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抓住课堂教学主渠道,打造有料、有趣、有挑战的“金课”
——东华大学材料学院探索“新工科”人才培养模式
2019年07月11日  作者:陶婷婷   编辑:chunchun   审核:刘纯  版面:A4

  智能材料、新能源材料、3D打印技术……材料领域的产业发展日新月异,新材料作为国家十大重点领域,到2025年人才需求缺口约为400万人。新时代呼唤“新工科”人才,人才需求不仅是数量上,更需要面向新兴产业和区域发展的需求调整人才培养的结构和质量。面对新形势、新要求,东华大学材料学院主动出击,通过“新工科”人才培养的冷思考,抓住课堂教学主渠道,淘汰“水课”,打造有料、有趣、有挑战的“金课”,有的放矢地探索新材料工程人才的教育培养新模式。

碳纤维、智能可穿戴,最新科研成果进课堂

  “别看它只有头发丝十分之一粗细,这看似不起眼的高性能碳纤维却是导弹弹头防热层的关键材料,好比是导弹的‘防护服’!”在《高技术纤维》课堂上,国家科技进步一等奖获得者、碳纤维领域研究专家陈惠芳教授带领同学们走进碳纤维的世界。相比于陈旧枯燥的书本知识,材料学院的科研大牛们担任授课教师,将近年来国家级重点项目或荣获国家及省部级奖项的科研成果引入到课程,石墨烯、3D打印、仿生技术、智能柔性可穿戴等内容进入课堂,让同学们零距离接触学科的最新知识及行业发展的最新成果。

  “课堂是新工科人才培养的主渠道,课堂一端连接着学生,一端连接着国家战略需求和产业发展。”东华大学材料学院教学副院长马敬红教授告诉记者,照本宣科的方式已经不再适合当前人才培养的发展趋势,正是基于这样的现状,学院发挥学科优势,打通科研成果与课堂教学的通道,有效将科研资源转化为教学资源,让实验室、研发中心、生产一线的科研成果、前沿知识变成“活教材”,让同学们在课堂上真正学得深、吃得透。

  学院不断完善课程体系,课堂内容及时跟踪新科技,并与产业紧密对接,针对航空航天、新能源和信息等战略性行业对新材料人才的需求,树立知识、能力和综合素质并重的教学理念,目前已开设《新能源材料》《航空航天复合材料与实践》等前瞻性、拓展性和工程实践类课程等二十余门,并对所有专业课程的教学内容进行更新,以保证学生的知识结构更好地满足社会需求。

做帽子、玩微信,课堂内外“动”起来

  镜月湖畔的泥土、芦苇草、树枝、白纸、食堂里的面汤……在《复合材料成型工艺与设备》课堂上,同学们就地取材,大开脑洞,自己动手打造一顶顶创意十足的帽子。授课老师王彪教授说:“复合材料是一门与实践结合十分紧密的学科,运用手糊成型工艺制作帽子看似简单,基体和增强材料的选择、增强体结构的设计、固化脱模等每个环节都在考察同学们对知识点的掌握和运用。”

  “这次帽子的制作,我们从头开始制作复合材料,虽然只是一个简简单单的帽子,却也藏着很大的学问。从选材开始到结构设计,成型固化,最后脱模,我们通过自己的双手对复合材料的制作有了更深的认识。”东华大学材料学院大三学生袁红娜在课程小结中这样写道。也有同学从这次小小的动手中汲取到了科研的真谛,大三学生姜思涵这样说道:“在科研道路上,失败乃兵家常事,也只有经历过一次次失败,我们才知道选用什么样的增强材料、怎样的结构设计做出的复合材料制品才最好!”

