以“新工科”为导向、以“双一流”建设为背景的陶瓷特色型专业课程改革与实践
——以景德镇陶瓷大学为例
2022-03-16董伟霞包启富白明敏汪永清王艳香
董伟霞 包启富 白明敏 汪永清 王艳香
(景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院 江西·景德镇 333001)
0 前言
建设“新工科”是国际竞争趋势使然,是国家发展战略需求,也是景德镇陶瓷大学“双一流”建设的需要。“双一流”建设是我国高等教育发展新的里程碑,是现阶段大学发展的主引擎[1]。在“双一流”建设的新形势下,景德镇陶瓷大学提出“社会责任感、创新精神、实践能力、法治意识、国际视野的创新型应用型高级专门人才”的培养目标,体现了国家对当代大学生的综合要求,也体现了景德镇陶瓷大学的特殊要求。其内涵与新工科提出的新型工程人才高度契合。
景德镇陶瓷大学是创建于1958年的一所工科院校,办学定位为:以陶瓷为特色,努力把学校建成国内外有影响的特色名校。作为学校历史最悠久的品牌专业──无机非金属材料专业,在“双一流”和“新工科”建设的双重要求下,必须以新思维、新理念、新方式、新体系、新模式应对新形势,弯道超车,培养能够适应时代和未来变化的高素质工程人才。在此背景下,无机非金属材料专业学生比以往任何时候都需要更厚重的陶瓷专业知识,才有可能成为具有可持续竞争力的创新型应用型高级专门人才。专业是人才培养的基本单元,课程又是专业的基本构成要素。课程体系是课程的组织架构,是实现人才培养目标的关键。要实现我国高等工程教育质量的全面提升,必须实施全面深刻的课程体系改革,提升课程的创新性和挑战度。显然,陶瓷特色型专业课程,对培养材料类学生的实践能力、创新能力以及工程意识有着非常重要的作用。陶瓷特色型专业课程的教学质量,直接影响无机非金属材料学生的培养质量。因此,以“新工科”为导向、以“双一流”建设为背景的陶瓷特色型专业课程改革势在必行。
1 以新工科为导向、以“双一流”建设为背景的陶瓷特色型专业课程改革的主要内容
1.1 构筑具有新工科教学理念的“双师型”陶瓷特色型专业课程教师团队
强化双师型教师素质的培养,是形成以陶瓷为特色的景德镇陶瓷大学无机非金属材料专业的需要。不论是博士还是硕士,都要到陶瓷生产一线顶岗锻炼半年,掌握生产环节的技术关键。通过科研途径将现场最新的生产技术成果纳入课程教学,保证教学内容的生动性和工程性。从合作企业的高级工程技术人员中选择专业背景深厚、工作技能拔尖的专家担任学校的兼职教师,并建设兼职师资库。
本专业特聘请资深企业家和工程技术人员为材料专业开设《材料科学前沿》课程,讲授相关最新材料领域及其技术创新等知识,让同学们开拓视野和知识面,同时学校也开设了《高岭讲坛》等形式多样的课程讲座,极大地提高了学生的实际应用能力和工程素质。目前本专业已建设了兼职师资库(已有5名优秀相关领域专家教授)和90%年轻教师都在陶瓷生产一线顶岗锻炼半年以上,获得了陶瓷相关的工程知识及其技术,这为课程教学提供了丰富的教学材料,同时保证了教学内容的生动性和工程性,符合新工科的建设理念。
1.2 构建新工科陶瓷特色型专业课程体系及多元化教学方式
以“新工科”为导向,培养创新型应用型人才去审视、改革课程体系,主要包括在教学内容、教学方法、教学手段、教材建设以及质量评价与考核体系等诸多方面探索灵活多样的教学模式。
景德镇陶瓷大学现行陶瓷特色型专业课程体系存在各门课程以学科自成体系,只注重向学生传授基础理论知识,而忽略了工程意识和创新能力的培养,很多学生学习系列课程后,依然不知道陶瓷原料的微观结构与其制备工艺如处理、成型、烧成过程等之间的性能关系影响。因此理论课程以能力链为导向,强调多学科交叉,强调课程之间的衔接融合,突出学生的能力培养,明确每门课程在培养学生工程意识和创新能力方面所承担的任务,建立以培养学生的工程意识和创新能力为主线的新工科课程知识体系。硅酸盐岩相学、无机材料科学基础、陶瓷材料物理性能等课程主要培养学生的思考问题、发现问题本质和工程表达能力,无机材料测试技术、专业综合和专业创新实验等课程主要培养学生的创新设计能力,陶瓷工艺学、特种陶瓷工艺学、建筑陶瓷工艺学、玻璃工艺学等课程通过进一步将理论转化为实践,通过配套相关的工程训练如生产实习、科技方法训练和专业创新实验等来培养学生的工程实践能力等。
