科教融合机制下工科专业大学教育改革与实践——以《染整工艺学》（二）课程为例

李晓燕，张 维

（河北科技大学 纺织服装学院，河北 石家庄 050018）

大学作为通识教育和专业教育的重要平台，不仅需要培养具有较强技术能力和实践能力的人才，还需要培养具有较强创新精神的综合素质人才。因此，需要在大学专业课程教育阶段增加科研探索能力的培养，通过教师结合自身科研经历和感悟进行言传身教，让学生耳濡目染，看到专业基础原理与前沿科研技术融入教学的过程与方法[1-2]。有科研作为推动力，技术作为坚强的盔甲，学生从接受型掌握知识向研究探索型分辨知识转变，能够激发学习兴趣和探索精神，能够在实践中将科学与实践相融合，不断将技术和创新综合能力和实践探索能力逐步提高。

但如何实现科研反哺教学、如何将科研成果融入教学并与科研发展协调统一是个大课题，需要多方统筹共建。首先，需要提高师资建设水平，构建完善学科平台；其次，要在课程体系设计和系统建设中融入科研成果；再次，需要结合多种教学方法和评价体制进行创新性考核[3-4]。

1 提高师资建设水平，构建完善学科平台

《染整工艺学》（二）作为轻化工程专业（工科）学位课和重要的专业课，需要学生掌握染色基本原理包括上染过程调控因素和上染机理（染色热力学和染色动力学）、各种染料（直接染料、活性染料、酸性染料、还原染料、阳离子染料等）的染色特点和染色工艺以及各种纤维织物（纤维素纤维、合成纤维、蛋白质纤维等）的印花原理与印花工艺设计等。此课程结合较深的织物理论基础（需要掌握染料结构、纤维物理化学性质及染料/纤维之间的相互作用关系）、较强的实践应用参考（需要根据不同纤维织物的化学特性、基团结构和染料结构来分析染料/纤维结合力和染色牢度）和较广的科研创新技术（基于当前环保、健康、节能需求，开发新型染色技术，或基于已开发的新型纤维进行染料的改性和染色工艺设计）。

要建立和完善科教融合体制改革和评价制度，不仅要引进本专业高端科研人才，还要引进相近专业或跨专业科研工作者和实践型高科技人才，基于各有所长进行差异化岗位体制评价，并基于不同的要求分别进行评教改革。进一步结合校企产学研联合培养模式，学生需要在接触专业知识之前进行认识实习，学习专业课之后进行系统实习。通过接触工厂中的高级工程师和科研界具有较高科研造诣的研究者，认识到理论知识和工业实践的结合和利用，意识到基于当前科研瓶颈的具体突破思路和相关问题的解决办法。让学生不做井底之蛙，认识到在校外有前沿科研成就的专家，辅助了解当前专业的未来；认识到在企业有较强的技术人才，辅助了解实践过程中需要掌握的具体细节和综合知识储备[5]。让学生掌握本专业当前主要核心技术的原理、发展局限及日后发展方向，不仅掌握基础知识，还要能拓展交叉学科的科研技能和知识，能够结合新材料、新技术和新工艺的发展原理，锻炼创新性思维和解决实际问题的能力。

另外，比较重要的是，需要构建高端完善的学科平台，为高新科研成果提高培养要求，为拓展学生创新思维提供科教融合平台。结合师资的研究方向，将标志性研究成果进行汇总，结合其研究过程、成果原理及发展方向，进行平台建设申请和构建。通过开放研究性学习和可持续性平台发展，让学生能眼见为实，见识到专业相关技术的实际应用价值和前沿科学魅力[6]。

2 完善课程体系设计和系统建设

在此课程中，前半部分主要是基于理论知识的传授，其大纲重点是基于知识点的掌握，包括染色动力学和热力学方程、影响参数及模型推演过程，整体比较枯燥且难以理解。为提高学生的代入感和兴趣，需要完善整个知识结构，即对知识“追根溯源”，从易到难，从简单到复杂进行逐层介绍和深化，不断将学生的思维代入到知识点的梳理之中。后半部分是基于特定的染料对应的染色特点进行染色工艺设计，更偏向于应用和实践探索，其难点主要是知识点琐碎，且各章之间容易混淆，学生倘若不掌握基础理论就直接进行记忆根本行不通。所以这一部分需要结合前面的知识要点，并将每一种染料作为一个“主角”进行剖析、讲解并比较，结合其“前世今生”及“未来发展”进行前后贯穿讲解。

为了让学生了解所学的知识是有用的，可以通过在课程体系中引入相关前沿科研成果和科研元素，借助于构建的健全学科平台和高水平科研成果进行综合培养，将特色科研成果作为教学典型案例，结合外校专题学术讲座课程和拓展类课程，把科教机制与科研思维有机结合，培养学生“大创”精神，引导学生形成正确的三观和培养学生的高水平科研思维。

在传统课堂设计中，也要注重科研元素的引入。以轻化工程专业课程《染整工艺学》（二）中的活性染料章节为例，在设置课堂目标时，可设置为两个，一是知识目标，系统掌握活性染料结构通式、染色特点及染色机理；二是技能目标，基于活性染料的染色过程和染色机理，使学生具备分析其染色及水解控制过程的能力。注重课程前沿介绍和发展历史，如要将之前不重视的活性染料诞生和发展历史、方向作为重点。