  在互联网时代,学习动力和兴趣成为稀缺资源,对于课堂教学来说,“PPT+黑板”的教学方式已经落伍,课堂上的学生“低头族”现象如何杜绝?在东华大学《高分子材料成型原理》课堂上,授课教师张慧慧引入微信“课堂派”在线管理平台,变“堵”为“疏”,动态二维码点名提高课堂管理效率,微信端课堂互动、分组讨论、随机提问、资料共享、线上答疑……充分调动学生的学习积极性和参与度,同时方便教师及时了解学生的学习情况,使教学更有针对性。高分子材料与工程专业大三学生杨阳告诉记者:“手机上提问互动、做作业还能积分排名,有任何不懂随时向老师提问,方便又高效。”自2018年2月引入微信在线管理平台后,如今《高分子光电材料》《高分子材料合成工艺》《材料科学与工程基础》等课程也相继应用。

  课堂教学是正餐,课后延伸是小食,为了激发学习的热情,充分利用课外时间拓展专业知识,高分子物理学微信公众号、高分子材料成型原理微信公众号应运而生,“中国高分子科学奠基人”“数诺奖人物还看今朝”“从港珠澳大桥浅谈黏弹性阻尼材料”“2019年超具潜力20大新材料”……从历史传承、现实热点到学科前沿,这些生动活泼的微信推送均出自材料学院学生之手,同学们在阅读相关文献的基础上归纳总结编排成微信推文,自2018年1月创建以来已累计发布一千余篇推文。“你讲我听满堂灌的方式已经被时代淘汰了,希望用学生喜欢的传播方式和方法去教学,让学生在课堂内外都愿意学、主动学。”张慧慧老师欣慰地说。

  互联网技术正深刻地改变着人们的生活和思维方式,基于互联网的新型教学模式也在“新工科”人才培养中起着重要的作用。在实验室,“互联网+”也在悄悄地改变着常规教学方式。在东华大学材料学院,专业实验教学中建立了“线上学习与线下实验有机结合”的“互联网+”实验教学模式,开发出工厂3D虚拟仿真和“互联网+实习导航系统”,构建“互联网+工程教育”新型教育形态。

工程伦理、市场营销,学科交叉碰撞“新火花”

  “新工科”人才的培养除了对接好国家需求,还要始终坚守“以学生的全面发展与成才为中心”的初心。新材料产业对工程技术人才的要求不仅是掌握专业知识和技术,还需要具备强烈的社会责任感、全球视野、法治意识和生态意识,懂得企业管理,了解市场和经济的发展规律。

  “你如何看待基因编辑婴儿的诞生?”“为这个产品制定一套完整的市场营销和推广方案”“中美贸易战对于新材料领域的发展有什么具体影响?”……在材料学院拓展性课程《工程与社会》《原材料战略学》等课堂上,来自新材料领域的知名企业家、行业协会专家等走上讲台,与同学们分享工程伦理、经济、知识产权、环境与可持续发展等方面的知识,以案例教学方式让学生了解新产品从实验室研发到实际生产及市场商业化推广的全过程。

  东华大学材料学院的拓展性课程围绕新工科人才培养,通过不同学科交叉碰撞为同学们打开了“新世界”。近年来,东华大学打破原有学科和专业限制,探索创新型、交叉复合型人才培养新模式,于2017年开设了“知识产权拔尖创新人才实验班”,材料学院高分子材料与工程专业大四学生李嘉昊同学就第一时间报名参加,材料相关专业学习之余更丰富了知识产权方面的专业知识。

  1+N=?“新工科”人才培养指向的是多学科交叉融合的复合型人才,如今“大数据时代”已经到来,材料学院在推进“新工科”人才培养中也将不断尝试打破专业分割,以“材料智能制造拔尖创新人才实验班”为突破口,开设《高分子及软物质介观体系模拟》《复合材料结构设计—力学基础、CAE及项目化实践》等课程,使学生系统地掌握材料不同尺度结构的模拟原理、模拟软件和模拟方法;同时与计算机学院合作将《数据科学技术与应用》《信息系统与数据库技术》等课程逐步引入课程体系,打造更多有料、有趣、有挑战的“金课”,为未来新材料的智能化设计与制造培养人才,让我们拭目以待。

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