以创新能力和工程能力协同提升为导向的教学改革探索

代坤 纪又新 韩文娟

摘要：本文基于“双创”号召和学校本科教育培养目标，以《聚合物共混改性原理与应用》课程教学为例，深入分析了课程存在的问题；针对上述问题，采用课堂教学穿插讲述最近科研进展及专家讲座等方式提高了学生的创新能力。通过与系里实践课程有效衔接，与实习基地和用人单位有效配合等方式，提高了学生的工程能力。

关键词：创新能力；工程能力；教学改革；高分子加工专业

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0036-02

为响应李克强总理2014年9月在夏季达沃斯论坛上提出的“大众创业、万众创新”的号召，培养“德、智、体、美”全面发展，富于进取和创新精神的创新型人才和高端应用型人才，服务河南乃至全国的经济和社会发展是郑州大学本科教育的重要目标之一。根据学校的培养需求和郑州大学“双一流”建设的历史契机，在本科教学中进行教学改革，加强学生工程能力和创新能力的培养，为学生就业及进一步深造打下理论和工程实践基础具有重要意义。另一方面，中原经济区与高分子材料成型加工相关的大中型企业飞速发展，他们亟需具有扎实的专业知识功底，掌握高分子及其复合材料相关理论知识，具备工程设计和研发能力，能从事高分子及其复合材料的制备及管理的高素质、高技能的专门人才，学生的专业技能和科研创新素质要求被提到了相当的高度。因此，在高分子材料加工方向进行工程能力和创新能力协同提升的教学改革，具有十分重要的理论价值和现实的指导意义。

本文以作者讲授的《聚合物共混改性原理及应用》课程为例，对课程目前存在的问题进行了总结和分析，在此基础上，将创新能力和工程能力提升融入课堂教学和实践教学中进行教学改革探索，并对效果进行了简要介绍。

一、课程存在的问题

《聚合物共混改性原理及应用》是综合性较强的专业课程，在我院的高分子加工方向的课程体系中，其前修课程是《高分子物理》《高分子化学》《聚合物成型加工原理》等，其后续课程即为《塑料制品设计》和毕业设计。前述课程中的基础知识，在《聚合物共混改性原理与应用》课程中的相容性、工艺实现、界面设计等章节均得到调用及串联。该课程和很多同学的毕业设计的题目亦紧密相关。此外，该课程和实际应用，如高分子工业中的聚合物复合材料配方设计和产品研发等也密切相关。然而，常用聚合物复合材料共混方法的资料在图书馆和网络数据库易获得，课程的很多知识属于相对容易理解的、经验性较强的内容，且课时量仅为32学时，因此课堂教学没有得到学生的足够重视。

作者首先对本课程相关的教改资料进行了收集与分析，并对已毕业的2010—2014级5个年级的23位同学进行了问卷调查，为增加调查的普适性，选择的23位同学中，6人在郑州大学读大四，4人在郑州大学读研究生，8人在外校读研究生，5人在企业工作。作者结合上述学生在后续学习、科研工作及企业工作的体会，深入分析了课程存在的问题，其中突出的问题如下。

第一，我院《聚合物共混改性原理与应用》课程内容涉及聚合物共混的基本原理、基本方法的阐述，例如，聚合物相容性的热力学、聚合物共混物的配方设计基本原则及注意事项、聚合物共混物的形态结构调控等，这些教学内容相对枯燥。任课教师多使用传统式教学方法，即教师授课、学生被动听课，这不利于学生灵活掌握本专业知识，提高工程实践能力和创新能力。

第二，该课程是实践性较强的专业课程，要求理论知识和实际應用有效结合。但同时本课程概念性的东西较多，很多学生倾向于死记硬背，这不利于学生对该课程知识的理解和接受，更不利于提高其工程实践能力。

第三，该课程涉及许多前沿研究领域问题，如石墨烯填充聚合物复合材料、柔性高分子基电子皮肤的制备等，如何结合基本的高分子物理、高分子化学及聚合物共混复合相关机理，不断更新课件内容，培养和提升学生的创新能力，拓展学生对本课程最新发展的认知，激发学生的创新兴趣，是本课亟需进行改革的内容之一。

二、创新能力和工程能力协同提高的教学改革探索

作者针对上述问题，开展了以创新能力和工程能力协同提升为导向的《聚合物共混改性原理与应用》课程教学改革，详细探索如下。

（一）课程教改资料收集及对比分析

广泛收集与课程相关的教改资料，从兄弟院校的实践中借鉴本课程教改的研究方法，明确了教改方向，吸取了经验教训。赴四川大学、浙江工业大学、长安大学等兄弟院校进行调研，讨论交流本课程最近的教学方法改革进展情况，为本课程教改方案的实施提供参考。对已毕业同学对本课程相关知识在企业及高校院所中的应用情况，以及遇到的问题，进行了更加深入的分析，为本课程的教学改革提供具体方向。

（二）具体的教改实施方案

1.工程能力的提升。联系了专业实践基地橡塑模具国家工程研究中心开展了与聚合物共混改性相关科研项目及企业横向项目的实践认知，具体涉及聚碳酸酯透明制品的制备、以热塑性聚氨酯为基体的高分子复合材料的注射成型等，这与我们课程中涉及的聚合物的填充增强，以及聚合物复合材料的结构、性能调控等密切相关，结合学生的认识实习，提高了同学们对该聚合物共混复合材料工艺的理解；与本学期开设的其他课程，特别是有实验课的课程，如《聚合物成型加工原理》等联系，将该课程进行试验的体系定为聚合物复合材料体系，在不增加学生学习负担的情况下，结合课程内容和实验课程，协同培养学生的实践能力。

2.创新能力的提升。申请人本人也从事聚合物共混改性相关的研究工作，并以第一及通讯作者的身份在相关国际期刊上SCI论文50余篇，作者结合自身的科研工作，有目的地将本领域的最新发展如石墨烯填充纳米复合材料、聚合物基电子皮肤等加入讲课的PPT中，更新教学内容，激发了学生的兴趣，开拓了学生的视野，培养了学生的创新能力；与本专业参加大学生创新创业训练的老师联系，突出聚合物共混方面的知识讲解，提高学生的科研实力；邀请领域内知名青年学者走进课堂（如上海大学丁鹏教授等），在不影响教学计划的前提下，结合课程的进行，讲授他们在聚合物共混改性相关的研究工作，拓宽学生的科研视野，进行教学和学术交流，促进学生创新能力的提升。

（三）课程考核方式改革

按照上述实施计划，在期末考核时将工程实践及讲座的出勤率、实验课的成绩等在最终考核成绩中加以体现，保证了教学改革的顺利进行和结果的及时反馈。

（四）教改情况反馈

对本轮教学改革取得的相关结果如经验、资料等进行整理、分析，并对相关同学和用人单位（企业和科研院所）进行了初步调研，对课程的改革效果进行了评价，取得了较好的反馈，为进一步深入改革打下了基础。

三、结语

本项目以国家的“双创”号召和郑州大学的人才培养目标为导向，结合《聚合物共混改性原理与应用》课程教学改革资料的收集与分析、毕业学生及用人单位反馈及兄弟院校实地调研，进行了教学模式的改革和创新，提出实现学生工程能力和创新能力的协同提高。作者将本课与相关课程做好衔接，联合相关实验课以聚合物共混物作为试验体系，并与实践基地配合，达到了良好的实践教学目的。通过穿插讲授与课程相关的最新研究进展及邀请聚合物共混复合材料领域知名青年学者做讲座，拓宽了学生的科研视野，促进学生创新能力的提升，取得了较好的教改效果。

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