并行性实践教学改革研究[1]
安红萍1，2 郑晓华1 武建国1 孟沛2
（1. 太原科技大学材料科学与工程学院，太原，030024； 2.太原科技大学华科学院，太原， 030021）
摘要：实践教学是培养学生创新精神和实践能力的重要手段，实践教学改革是提高人才培养质量亟待解决的重大课题。本文在对我国工科教育领域实践教学中存在的问题进行分析的基础上，以提高实践教学质量，实现理论与实践的相结合为宗旨，针对材料成型专业（模具方向）高分子材料成型的教学任务提出了构建面向应用的并行性实践教学体系的改革措施与方法。
关键词：高分子材料成型 并行性 实践教学体系
中图分类号： G642.0
Research on parallelism practice teaching reform
An Hong-ping1，2 Zheng Xiao-hua1 Wu Jian-guo1 Meng Pei2
1. College of Material Science and Engineering, Taiyuan Science and Technology University, Taiyuan, 030024, China; 2. Huake College, Taiyuan Science and Technology University, Taiyuan, 030021, China)
Abstract: To undergraduate of material processing field, practice teaching is an important method for developing their innovation spirits and promoting their engineering quality. Practice teaching reform is a problem pressing for solution too. In this paper, based on the analysis of the existing problems in engineering education, a parallelism practice teaching system was constructed aiming at the polymer material processing for raising practice teaching quality and join theory with practice teaching.
Keywords：polymer material processing parallelism practice teaching system
实践教学作为高等教育教学内容的重要组成部分，具有深化理论知识、促进理论联系实际、将书本内容转化为感性认识的作用。教育部《关于进一步加强和改进普通高等学校实践教学的若干意见》中就明确指出：“ 要大力加强实践教学, 切实提高大学生的实践能力。高等学校要强化实践育人的意识,区别不同学科对实践教学的要求, 合理制定实践教学方案,完善实践教学体系”[1]。 目前，随着以培养学生创新精神和实践能力为重点的素质教育在高等学校逐步推行，实践教学的重要性已经被越来越多的有识之士认可和重视。
1高等工科教育实践教学现状分析
自从恢复高考制度以来，我国工科院校培养了上千万的工程科技人才，有力地支撑了我国工业体系的形成与发展。但是与国外相比，我国高等工程教育虽然规模位居世界第一，高端工程人才却明显不足。究其原因，传统的工科教学模式特别是实践教学模式难辞其咎。
1.1 实践教学量少质低
与国外工科院校相比，尽管国内高校在专业面、课程体系、实践环节、教育方式等方面的要求不尽相同。但就实践环节而言，我国工科院校普遍存在实践教学量少质低的倾向。而国外则更注重理论与实践的结合，实践教学学时多，内容丰富。以美国为例，麻省理工学院早在1969年就推出了“本科生科研机会计划”，2002年开始实施针对二、三年级学生的“本科生实践机会方案”；斯坦福大学则利用自己的人才优势应用“产学研合作模式”缔造了世界闻名的硅谷神话；辛辛那提大学开创了“合作教育模式”提出学校课程设置要以促进学生就业为导向[2,3]。