基于工程能力培养,优化陶瓷特色型专业课程实践体系,构建分层次、模块化的实践教学体系。实践教学体系基础层如认识实习、专业基础及综合实验等着眼于学生基本技能的训练,以锻炼其工程设计及制造能力;提高层如生产实习、毕业实习、专业综合实验和专业创新实验等要求学生在工程实践能力的提升过程中进一步掌握工程设计、专业技术及工程伦理等方面的精髓;创新层如学科竞赛、创新创业实践、科研实践、工程实践等则自始至终扎根于整个实践教学过程,以学生为主体,以研究性学习和个性化培养为方法,致力于推动学生创新设计能力、综合设计能力与工程实践能力的全面提升。通过构建并拓展陶瓷特色型课程虚拟仿真实验平台,虚实结合提高学生的动手能力。本专业已成功建设省级虚拟仿真实验《梭式窑的烧成》《陶瓷干压成型粉料喷雾干燥造粒虚拟仿真实验》等项目,大大提高了学生们的工程实践能力,目前校级《传统陶瓷用核心黏土原料处理加工虚拟仿真实验》《陶瓷手工拉坯虚拟仿真实验》《全自动液压压砖机虚拟实验滚压成形生产线虚拟仿真实验》《传统陶瓷成型工艺虚拟仿真实验教学》也正在建设。
由于教学大纲和教材具有一定的滞后性,陶瓷特色型专业课程的教学内容普遍过于陈旧,与当代陶瓷工程技术发展现状出现较明显的脱离。随着学生需求越来越个性化,教学内容不断增多,难度加大。教师自身知识结构需要随着时代的发展和课程变革而不断更新,使自己成为学生学习的领航者、学生未来发展的预测者、信息资源的整合者。陶瓷特色型专业课程教师应该将陶瓷类学科近些年新出现的科学理论、研究方法、发明创造、科技创新成果,及时贯彻到教学内容中去。同时,充分借助于在线移动新媒体,充分发挥信息时代特征,即学习群体的多样性,学习内容的丰富化,学习过程的互动性等,以学生为中心,成果为导向,不断更新专业教师教学和学生学习内容的新方法和新途径。基于此,学校特别开设了《高岭讲堂》以及本专业开设了精英进课堂的《材料科学前沿》等课程,同时,打造了一批慕课如《陶瓷工艺学》《无机材料物理性能》等,并被列为校级思政建设示范课程;《陶瓷工艺学》作为本专业陶瓷特色课程获得了2020年江西省一流本科课程和江西省高校育人共享计划课程,同年获得江西省防疫期间线上教学优质课评选优秀奖。
结合线上、线下慕课、翻转课堂等灵活多样的授课方式让学生掌握目前陶瓷行业以及科技创新成果等,开拓学生的视野,培养学生创新设计能力。目前学校正资助规划出版教材《传统陶瓷工艺基础》《专业创新实验》《陶瓷工厂设计与概论》《建筑陶瓷工艺学》,这些教材的规划出为教师教学和学生学习内容提供了新方法和新途径。
1.3 建设新工科导向的多层次进程式课程考核体系
新工科的课堂教学模式以学生为中心,注重学生的自学能力和应用知识解决问题的能力。因此,课程的考核不能像传统的方式那样忽略学习的过程,只以考试论英雄,而是要改进课程考核方式,探索课程的多种类考核方法,使考试成为继续学习的中间环节,使教师和学生能够根据进程了解学习情况,实现进程式评估。课程的评价有三个方面:一是对学生学习过程的评价,二是对教师教学态度和授课质量的评价,三是课程目标达成度的评价。这些评价结果,要及时反馈给教师和学生,以帮助教师和学生更好地了解自己在教学和学习过程中的长处与不足,有针对性地采取改进措施,发挥其在新工科教学新模式中的重要导向作用。通过广泛参阅资料,充分分析并借鉴相关大学课程考核制度与方式,同时结合本校、本专业特点,制定出切实可行的多层次、过程化课程考核体系,旨在全面、客观、准确地评价学生的学习成果,重视学生学习的全过程,重视学生能力的进步。同时,课程考核体系要有利于激发学生的学习热情,丰富考核内容与考核形式,让每一个学生的个性化特长得以发挥。因此,多元化、过程化、多层次是课程考核体系的主要特点。根据专业工程认证的特点,适当减少期末终结性考试在课程总考核成绩中的比重,增加学生学习的全过程的考核比重,过程考核可以包括:作业、课堂表现、口试考核、分组讨论、论述与答辩及完成论文等考核。景德镇陶瓷大学在2019年对教学大纲进行了修订,根据工程认证及其新工科等特点,对考核形式进行了改革,最终成绩由考试成绩(50%)和过程管理考核(50%)组成,通过过程管理考核体现以“学生”为中心等教育理念。
2 结论
景德镇陶瓷大学陶瓷特色型课程的改革采用构筑具有新工科教学理念的“双师型”陶瓷特色型专业课程教师团队,构建新工科陶瓷特色型专业课程体系及多元化教学方式(虚拟仿真实验、慕课建设、产业精英进课堂等多种课堂形式),建设新工科导向的多层次进程式课程考核体系,改变传统的教学模式,突出以学生为中心的教学理念,强化实践能力、创新能力和工程意识的培养。使学生能更好的展现出专业自信、能力自信和创新自信,极大的提升学生的就业竞争力和可持续发展潜力。对其它相关专业课程体系建设,具有一定的借鉴和指导意义。
致谢:
感谢校级重点课程思政项目《陶瓷工艺基础》(KCSZ-20-Z001)、景德镇陶瓷大学校级课程思政项目《陶瓷工艺学》(KCSZ-20-Y020)和《专业创新实验》课程(KCSZ-20-Y021),景德镇陶瓷大学校级重点教改项目“新工科”背景下无机非金属材料专业核心课程思政教育的创新探索—以《专业实验》课程为例(TDJG-20-Z0)、校级一般教改项目“以新工科为导向,以双一流建设为背景的陶瓷特色型专业课程改革与实践—以景德镇陶瓷大学为例”(TDJG-20-Y28)大力支持!