进入企业,提高实习效果;另一方面保持与企业的长线联系,当企业引进、安装新设备时或旧设备检修时,到工厂做现场教学可视为最佳的教学方法;在设备日常正常工作过程中,也可以定期安排学生到企业对设备工作情况进行追踪,分析工艺参数的改变对设备工作状况的影响,培养学生实践动手能力及分析和解决问题的能力[6]。更重要的是,企业实习有利于开展学生的职业素质教育如行业规范、节能减排和环保意识等,从而实现学生知识、能力、素质以及价值等方面的提升。

(3)加强师资队伍建设

学校可以通过绩效工资、职称评审、评优评先等方面予以倾斜,提高教师到企业锻炼学习的积极性;教师在企业锻炼过程中,可以依托学校的重点实验室等平台与企业展开科研技术转换合作。在教师和企业的互动过程中,教师了解目前行业发展的真实情况,增强自身的科研实践能力,学习解决实际工程问题的思路和方法,还积累了丰富的工程案例作为教学素材。

3 结语

本文以着力培养高素质工程技术人才为目标,结合核心课程《无机工艺设备》的教学特点,进行了课程教学改革与研究。通过在课堂教学环节、企业实践环节以及双师型人才培养方面的改革,能够有效地解决设备类课程教学难点,培养了学生创新精神和创新能力。

参考文献

[1]林宗寿。《无机非金属材料工学》[M]。武汉理工大学出版社,2008。

[2] 王海。“热工基础及设备”课程教学方法改革探讨[J]。科技信息,2011(27):183。

[3] 王战辉,李瑞瑞。产教融合模式下化工设备类课程建设研究[J],价值工程,2018:257-258

[4]赵学厅,杨高雪儿,王贤晨。基于校企合作的“双师型”教师培养的基本意蕴、现实挑战与行动路径[J],现代教育科学,2024,9:115-120

[5] 朱庆霞,汪和平.基于高水平应用技术人才培养的能源与动力工程核心课程教学改革与研究[J],科教文汇,2018,412:72-75

[6]朱庆霞,汪和平,邓超华。基于“卓越工程师教育培养计划”的“热工过程及设备”课程教学改革与研究[J]。科教文汇,2014(1):69-71

*本文暂不支持打印功能

monitor