新工科理念下对特种陶瓷课程建设的思考
时间：2020-03-17 12:43:18 来源：千叶帆 本文已影响人
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摘 要：新工科改革是新形势下工科专业教育教学改革中的重要课题，工程实践能力和创新能力的培养是新工科改革的核心问题。本文结合新工科建设的思路和方向，对无机非金属专业的特种陶瓷课程建设进行了探讨，并提出了旨在培养学生工程实践能力、创新能力的几点建议。
关键词：无机非金属材料;特种陶瓷;实践能力;创新能力
教育部关于高等工程教育发展的战略研讨在经历“复旦共识”，“天大行动”和“北京指南”等探索后，明确了我国工科教育需要持续培养多样化、创新型工程科技人才以支撑国家实施创新驱动的发展模式，从而吹响了新时代工程科技人才培养的号角。新工科的建设，一方面要设置和发展一批新兴工科专业以满足科技革命和产业变革的要求; 另一方面要推动现有工科专业的改革创新，探索新形势下复合人才的培养模式。地方工科院校作为区域性工程人才培养的主阵地，对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用，在新工科背景下，对于传统的工科专业如无机非金属材料专业而言，培养学生的工程意识，提高工程实践能力和创新能力是关键。
特种陶瓷是我校无机非金属专业陶瓷方向的专业必修课，课程介绍了特种陶瓷的主要生产过程及原理，以特种陶瓷性能-组成结构-工艺之间的关系为线索，详细论述了特种陶瓷的主要分类及应用。课程的培养目标是使学生掌握结构陶瓷和功能陶瓷材料的组成、结构、性能和制备工艺，理解工艺因素对不同陶瓷材料性质与结构的影响，从而能够从技术角度分析特种陶瓷生产中的问题，提出改进方案，初步具备研发和设计新材料的能力。本文结合新工科建设的思路和方向，对特种陶瓷课程的建设提出了几点建议。
一、特种陶瓷课程体系现状
目前特种陶瓷课程的授课学时为30学时，学时分配情况见表1。
由于学时数少，导致每节课的授课内容较多，学生学习起来有些吃力。课程的授课方式以课堂教学为主，多媒体如图片、视频等教学方式为辅，教学形式相对单一，学生的参与度有限，学习主动性不高;缺乏必要实验教学，导致理论知识和实际应用脱节，不利于学生工程实践能力的提升;课程考核方式为平时成绩和卷面成绩相结合的方式，为培养学生实际应用的能力，有必要对试卷考题的设计进行优化。
二、优化课程内容，满足产业需求
特种陶瓷分为高温结构陶瓷和功能陶瓷两大类，结构陶瓷和功能陶瓷又分为很多门类，内容繁多，由于课程设计为30学时，有必要对课程内容删减，提高课程质量。通过查阅相关资料发现，近年来京津冀地区，高温结构陶瓷生产企业相对较少，偏向于电、磁、光、热、化学、生物等功能的新材料尤其是电子陶瓷产业则层出不穷，比如安施电子有限公司，天津中环电子信息集团有限公司，太阳诱电（天津）电子有限公司等。作为地方工科院校，应针对区域特色产业优先开展教学和科研，立足地方，辐射全国。因此在课程内容的设置上将着重于讲授功能陶瓷如电介质陶瓷、铁电陶瓷、敏感陶瓷、导电陶瓷等陶瓷的生产工艺、性能及应用，以支持区域产业发展需求，为相应行业培养具有创新意识和实践能力的应用型高水平专门技术人才。
三、设置课程实验，开展创新训练
目前特种陶瓷的课程设置中没有实验实践内容，显然对学生实践能力和工程意识的培养而言是不利的。学生在学习完相应的专业理论课后，通过实验实践环节来加深对专业理论知识的理解，并最终应用于实践。课程实验可分社基础性实验和设计性实验，由于陶瓷材料的制备方法差别不大，因此基础性实验侧重于不同功能陶瓷的性能测试，而设计性实验是学生在教师的指导下自己查阅资料，提出实验方案，设计实验步骤，完成材料的制备和测试等一系列工艺流程，从而加强对材料组成设计、制备工艺、性能和用途之间相互关系的理解。通过设计性实验的训练，让学生能够学以致用，同时加深对特种陶瓷材料组成和性能之间关系的理解，提高学生分析和解决问题的能力。
对于一些学有余力的学生，可以选做创新性实验，鼓励学生在实验中提出自己的想法，大胆创新，训练和培养其科学实验能力和创新精神。
四、增强校企合作，完善育人机制
目前我校无机非金属专业任课教师中年轻教师居多，而青年教师的工程实践经历和经验相对匮乏，在课程教学中很难结合教学内容给出相应的生产实例，因此作为任课教师应该以实践锻炼、相关培训、参与课题研究等形式积极参与到行业企业的生产科研中，来提高自身的工程实践能力。同时，可以引进有丰富经验的工程技术人员或管理人员做课程辅导教师，言传身教，把先进的工艺技术和生产经验传授给学生，既让用人单位参与到学生的培养中，也使学生了解相关企业的用人需求。如果条件允许，可以探索开设校企合作课程，相互取长补短，将校企双方的利益诉求有效连接，实现地方本科院校与行业企业的“深度融 合”。
五、改革考核方式，强化学习效果
特种陶瓷课程的考核方式为平时成绩和卷面成绩相结合的方式，其中卷面考核时沿用传统的题型如填空、选择、判断、问答题等形式。填空和判断题主要考核学生对概念、基础知识掌握的能力，选择题则考察学生对课程内容综合运用的能力，问答题则体现学生实际解决问题的能力。比如，有一道题目是考察压电陶瓷的工作原理，题目的设计却与电子打火机有关，如下，电子打火机是在某种陶瓷一端接上一段细导线，此导线与在打火机出气口处的金属材料形成一个缺口，通过机械机构使撞击块的撞击时与气源开启同步，从而达到点火的目的，试问电子打火机的工作原理是什么？通过题目的设计促使学生不能去死记硬背答案，而是根据课本所学灵活运用知识，提高实际应用的能力。
六、结束语
新工科改革是新形势下工科专业教育教学改革中的重要课题，在新工科理念下特种陶瓷课程的教学改革应着眼于先进的生产工艺和技术，改革课程的教学内容和授课方式，强化实验实践环节，将人才培养的核心放在工程实践能力和创新能力的提升上，同时还应在培养方案的修正、培养途径的革新以及师资队伍的建設等方面进行积极探索，以助力新经济形势下新工科人才的培养。
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