基于新工科教育背景的无机材料专业课程设计教学改革与探索

基于新工科教育背景的无机材料专业课程设计教学改革与探究〔〕:

摘要：课程设计是高等学校理论教学环节的重要组成局部，本文结合新工科教育特征，分析了目前课程设计存在的问题，对工科类无机非金属工程专业的无机材料专业课程设计提出了从产业需求、课程设置、选题内容、过程管理、教师指导等方面进展教学改革与探究，进步教学质量，适应新工科教育的要求。

关键词：课程设计；新工科；教学改革

本文引用格式：叶昌,等.基于新工科教育背景的无机材料专业课程设计教学改革与探究[J].教育现代化,2022,6(42):35-37.

一前言

新经济的开展对传统工程专业人才培养提出了挑战。将来新经济开展需要的是工程理论才能强、创新才能强、具备国际竞争力的高素质复合型";新工科";人才，因此新工科是高等教育主动适应新经济开展的必由之路[1,2]。

课程设计是在一定目的要求下，将理论课程知识内容应用在详细的工业设计中[3-4]，是高校培养大学生理论才能、创新意识与创新才能的重要平台。新工科教育的一个重要特征就是在教学过程中要不断根据新经济开展的需要培养学生的工程理论才能和创新才能，作为教学过程中与实际工程应用结合最严密的课程设计在新工科教育中的地位就尤为重要，因此对当前课程设计存在的问题要进展全面剖析、改革和探究，以适应新工科教育的要求。

二当前新工科教育背景下课程设计存在的问题

无机材料专业课程设计是我校无机非金属材料工程专业设置的一门必修课程，课程设计时间为两周，内容一般包含工艺设计和设备设计两大类，学生进展集中辅导和设计。在新工科教育背景下，分析当前无机材料专业课程设计还存在诸多问题，一方面在选题和内容上，课程设计往往是指导教师给定一个题目，学生按要求进展理论计算和绘图绘制，更多的是纸上谈兵，甚至是依葫芦画瓢，因此在此形式下学生完成的课程设计只不过是完成一次大型作业而已，与当前的产业需求和创新根本脱钩，不能很好地表达出学生在新经济开展背景下的理论才能和工程设计创新的培养。另一方面，目前高校教师大多还囿于重理论轻理论机制中，重学术影响因子，轻教学过程中产业新技术、新工艺引入，不利于引导和鼓励教师深化企业，为新经济和企业技术进步效劳，课程设计也就无法从根本上改变和适应新工科教学要求。因此，可以看出，在新工科教育背景下，当前的课程设计教学还存在明显缺乏，主要表达在以下几个方面。

〔一〕当前的课程设计选题和内容已不适应新工科教育要求

当前我校无机材料专业课程设计主要以效劳于几门重要的传统专业课〔水泥、玻璃与陶瓷〕为目的，选题和设计内容大多围绕传统的水泥、玻璃与陶瓷的工厂设计、消费设备及工艺流程进展，对近年来迅猛开展的新材料行业〔如新能源材料、高性能构造材料等〕涉及不多；除此之外，局部课程设计内容陈旧，不能表达现代化消费过程中企业的新工艺、新技术，无法进步学生的综合才能〔包括学习才能、动手才能、创新才能、工程理论才能、适应社会才能等〕和素质的作用。

〔二〕课程设计任务的设置不能满足新工科教育要求

课程设计任务主要由查阅相关资料、设计计算、绘制图纸、撰写设计说明书几个局部组成，目前课程设计的题目较少，任务设置欠合理，大多是做一样题目下的不同参数的设计任务，使得课程设计题目的重合度较高，学生做设计的兴趣和积极性不高。在设计过程中，学生大都不会积极主动去考虑问题，同时题目相似也使学生容易出现互相抄袭，抑制学生的创新和独立工作才能。

〔三〕课程设计成绩考核方式不能完全反映学生的创新和才能

设计过程中，教师大多都是全程指导，因此学生设计中一般不会出现太大的错误。所以教师假设仅以设计说明书和绘制的图纸来断定课程设计的成绩，就会产生偏颇，不能真实反映学生在课程设计过程中知识的理解、运用、领悟和创新，引入辩论可深化考察学生的在设计过程中对所学知识的掌握情况和设计创新才能。所以根据实际情况，探究适宜的课程设计辩论形式非常必要。

〔四〕指导教师主动适应新工科教育的动力缺乏

课程设计教学对于指导教师来说，需要全程主动引导，特别是当前新工科教育背景下企业的新工艺、新技术在课程设计中的应用，涉及的内容多，且更新速度快。而目前高校缺乏教师融入新经济开展的相应鼓励机制，指导教师的主动适应新工科教育的动力缺乏，使得指导教师在课程设计中的引导作用降低。

三无机材料专业课程设计教学改革与探究

为了主动适应新工科教育要求，全面提升学生在课程设计中的工程理论才能和创新才能，实现培养能主动适应新技术、新产业、新经济开展的卓越科技人才，我们在无机材料专业课程设计教学过程中作了以下几个方面的改革与探究。