通过讲解活性染料的发展历史和未来，让学生了解到由于科研技术的进步和科学家的探索精神，在短短60 年时间里，活性染料实现了突破性改进和创新，改变了世界的颜色。另外在讲解染料特点的时候，以问题为导向，激发学生的内在潜力与学习动力。说明活性染料的优点是色谱齐全，色泽鲜艳，匀染性较好，皂洗牢度和摩擦牢度较好；但其缺点是染料固色率较低，只有60%～70%，活性染料、中性电解质和水的耗用量大。

因此，提出当前前沿技术——低盐少水染色技术，基于当前的染色原理，进行纤维素纤维的阳离子改性改变棉纤维和活性染料之前的排斥力，或采用环境响应型的助剂进行辅助染色，或启发多活性基染料的研发进行学生拓展思维和创新能力的培养。并设置开放作业：如何做到使活性染料在低盐少水条件下染色？可以让学生通过分组查阅网络和书本等信息[7]，分组汇报相关PPT，进一步提高学生的科研思维和文献检索能力。在此，需要让组内的队员互相打分，各组之间也互相打分，结合教师的打分，各设定一定比例进行最后的分值核算。

在这个过程中，让学生知道所学的理论知识是“活的”“可变的”，甚至是“有错误可能性的”，激发学生的创新和探索精神，使其敢于挑战权威，并通过查询最新的文献和实践证明自己的观点，形成师生对等、互助、互论的模式，推动知识的掌握进程[8-10]。当然，这个过程会占用课堂一定的时间，需要教师结合大纲重点和改进教学方法，将一些简单的不重要的章节内容放置于线上或课下完成，将知识点进行多层次规划，以合理安排课程时间。

3 结合多种教学方法和评价体制进行创新性考核

作为一种新型的育人模式，科教融合机制下的工科专业教育与传统教学方式相对比，其应同时具备教学传授知识方面和科研创新方面的人才培养特点。对于教师的要求，需要基于当前科技前沿领域做研究，又能正确实施学术道德教育，改变传统的教学模式，结合多种教学方法进行创新，将科研创新元素融入进去，并与此同时，摒弃原来的单一评价机制，增加育知识和育头脑的人才双重培养理念，培养能够适应日新月异科技变化的复合型高层次创新人才。

在教学方法上可以结合多种教学手段，如启发式（视频和科研问题入手）、讨论式（生生讨论和师生互问）、搜索式、思考式等，结合科研实践环节设计[11-13]。学生可在感兴趣的前提下做教师相关科研项目（辅助大学生创新创业训练项目、挑战杯项目、节能减排项目等资助和鼓励），在此强调这些学生类课题不能作为教师评职称或评优指标，但可以作为学生学分的评价指标之一，只有这样才能使得教师不带有任何功利目的自愿辅导，而学生又有很高的积极性可以参与进来。学生可在开放性课题研究中，培养独立提出问题、独立完成问题解决方案及分析总结的能力，遇到问题，可以生生互助，或与课题组前辈交流，或直接与教师进行沟通询问，在探索答案的过程中对相关知识点有更深层次的掌握。在大学生科研项目训练结束后，鼓励学生就科研实验和所取得的数据结果发表学术论文和申请相关发明专利。

评价学生综合成绩时，一方面要将科研实践、科研成果包括发表论文、专利和实验项目撰写列入综合评价体系；另一方面是重视实践基地的建设，完善切实可行的校企合作方案，了解地方政府关于产教融合的相关发展政策和条件，共同申报产教融合相关项目[14-15]。在学生毕业设计环节，可以适当允许学生直接在合作单位或科研实践基地进行毕业课题设计和探讨，对其安全性及评价体系需要全面考虑，合作单位或科研实践基地需要制定相关的规章制度和相应的奖惩制度，让学生、教师和企业能够在宽松安全的环境中进行较为实际的科研项目训练。这样高校可以时刻与社会发展实际接轨，及时根据社会发展需要人才类型进行课程设置和专业结构优化，建立校企利益共同体。倘若校企之间的资源、人力都可以进行整合，可以结合企业需求，完善产教融合运行体制和评价机制，完善高校育人的实践性和目的性，激发企业合作的动力和热情。

4 结语

科教融合是本科教育改革的重要推动力，是激发学生专业学习兴趣的有效途径之一。高等学校的教育职能不能仅局限在基础性教育，同时还要肩负着推动科学研究发展的责任，因此，在不同学科要求和条件设置下，需要针对性进行产学研融合和科研创新，教学和科研需要共同发展。通过提高师资水平，发挥教师在相关领域的引领作用；构建产学科平台，为学生产学研结合教育提供可持续发展环境；完善课程体系设计和系统建设，激发学生的学习热情和科研能动性；结合多种教学方法和评价体制进行创新性考核，提高学生的人才培养综合质量。这样以科促教、以科促学、教学相长之路才能更宽广。