高分子材料方面硕士论文范文 与高分子材料和工程专业工程实践和实践培养模式有关专科开题报告范文

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高分子材料和工程专业工程实践和实践培养模式

摘 要本文以海南大学高分子材料与工程专业为例,分析与讨论了强化工程实践和创新实践教育的必然性,以及实施基础和措施.在完善现有课程教学体系的同时,通过校企合作建立稳固的实习实践基地,稳步推进“卓越工程师教育培养计划”,以及多方位引导学生参加各类学科竞赛和创新创业项目等多种手段来达到培养工程应用型人才的目的.研究过程和结果对于相关院校和专业的教学改革具有一定的参考价值.

关键词高分子材料与工程教学改革工程实践创新实践

1 引言

随着改革开放和人才战略的持续推进,我国对全球制造业贡献和经济地位大幅提升.但总体来看,中国制造业产业结构低下,技术工艺和设备落后,产能虽大,但却是以高能耗、高污染为代价的.因此,在向智能化、精益化、节约化、差异化为特征的新型工业化道路迈进过程中,与之相适应的创新型、复合型、交叉型工程技术人才队伍建设和培养就成为重中之重的任务.此外,在互联互通、知识共享为特征的全球经济一体化大背景下,持续创新驱动对各国制造业和经济发展的贡献越来越大.这就对高等院校工程类大学生的培养提出了更高的要求.为此,国家教育部相继出台“卓越工程师教育培养计划”“大学生创新创业训练计划”以及“新工科研究与实践”项目等重大工程类人才培养改革举措[1-3].本文将以海南大学高分子材料与工程专业在本科生培养中的工程实践和创新实践为例,探讨在本校开展的针对工程类人才培养的新模式和新机制.

2 高分子材料与工程专业培养模式改革是国家和地方经济发展的必然要求

高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂等多个大类,涉及到工农业和人民生活的各个方面.而我国在高分子材料的合成、改性、加工成型以及废弃再回收的各个环节所使用工艺和设备相对落后,不但造成人工成本和能耗高涨,对环境的污染问题也日益突出.为适应我国高分子工业整体向自动化、智造化、尖端化、绿色化发展的趋势,不但要求各高校培养的高分子材料与工程类人才能够较快适应产业升级对人员素质的高标准和高要求,还需要工程人员能够在现有工艺和技术平台基础上进行开创性和创新的研发工作,并具备整合资源来将其创意转化为工程产品的能力.而目前我国高等工科教育由于受到多方面制约,学生在动手能力、工程实践能力和创新能力方面较为薄弱,有工科趋于理科化倾向.导致人才培养工作与用人单位需求严重脱节,成为制约我国向新型工业化转型的一大制约因素[5-6].因此,基于国家和地方经济发展新阶段的迫切要求,高分子材料与工程专业培养模式需要进行改革,尤其是需要在工程实践和创新实践教育等方面进行大胆尝试,并做出大量细致而系统的工作.

2 本校高分子材料与工程专业实践与创新教学改革基础

海南大学高分子材料与工程专业为海南省优势特色专业、教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业.拥有高学历、高水平的师资队伍和教育部重点实验室及省工程研究中心科研平台,专业实验室是省级高校优秀实验室.本专业在材料大类培养目标的前提下,突显特色高分子材料领域的教学及研究,实行本科生进入大学二年级的导师专业培养制度,培养具备高分子材料科学与工程扎实的基本理论、专业知识及实验技能和较强的创新能力及实际应用能力的高素质复合型人才.开设的主要课程包括材料科学基础、高分子材料工程基础、高分子化学、高分子物理、聚合物合成原理及工艺学、高分子材料成型加工基础、天然橡胶加工学、聚合物共混改性原理、近代测试及表征技术、高分子材料专业实验、课程群实习及工程训练等.

