工程教育专业认证背景下的“高分子物理”教学改革
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作者:白阳 辛华 邵彦明 马忠雷 邵亮
[摘 要] “高分子物理”是高分子材料与工程专业的必修課，具有内容繁复、知识点多、学生难于理解等特点。在工程教育专业认证的背景下，以三大理念“以学生为中心、以产出为导向、持续改进”为基本指导，陕西科技大学高分子材料与工程专业从培养目标定位、教学内容安排、教学体系设计、实践平台搭建、以评促教等五个方面提出“高分子物理”课程改革措施与实践探索。
[关键词] 工程教育;专业认证;高分子物理;教学改革
一、引言
“高分子物理”作为高分子材料与工程专业的基础必修课，以聚合物结构——分子运动各性能联系为主线，着重强调对微观模型的建立和材料性能影响因素的理解，对夯实学生专业基础和提高学生解决工程问题的能力具有十分重要的意义，但课程涉及内容繁复，知识点多，缺乏画面感，致使学生难于理解[1，2]。目前随着我国加入国际工程教育专业认证体系《华盛顿协议》，专业认证的三大基本理念“以学生为中心，以产出为导向，质量持续改进”逐渐影响到高校工科专业的建设，并促进课程质量改革和发展，有着十分积极的引导作用[3，4]。目前结合高等学校教育内涵式发展与工程教育专业认证的相关要求，陕西科技大学积极筹备高分子材料与工程专业认证的相关事宜，并自上而下进行高分子材料与工程专业的教育改革。陕西科技大学高分子材料与工程专业创办于2003年，具有学士、硕士和博士学位授予权。专业立足陕西，面向全国，以功能性精细高分子材料为特色，培养适应国民经济建设和行业发展需要，掌握高分子材料基本原理、基本知识和基本技能，在功能性精细高分子材料领域具有竞争优势，同时能在轻化工行业从事产品设计开发、生产及经营管理、市场营销和运行等工作的高素质应用型人才。因此，功能性精细高分子材料是陕西科技大学高分子材料与工程专业的特色，专业结合就业情况和往届毕业生的问卷调查积极进行教学改革。在此过程中，我们以“高分子物理”课程如何持续改进课程目标、教学内容和评价机制进行了深入的教学探讨，以期更好地支撑毕业要求，促进我校高分子材料与工程专业取得工程教育认证的认可。
二、以培养目标定位确定课程教学目标
培养目标是工程专业认证的主要内容，直接影响本科生培养的质量，本专业培养目标的制定主要以毕业生在毕业5年后的职业或专业成就是其建立的主要依据。陕西科技大学高分子材料与工程专业学生主要就业集中在功能性精细高分子材料领域，专业有40%的毕业生中进入电子电器行业从事电子信息高分子材料制备、加工以及技术开发工作，有15%进入轻化工领域从事技术开发、项目管理和科学研究的工作，有31%进入能源化工行业从事项目管理、产品生产、科学研究的工作。
本专业培养目标对社会经济发展需求的吻合性主要体现在两方面：一是国家对新型功能高分子材料人才的需求;二是对精细高分子材料人才的需求，此点也为确定本专业培养目标的毕业生服务面向以及应具备的能力提供了依据。因此，“高分子物理”课程在工程教育认证的背景下，本课程对学生毕业要求达成度支撑设立以下课程目标：（1）掌握高分子材料与工程专业的基础知识和基本原理，并结合数学、自然科学、工程基础知识，能够将其应用于高分子材料的设计、生产、成型加工及性能调控等复杂工程问题的推演、分析、比较与综合。（2）能够将高分子材料与工程的基础知识和基本原理，用于识别和表达对高分子材料及其制品性能产生影响的生产、加工工艺和相关设备等复杂工程问题。
三、产出为导向的教学内容和教学活动设计