我国工科院校教学计划中虽然安排了一定学时的实践教学课，但由于学时相对较少，实践教学师资力量相对薄弱、校企合作不够深入等多种原因效果不佳。现行的实践教学在很大程度上还是以教师为主体，通过实验演示、企业参观等形式完成教学任务。在此期间，学生被动地接受相关信息，短时间内很难有效完成信息的转化与反馈，无法与理论教学内容建立关联，更谈不到创新精神与实践能力的培养了。
1.2 实践教学模式陈旧
长期以来受“重理论轻实践的教学倾向”所影响，实践教学往往被看成是理论教学的一个补充。与理论教学有一套完备的教学系统相比，实践教学在教学大纲、教学计划、教学进度、特别是教学目的等方面都存在一些不足。加之教学设备陈旧、教学条件简陋等原因很难达到预期效果。
实践教学活动一般包括实验、实习、课程设计、毕业设计等主要内容。以学生感受最直接的、接触最多的实验环节为例：一方面，大多数工科院校开设的实验课都是演示性的、验证型的，学生是旁观者，不能主动参与到实验过程中，更有甚者不了解实验目的，不能判断实验数据的真伪性，更无法与理论教学的相关内容建立联系。最终造成实验教师辛苦操作，但学生收获甚微的结果。另一方面，实验课最显著的特点是各知识点相互离散，实验内容彼此独立，多为配合理论教学的某一节内容而制定。实验背景、实验方法、实验手段、实验结果都是提前设计好的，各实验之间没有必然的联系，学生在连续的实践教学活动中获得的信息却是离散的、缺乏连续性与拓展性，无法通过实践教学构建起一个符合认知规律的知识链条，不能形成有效的工程意识，也就不能掌握一种工程性逻辑能力，更无法达到解决基本工程问题的程度。
1.3实践教学考评方法不科学
目前大多数工科院校往往采用论文、报告等形式进行实践考核。作为一种静态数据，论文或者报告很难准确地反映学生在参与实践教学的过程中对相关信息的接受、反馈、掌握、应用的认知程度。而且由于这种形式的考核评价体系不够健全、评价指标不够明确、监管机制不够完善等缺点，有时难免流于形式。就报告或论文内容而言个体区别性可能不是很强，报告（论文）所提供的信息既不能客观地反映学生在实践教学过程中能动性，更难以判断其工程能力和工程素质的优劣，同时还在一定程度上掩盖了对既定的实践教学的教学目的、教学方法及教学效果的正确判断。显然，这种考评方式既无法对千差万别的实践教学做出科学而又公正的评价，不利于学生实践能力的培养。
2、并行性实践教学改革及建议
2.1 更新实践教学观念
依据《高等教育法》中关于“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”的指导思想，改变陈旧观念，把实践教学从原有的“辅助”或者“附属”的状态改变为与理论课程具有同等重要性的具有“并行”或“同步”的状态。通过合理的实践教学内容和科学的实践教学进度使学生在课内实验、专业训练、生产实习、课程设计、毕业设计与创新实践活动等教学形式中，体会到实践教学与理论教学相互衔接，互为补充，层层递进的知识传递效果并逐渐具备实践能力、创新能力与工程素质。
2.2创建并行性实践教学体系
并行性实践教学体系就是将处于同一知识体系的实验课完善、整合、扩充，形成独立的实践教学内容，按照既定的专业培养计划按一定进度，伴随相应的理论课同步开设。教学周期可以跨学年，教学手段除包括必要的教师演示外，更多的以探索、研究等方式由学生自主完成。教学内容除了常规的对理论教学重点知识的验证和再现外，更多的是结合生产实践，在实验室条件下对专业理论的深度应用，如工艺原理、工艺设计、生产流程安排等。争取在一定程度上与专业教师的科研课题接轨，并纳入毕业设计等环节。逐渐形成 “理论——实践——科研成果——人才培养”一体化的教学模式。
以材料成型及控制工程专业（模具方向）为例，并行性实践教学体系的框架可以根据认知逻辑来搭建。依托本专业的人才培养方案， 建立“材料认知——材料检测——材料加工——成型及控制”四大教学模块。以“激发工程意识——培养工程能力——提升工程素质”为主线设计实践教学内容。通过基础实验—拓展实验——创新性实验三个层次来逐渐提高学生的实践能力。例如，材料加工教学模块中与“高分子材料成型”相关的部分实践教学内容可分三个层次展开：①针对大三学生，鉴于其已经完成了材料学、流体力学等课程的学习，依托正在进行的理论教学（高分子材料、材料成型设备课程）的进度，可安排“有机玻璃板制备”的基础实验，该实验以教师演示讲解为主，要求学生能够在正确理解实验现象、科学分析实验结果的基础上再现实验过程并进行必要分析。