我系任职教师注重教学水平和教学质量的提高,形成的教学团队力争在教学研究和教学成果上有突破性进展.近5 年来,主持海南省精品课程建设1 门,海南大学精品课程建设5 门,承担省级和校级教育教学改革项目20 余项,出版专业著作和教材15 部,发表教研教改论文近30 篇.我系教师积极参加国内外的学术交流活动,并定期与相关生产企业进行交流与合作,积极参与“科技人员服务企业行动”和“产学研”一体化项目,完善教师队伍和学科建设水平.高分子材料与工程实验室拥有较为齐全的高分子材料加工成型与表征测试的仪器设备,为本科生开设高分子化学实验、高分子物理实验、橡胶综合实验以及塑料综合实验等实验课程.

本专业采取“3+0.5+0.5”的人才培养模式.注重与地方经济相结合,侧重橡胶工程与塑料领域人才的培养.形成天然橡胶加工及应用教学团队和塑料工程方向课程群教学团队,课程设计突出热带特色资源天然橡胶的加工与应用.在教学上强调“教学—科研—生产实践”相结合,在课程设计上注重学生专业实践的教学与课外实践活动的指导.在省内外建立了相对固定的实习实践教学基地.指导学生积极参加各类大学生创新创业项目以及科技竞赛,均取得了较好的成绩.

3 工程实践和创新实践培养过程的研究与探索

3.1“校企联手、共同树人”的人才培养模式探索

与海南赛诺实业有限公司建立院企联合办学,实施以应用型技术人才教育为中心的教学模式,开办海南赛诺班,实行企业需求人才的订单式培养.实现学校、企业和学生“三赢”的效果.具体是在大四第一学期,将有意就职于赛诺实业有限公司的本科生单独组建赛诺班,在继续学习理论课的同时,由赛诺企业抽调技术骨干和管理骨干作为讲师和导师,全面系统地介绍和讲授企业中所涉及的双向拉伸聚丙烯及阻隔薄膜生产工艺及相关设备知识,并带领同学深入生产第一线,熟悉具体工艺环节.通过从“理论学习中来,到生产实践活动中去”的教学理念,使学生的理论知识与生产实践融会贯通,大大提高学生的学习效率和对企业的认同感,培养的毕业生具备扎实的专业知识和较强的实践能力,以及良好的职业素养,提升了我校毕业生的社会竞争力.

此外,通过校企联合办学,加强了我院教师与企业的有机联系,增加了产学研合作的机会,也为教师的科研成果转化为现实生产力提供了“下家”,提升教师的社会影响力和科技成果转化能力.

3.2 卓越工程师人才培养的研究与实践

我校高分子材料与工程专业为海南省优势特色专业,教育部第三批“卓越工程师教育培养计划”试点专业.在制定培养计划时,着眼于培养出更加适应企业要求的工程型人才.结合我系橡胶工程方向的教学优势和特色,并整合塑料工程方向的教学力量,建立“通识课程、专业基础课程、工程基础课程和个性发展课程”有机相结合的模块化课程体系.通过仿真训练、课程实习、工程训练、企业实习、课程设计和毕业设计,使学生将理论知识与企业实习实践密切结合,全面提升自己的专业知识和技能,并能将理论知识更好地应用到工程实践中去,为学生在企业就业后的进一步发展打下良好的专业基础.

目前,我们正尝试和寻找最佳的方案,将“卓越工程师人才培养计划”和之前实施的校企合作相关联,形成一套更为完善、可行,且更加符合企业用人需求的工程类卓越人才培养机制.

