張 猛 陳利霞 路朋獻 肖長江
(河南工業(yè)大學材料科學與工程學院 河南鄭州 450001)
近年來,按照工程教育專業(yè)認證標準來構建課程體系,已成為越來越多工科專業(yè)的共識。本文就以無機非金屬材料工程(下文簡稱無機非)專業(yè)為例,探討如何構建符合專業(yè)認證標準的課程體系。
工程教育專業(yè)認證標準分為通用標準和補充標準兩個層次。前者是所有專業(yè)均應達到的基本要求,后者是針對各類專業(yè)的特點提出的具體要求。
通用標準要求專業(yè)的課程設置能支持畢業(yè)要求的達成。因為要適用于所有工程教育專業(yè),所以通用標準的很多指標都較為概括。[1]盡管如此,其導向性仍然十分明顯。例如,通用標準明確提出課程體系設計應有企業(yè)或行業(yè)專家的參與,以確保課程設置能夠滿足相關行業(yè)的發(fā)展需求。再如,通用標準將課程分為人文社科通識、自然科學、基礎與專業(yè)、工程實踐與畢業(yè)設計(論文)四大類,并規(guī)定了它們各自占總學分的下限,相當于為專業(yè)課程的設置搭出了框架。
材料類專業(yè)補充標準從課程設置和實踐環(huán)節(jié)兩個方面給出了課程體系的具體要求。[2]
1.在課程設置方面,補充標準將材料類專業(yè)課程進一步細化為數學與自然科學課、工程基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)課、實踐環(huán)節(jié)和人文社科通識教育這六大類,并對它們包括的知識領域做出了詳細的規(guī)定。這里面有兩點需要特別注意:(1)專業(yè)基礎課涵蓋的知識領域同專業(yè)直接相關,對無機非專業(yè)來說,這些課程應包括材料科學基礎、材料工程基礎、材料研究方法與測試技術、無機材料性能、無機非金屬材料工藝學、無機非金屬材料生產設備等知識領域。(2)各??筛鶕?yōu)勢和特點設置專業(yè)課,從而扭轉各院校專業(yè)類課程趨同的局面。以上兩點表明,專業(yè)基礎課是被限定的,專業(yè)課則應“因校制宜”。
2.在實踐環(huán)節(jié)方面,補充標準將其分為課程實驗、課程設計、認識實習、生產實習、畢業(yè)設計或畢業(yè)論文幾個部分,對它們的內容和目的都作出了明確的要求。
以認證標準為導向,我們通過聽取畢業(yè)生反饋、征求行業(yè)專家意見、借鑒兄弟院校經驗,三管齊下,構建了無機非專業(yè)的課程體系,如表1所示:
表1 無機非專業(yè)課程體系
所有這些課程構成了一個有機的體系。因此,我們在制定課程教學大綱時,應先研究該課程在課程體系中的地位和作用,以及與其他課程的關系,處理好該課程與先修課、平行課和后續(xù)課之間的銜接問題;再根據該課程具體支撐的畢業(yè)要求指標點,確定課程目標,編制教學進度,合理分配講授、實驗、實習等環(huán)節(jié)的學時,明確各章節(jié)的重點、難點及作業(yè)等,從而制定出合理有效的教學大綱。
工程實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是工科專業(yè)人才培養(yǎng)的出發(fā)點和落腳點。實踐類課程必須以提高學生的綜合素質和創(chuàng)新思維能力為宗旨,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力為重要抓手。[3]為此,我們在專業(yè)課程體系中設置了一套完整的實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié),包括課程實驗、課程設計、綜合實訓、金工實習、認識實習、生產實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計(論文)等。這些工程實踐環(huán)節(jié)注重理論與實踐密切結合,內容充實,形式多樣。同時,為了規(guī)范管理,各實踐環(huán)節(jié)還配有相關教學文件,包括教學大綱和教學管理規(guī)定、課程設計指導書、實習指導書和實習計劃、科技創(chuàng)新基金管理條例等。這些環(huán)節(jié)為學生提供了實習、實訓和參與工程實踐的機會,使學生在實踐技能、工程意識和創(chuàng)新能力等方面都得到了鍛煉。
對照工程認證標準的要求,我們進一步對實踐內容進行了梳理,將其分為如下“四個層次”的實踐教學環(huán)節(jié):
第一層次,基本操作技能實驗項目。培養(yǎng)材料創(chuàng)新人才的基本實驗技能,相應課程有無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、大學物理實驗和材料科學/工程基礎實驗等。
第二層次,綜合性實驗項目。使學生接觸材料綜合研究方法,相應課程有無機非金屬材料工藝學實驗、專業(yè)綜合實訓(如耐火材料的制備與性能分析、超微粉體的制備與表征、電池材料的制備與性能分析)等。
第三層次,設計性實驗項目。開發(fā)學生的探索精神和創(chuàng)新能力,相應課程有畢業(yè)論文或畢業(yè)設計、材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設計等,并在相關課程中設置創(chuàng)新性實驗或設計。
第四層次,自主研究性實驗項目。通過參與導師的科研工作和各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,為拔尖人才成長提供科研訓練平臺。
在培養(yǎng)上,我們將實踐環(huán)節(jié)分為了三個階段:
第一階段,大一至大二學年,重點培養(yǎng)學生的基本操作、基本技能和創(chuàng)新意識,實驗內容以基礎單元操作實驗為主。
第二階段,大二至大三學年,重點培養(yǎng)學生的實驗技巧和創(chuàng)新思維,輔之以分析問題、解決問題能力的初步訓練,基本技能和綜合設計實驗技能訓練并重。
第三階段,大三至大四學年,重點培養(yǎng)學生綜合運用理論知識與實驗技能解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力,實驗教學以綜合性設計性實驗為主,實踐環(huán)節(jié)通過認識實習、生產實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計(論文)等不同層次的實習達到目的。
畢業(yè)設計(論文)是整個實踐環(huán)節(jié)的收官之作,通過畢業(yè)設計(論文),可以全面鍛煉學生的工程實踐能力,其重要性不言而喻。為此,畢業(yè)設計(論文)必須是聯系生產、工程實際或有實際應用背景的課題,這些課題不僅涉及無機非金屬材料的配方、工藝、設備等技術,還涉及到了環(huán)保、節(jié)能、工作安全等相關方面,呈現出復雜工程問題的典型特征。
通過上述分析,我們認為無機非專業(yè)課程體系的構建應特別注意這么幾個方面:第一、要在確保符合工程教育專業(yè)認證相關標準的前提下,結合學校定位、專業(yè)特色和培養(yǎng)目標,自主設置課程。第二、要考慮課程之間的相互銜接、相互支撐,理順它們的邏輯關系。第三、要重視畢業(yè)生跟蹤反饋及社會評價,并由此對課程體系持續(xù)改進。第四、對于實踐環(huán)節(jié),不僅要有量的保障,更要有質的提升。