按照工程教育专业认证提出的要求，课程的教学内容应联系工程实践，产业研究热点，因此在教学内容的设定上，需以产出为导向，结合课程基础，优化课程内容，注重能力培养，而非知识点的铺陈。在教学活动的设计上，应丰富教学活动，培养学生解决复杂工程问题的能力[5，6]。对于高分子物理课程，任课教师应将时下热点研究和日常生活中的现象引入课程教学中，采用启发式、交互式学习方式，用生活实例来引发学生思考和表达，例如“篮球为什么不能自发弹起到原来的高度”“轮胎为什么行驶过程中会发热”“漠河地区寒冬应选用哪种橡胶材料”“聚氯乙烯管为什么要加支架固定”等，采用问题吸引学生学习高分子的基本理论，并用于问题分析和解答，可更多吸引学生关注，并加强对高分子材料的理解，为学生今后解决复杂工程问题能力的培养夯实基础。
四、以学生为中心的教学体系
在近年专业认证准备中，学校出台新的教学改革政策，以安排督导和学生评教的方式督促教师转型，摒弃以教师为中心的传统教学体系，转而形成以提高学生学习质量为目标的新型教学体系，贯穿以学生为中心的教学理念。“高分子物理”是一门基础性很强的专业必修课程，以分子运动为桥梁连接高分子微观结构和宏观性能，但对高分子微观结构和分子运动而言，内容较为抽象，学生难于理解。
五、全方位、多层次实验实践平台的科研训练体系
陕西科技大学高分子材料与工程专业的专业实验主要包括高分子物理实验，高分子综合实验和高分子成型加工实验，在体系上较为健全。但不同于基础化学实验，高分子专业的实验更依赖于设备，在工程教育专业认证的准备过程中，学校、学院对高分子专业加大支持，增加大型仪器的台套数，并设立创新实验，基于课本知识，由学生选择制备一种感兴趣的高分子材料并进行高分子物理性能测定，将高分子物理理论知识与实际结合，提高学生的动手能力和解决问题的能力，达到对毕业要求的支撑。
除此之外，为进一步提高学生的科学素养，学校出台《陕西科技大学本科生课外实践8学分实施办法》和《陕西科技大学大学生创新创业训练计划工作方案》等文件，每年由教育处、学院和团委组织认定安排相关工作，由专业教师组建创新实验小组，引导学生积极参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、“全国高分子材料创新创业大赛”等课外竞赛，以赛促教、以赛促创，近三年本专业学生竞赛立项率均在40%以上。
六、评价结果用于课程质量的持续改进
传统教学质量考评以期末考试成绩为主要依据，而单一的应试考评并不能反映学生真实的学习效果和质量。在工程教育认证的背景下，高分子物理的教学质量考核以教学大纲为依据，考查学生基础知识、基础理论和基本技能的学习和掌握情况，以及学生分析和解决问题的能力，将小组讨论，真实案例分析等环节纳入平时成绩中，并以学生评价和教学督导反馈建立全方位的教学过程质量监控和持续改进体系，最后再由用人单位、学校、学生和教师共同参与课程质量跟踪体系，反向促进课程质量的持续改进，促进教师教学水平和学生培养质量的提高，实现双赢。
七、结语
工程教育专业认证对学生毕业以及毕业后5年应具有的能力进行了明确规定，有利于我国新形势下工科专业人才工程技术能力和科学创新素养的培养，而后期以评价结果进行持续改进，更是专业发展育人的重中之重。
参考文献
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[2]周应学，杨小红，罗璐，等.基于知识架构型的高分子物理课程教学设计与实践[J].化工时刊，2018（32）.
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[4]孙娜.我国高等工程教育专业认证发展现状分析及其展望[J].创新与创业教育，2016（7）：29-34.
[5]张娇霞，周海骏，汤继俊，李世云.工程教育专业认证背景下功能高分子材料的教学改革探讨[J].广东化工，2019（10）.
[6]张焕芝.《高分子物理》课程教学改革的探索[J].科技信息，2013（17）.
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