3.3 强化实习实训基地建设

实习实训基地的建设和完善是保证工程实践和创新实践的重要保障.在巩固和完善与司克嘉橡胶制品有限公司、经纬乳胶丝厂、中化橡胶、天人降解塑料有限公司、兴伟塑胶科技有限公司、赛诺实业有限公司、钧达汽车饰件股份有限公司等现有省内相关企业的实习实训合作关系外,根据学生的就业意向和用人单位的实际需要,在广东、浙江、广西和上海等地的多家企业也建立了相对固定的实践教学和实习实训合作关系.并不定期邀请企业的高管和技术负责人来为学生讲解企业文化、生产管理、工艺流程、新品开发与难点等等,加深学生对企业的认同感.同时我系在教学中坚持理论和实践并重的原则,在开始教授专业基础课程的同时,会组织学生进入企业进行认知实习,初步了解高分子材料与工程专业的应用领域.进入大学三年级后,着重给学生讲授更为全面和系统的专业课程,在授课过程中,将实习实训企业的相关产品和工艺与理论课知识点有机融合,使课堂内容变得活泼生动,提升学生理论联系实际的能力.在学生学习完较为系统的理论和实验课程后,组织学生进入企业进行个性课程实习和工程训练,并开展为期一个月的企业实习.这种理论与实践并重的培养模式,可以较好地把学生在校的课程学习与相关企业的实习实践结合起来,更好地培养学生知识应用能力、实际动手能力、分析和解决实际问题能力.

例如,在讲解“高分子材料成型加工基础”时,涉及有关聚合物三态与成型加工方法关系时,会讲到高弹态下的热拉伸,以及拉伸取向和拉伸结晶对薄膜材料拉伸性能和透光率的影响.教师结合赛诺实业有限公司的双向拉伸聚丙烯(BOPP)成型工艺加以举例,并通过产品实物的展示和对比,使学生能够更好地掌握相关知识点,使枯燥的理论课堂变得生动活泼.再比如,在讲解“塑料模具设计与制造”等课程时,涉及注射工艺参数与制品性能的关系时,教师结合钧达汽车饰件股份有限公司的注塑件生产过程加以讲解.特别是对保压时间、模具温度对制品结晶度、球晶尺寸的影响和调控,以及微观结晶结构的调控和变化对注塑件宏观机械性能的影响等进行细致讲解.通过将实际的注塑成型工艺与书本上的理论知识有机融合,使学生对相关知识做到融会贯通,举一反三,也进一步加深学生对企业相关生产工艺和仪器设备的认知度,为接下来在企业中的实习实践活动奠定良好的理论基础.而在后续的实习实训过程中,学生在充分掌握理论知识的情况下,通过观摩和实际操作,可以迅速了解和熟悉企业中的相关生产工艺原理和过程,大大提高学习兴趣,在企业实践中进一步深化理论联系实际的教学效果.

3.4 积极引导学生参加各类学科竞赛和创新创业项目[7]

现代工程教育不但需要使工程师全面掌握现有的生产工艺和过程,还必须有能力发现新问题、提炼新创意,并具备整合资源来将其创意转化为工程产品的能力.而激发工程类学生自觉、自发的学习和研究热情,培养其良好的洞察力、自学能力和执行能力是持续创新的重要保证.为此,除了在课程设计上增加“材料导论”、“高分子材料导论”等先导性课程外,还增加《高分子进展》讲座,并请本系专任教师和外校知名专家结合自身的工作,紧贴工程技术发展前沿,为学生讲解相关高分子学术和工程领域的最新研究成果、发展方向和技术动态,拓宽学生眼界,激发学生投身高分子工程领域的学习热情和动力.而在课堂之外,则采取多种多样的个性化科技类活动,如学科竞赛和创新创业项目,来引导学生更加主动地将课堂理论知识和实际应用相结合,激发学生的创新意识和能力养成.比如,我系教师近年来不但将最新的聚合物3D 打印成型技术引入课堂教学中,从高分子加工成型和流变学的理论角度为学生讲解聚合物3D 打印技术的成型原理,提高学生学习理论知识的兴趣和积极性;还成立3D 打印技术研究兴趣小组,为学生提供相应的实验平台和设备.小组成员在接触和熟悉3D 打印原理和设备后,开始使用电脑自行设计一些塑件模型,并打印出塑件实物.在设计塑件模型时,学生需将“塑料模具CAD”课程中学习到的UG 和AUTOCAD 类开发软件进行熟悉掌握.在此基础上,组织兴趣小组的成员,通过查阅文献和凝练实践活动中发现的问题,提出对特定高分子材料进行力学性能和流变学性能改性,并应用于3D 打印材料的研究课题.该课题获得2016 年国家级大学生创新创业计划项目的立项资助.在项目实施过程中,课题组成员对新材料的开发、性能评价以及加工成型等专业知识有了亲身实践的机会,并在项目的组织和实施以及团队协作方面积累了较好的经验.我系本科生通过类似的科技竞赛、科研活动以及创新创业项目的实施,将课堂所学专业知识在实践中得以融会贯通和深刻领会,大大提升了学生的自学能力和自觉创新意识,学生的专业素养和实践动手能力得到显著强化.