〔一〕把握行业开展方向，改革课程设计任务、选题和内容

首先，我们根据新工科教育特征和行业开展方向，修订无机材料工厂设计课程设计教学大纲，增加行业开展前沿的新材料、新工艺、新设备的课程设计教学内容，以适应新工科教育改革。其次是根据产业需求设置课程设计任务，即设计任务的时效性和创新性，实现从单纯的完成作业到与产业需求和创新结合的飞跃。三是改革课程设计选题和内容，以前无机材料专业课程设计根本上都选择单一的无机材料制品消费工厂作为题目，如"陶瓷工厂工艺设计";、"水泥工厂工艺设计";等，题目大而全，内容根本都是按教材要求做，陈旧的课程设计内容与日新月异的材料产业需求明显脱钩，学生做设计的兴趣和积极性往往不高，因此在新工科教育背景下我们对课程设计的内容提出更高的要求，选取的题目要求具有先进性、多样性和针对性，突显行业开展的新技术、新装备、新工艺，详细在几个专业方向的选题和内容上进展改革。如：建筑工程材料方向的"新型混凝土搅拌站工艺设计";要求在设计内容上突出智能化、环保化、高精度化等；"预应力高强混凝土管桩厂工艺设计";要求在设计内容上要向低能耗、低物耗和高自动控制方向开展；无机材料制品方向的"光伏浮法玻璃消费线工艺设计";、"高反光率道路标线涂料工厂工艺设计";那么要求在设计内容上要突出新材料和新工艺；功能材料方向可根据新材料产业开展热点，提出相应的课程设计题目，如"高性能构造陶瓷消费线工艺设计";、"先进锂电消费线工艺设计";等，在设计内容上要表达材料制备过程的新工艺，新装备和新技术；同时选题和内容还可以根据学生自己就业签约单位的实际情况和兴趣自主选择题目，强调学生自主创新，教师只给出指导性意见。这样课程设计任务、选题和内容更多地融入行业开展的新技术、新装备、新工艺，既可到达了产业需求对于理论性环节的要求，又与专业的就业实际严密联络，使之培养的学生能较快地适应新经济开展的需要。

〔二〕紧扣产业前沿，变模拟型设计训练为考虑型设计训练

改变以往的课程设计照搬教材及参考书，机械模拟的设计方式，根据产业前沿，运用互联网和指导教师深化无机材料消费先进企业搜集的信息和数据，根据真实的企业环境，采用分析、研讨方式设计。同时根据国内先进制造企业已经普遍完成了"甩图板";工程，已大量使用二维甚至三维CAD软件进展工艺设计。因此在课程设计改革中，我们要求每位学生至少要绘制1张以上的CAD图纸，通过模拟真实的企业环境，使设计更贴近新经济开展的需要，有利于学生在今后的工作中能快速适应工作环境，成为新经济开展需要的合格工程师。

〔三〕积极采用现代通讯工具，加强课程设计的过程管理

坚持课程设计的"高标准、严要求、重创新";的要求，以课程相关知识和新经济开展为根底，在设计中努力做到理论与实际相结合，继承与创新相结合，按照教学大纲要求，从选题、任务书、任务的下达、学生设计、教师辅导进展全面的管理，同时为更好地加强课程设计的辅导，我们通过建立微信、QQ设计群，充分利用现代化通讯手段传输信息，在相应的设计群中进展讨论和辅导，抑制了以往过程辅导中的时间和空间限制，进一步促进教师和学生在设计过程中的学习辅导交流。

〔四〕构建合理的课程设计考核评价形式，提升学生适应新工科教育综合素养

无机材料专业课程设计是对先修课程结合工程实际的综合应用，也是考核学生对先修课程的综合应用才能，例如在工艺计算中进展全厂物料衡算时，学生普遍感到困难，不能很好地应用无机材料工学的知识；在各种产品制备工艺流程设计时，学生往往按照书中的例题生搬硬套，而不是在理解各种产品之不同制备流程的优势与缺乏根底上，根据制备产品质量要求和工程实际有目的的去选择适宜的工艺及设备；在设备选型计算方面，工艺布置方面也是学生的弱项。在设计中往往是照搬照抄，对设计是知其然而不知其所以然，因此引入课程设计辩论，可深化考察学生的在设计过程知识的运用和设计创新点。

我们在确定成绩时，除了考虑设计说明书、图纸外，参加综合辩论环节，两个局部在成绩中的比例为70%和30%。综合辩论的形式主要是由指导教师和相关课程教师组成辩论小组，各位辩论教师根据课程在教学中应到达的根本要求列出知识点，结合各设计题目提出相关问题，由学生进展辩论。综合辩论有助于学生独立完成任务，引导学生运用相关知识解决设计中遇到的问题，搞懂设计中的各个细节，防止抄袭，这样的改变使得考核既考虑了结果也考虑了过程，有利于进步学生的学习的积极性和综合素养。

〔五〕促进教师深化企业，强化教师理论才能

新经济的开展对课程设计指导教师同样具有极大的挑战，不仅需要丰富的教学经历和理论经历，而且必须掌握和理解行业的新工艺、新技术和开展趋势。这就要求教师主动走进产业前沿，通过理论在进展自我提升的同时，实现本质性的新经济反哺教学。【6】我们在教学改革和探究中，积极选派指导教师深化企业调研，加强与先进企业的合作，拓展教学资源，理解和掌握当前行业的开展动态、消费新技术、新工艺、新装备，作为课程设计选题的根据，将行业的新思想与新知识、新技术与新方法溶入到课程设计中去，激发学生在课程设计中的创新欲望，进步学生的创新思维才能和创新理论才能，实现培养的学生能与新经济进展无缝对接。

四结语

/r