目的是使学生了解本体聚合原理，掌握典型高分子材料的结构、性能及制备特点，了解温度、时间、压力等聚合反应条件对产品质量的影响，由此形成必要的化工意识。②在此基础上进行“硬聚氯乙烯板制备及性能检测”的拓展实验，在指导教师阐述讲解实验流程之后，由各学生小组独立完成实验，期间指导教师可随时纠错答疑。目的是使学生能综合应用已经掌握的理论知识（配方设计、混合塑化、压制条件、性能检测等）分析实验现象并能判断影响实验结果的主要因素，深刻掌握硬聚氯乙烯板制备环节、制备条件对板材力学性能的影响规律。实验完成后以小组为单位出具实验报告，在此基础上进行由指导教师主持、全体学生参与的汇报交流。由此促使学生逐渐具备基本的化学工程及材料加工工程分析能力。③随理论教学的进一步深入（塑料成型工艺及模具设计、模具CAD/CAM/CAE课程），在前述两个实验的基础上以课程设计形式展开创新性实验“基于ISO 179-1、ISO 527-2的塑料冲击、拉伸标准测试试样的注射成型及性能测试”，指导教师可以引导学生以小组形式查阅、掌握既定的热塑性塑料的工艺特性、成型条件及模具设计原则等相关知识，借助于Moldflow、UG等软件完成成型参数分析和模具结构设计。在此基础上由小组成员分工合作完成注射成型及产品性能测试，各成员从自身任务出发进行数据分析并撰写工作报告，完成答辩。并由指导教师、答辩专家与小组成员共同评定个人成绩。通过该项教学活动使学生综合掌握高分子材料的物理、化学性能与成型性能的关系、注射成型工艺原理、工艺参数、模具结构、基本生产流程、材料性能检测等知识，逐渐认识并培养团队协作精神，由此达到提升工程素质的目的。
2.3 确定合理的实践教学考核评价方法
① 针对基础训练（基础性实验）环节，以学生对基础理论的掌握和应用为重点，进行知识目标评价，可以在每一个相对独立的实践教学内容完成之后，由教师采用问卷或交流形式完成对学生知识认知及工程意识的评价。
② 针对工程应用（拓展实验）和能力拓展（创新性实验）环节，可以采用项目汇报或者项目答辩的方式，由教师及学生代表共同组成考核评委根据各个“实践小组”的学生对具体工程问题解决办法的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）表现，进行小组层面的能力目标评价。在此基础上，由各小组独立完成组内成员的能力目标评价。
③ 针对生产实习、课程设计、毕业设计等环节，推荐和鼓励学生到企业实践，探索和建立校企共同指导模式，促进学生实践能力的培养和工程素质的提升。条件许可的情况下，请企业导师以第三方身份对其工程素质出具书面评价，结合答辩、发表科研论文等形式完成素质目标评价与考核。
3、结束语
综上所述，当前我国高等工科教育正处在从“理论为主，实践为辅”的模式向“理论、实践并重”的模式转移进程中，培养具有创新能力的高端工程人才既是我国的经济发展和社会进步的要求，也是我们参与国际竞争的一种需要。不可否认，“实践教学目前依然是高校人才培养过程中最薄弱的环节之一，实践教学环节在高校发展中的“短板效应”依然突出，加强实践教学工作已经成为提高人才培养质量亟待解决的重大课题。”（教育部党组副书记、副部长杜玉波）。因此培养具有创新能力的高素质工程人才是一项具有开拓性与探索性的工作，更是一项持久性的工作。需要我们在人才培养过程中，以坚持不懈、实事求是、精益求精的科学态度进行不断地研究和改进，才能最终形成符合科学规律、具有可操作性和可评判性的教学模式。本文所提观点，只是建立在初步研究的基础上，不妥之处愿与各位同行交流商榷。
参考文献
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[1]基金项目：山西省教育厅高等学校教学改革项目（J2013147）、太原科技大学教研项目（201110）
安红萍（1973-），女，汉族，山西太原人，博士，副教授。主要研究方向：模具设计及制造、塑性成形理论及模拟技术。E-mail: ellanfei@126.com, phone: 13015374354
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