近年来,我系教师指导本科生获得高校环保创意设计大赛金奖和银奖各1 项,大学生高分子材料创新创业大赛二等和三等奖各1 项,全国大学生节能减排大赛二等奖和三等奖各2 项,全国大学生创新创业计划项目立项4 项等十余项国家级、省部级竞赛类和科技类奖项以及项目资助,为我系本科生的创新能力、自学能力、实践能力的全面提升提供了良好的条件.

3.5 加强教师队伍建设,提升教师业务水平

在教学培养环节,我校高分子材料与工程专业坚持教与学并重,理论与实践并重的原则,构建教学与科研、学校与企业相结合的产学研一体化平台.而教师队伍建设是提升学生培养质量的保证.不断强化教师的教学和科研水平,优化专业课程团队和科研学术团队建设,积极培养和引进骨干教师.

此外,坚持“请进来”和“走出去”的对外交流模式,扩大合作交流力度.不但强化与国内和国际知名高校、科研机构的学术交流合作,聘请知名学者前来为我系师生开设学术讲座和学术交流,还建立教师访学机制,进一步提升我系专任教师的科研和教学业务能力.

而在工程实践和创新实践培养环节,结合可实施性和可操作性,灵活采取集中和分散相结合的方式进行.根据过往教学经验,虽然集中实验、实习和实训具有不可替代的教学地位,但由于学生人数较多,在实习实践现场,指导教师很难根据每位学生各自所掌握的专业知识水平,来针对性地展开实践教学.作为集中实践教学的有力补充,我系从2014 级本科生开始,尝试引入导师培养模式,即通过师生的双向选择,引导和鼓励本科生跟随各自导师在相关科研或生产领域中进行专业实践锻炼.这种差异化、个性化的一对一培养模式较好兼顾了每位学生的学习和成长需要.

4 结语

根据国家“十三五”发展规划以及“中国制造2025”行动纲领指引,我国正经历深刻的制造业升级转型.而这一过程的转变对高等院校工程类人才的培养提出更高要求.强化学生工程实践能力和创新能力的养成则成为工程类院校专业培养的必然趋势.本校高分子材料与工程专业凭借入选教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业的良好契机,通过强化教师队伍素质、优化课程体系建设、建立和完善校内外实习实训基地和平台、加大校企合作和产学研一体化建设,并采取导师制加强教师对学生的一对一交流和培养,有力推动我校高分子材料与工程专业的教学改革实践,为我校创新型工程类人才的实践教育新模式提供了案例.

参考文献

[1] 林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)(上)[J].高等工程教育研究,2013(4):1-12.

[2] 林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)(下)[J].高等工程教育研究,2013(5):13-23.

[3] 吴旻,刘煜.以工程实践和科研创新能力为核心的生物制药卓越工程师人才培养模式探索[J].教育教学论坛,2017(2):121-123.

[4] 胡波,冯辉,韩伟力,徐雷.加快新工科建设, 推进工程教育改革创新———“综合性高校工程教育发展战略研讨会”综述[J].复旦教育论坛,2017,15(2):20-27.

[5] 陆国栋.“新工科”建设的五个突破与初步探索[J].中国大学教学,2017(5):38-40.

[6] 林健.校企全程合作培养卓越工程师[J].高等工程教育研究,2012(3):7-23.

[7] 徐鼐,李志君,杜杰,赵富春.3D 打印技术在塑料加工成型及模具设计课程群教学改革中的应用探索[J].科教文汇,2015(321):58-60.

编辑李金枝

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