轻化实践性教学机制的建构与革新

工程实践教学有利于提高学生的综合素质,有利于培养学生的工程实践能力,有利于培养学生的创新思维和创新精神,有利于培养学生健康的心理状态,有利于学生深造和就业。[1]知识需要在实践中深化,能力需要在实践中磨砺,素质需要在实践中提升。实践教学与社会经济发展同步,与科学技术进步同步,与企业生产紧密结合,是美、英、法、德等发达国家高校实践教学的共同特点。随着我国高等教育从精英教育向大众教育的发展,专业教育过程中加强实践教学,培养大学生的工程实践能力和创新意识已成为工科类院校专业教学改革的目标之一。实践性教学环节对学生实践能力和创新意识培养具有的重要作用日益得到重视,已成为高校教育教学改革中最为活跃的环节之一。但目前存在的诸如师资、教学条件、教学内容与方式、管理和社会支持等问题,却较大地制约了高校实践教学的落实和发展。轻化工程专业具有实践性强、工艺和设备等更新快等特点,而用人单位需求的是有实践经验和强动手能力的技术人员。因此,如何让学生建立合理的专业知识结构,加强工程实践能力和产品开发创新能力就显得非常重要,甚至必要。针对目前实践教学的现状,施宏开研究员认为,加强实践教学需要改革教育观念、高校实践教学教师队伍、课程体系、实践教学管理,改善实践教学社会环境。[2]在专业实践环节的教改中,我们一直在进行不懈地努力和不断地尝试。结合本学院的实际教学活动,我们以学科建设为平台,以培养学生提高实践能力为切入点,深化重视实践教学理念,强化师资队伍建设,优化轻化工程专业的课程设置、更新教学内容,推进校企科研合作,构建了具有轻化工程特色的立体实践创新体系。

一、深化重视实践教学理念,构建具有轻化工程特色的实践创新能力培养体系

要做好实践教学,首先应该从办学理念上着手。[3]

目前的实践教学考核,仍然以理论学习成绩为主,因而无法对教师的实践教学能力和学生的实践创新能力作出公正而科学的客观评价。南京工业大学食品与轻工学院轻化工程系从实际出发,针对轻化工程专业人才的培养目标,对实践教学环节进行了改革和探索,把能力培养作为人才培养的根本点,把实践教学作为理论与实际、知识与能力的融合点,从实践教学环节上全面培养学生的工程实践能力和创新意识。

通过调研反馈和认真分析,学院教师密切关注染整和皮革等轻化工业对现代应用型人才的需求变化,以专业教学中专业主干课程的教学、专业实验课、认知实习、生产实习、毕业实习与毕业设计等环节作为基础,以开放科研实验设施、参与创新实验、研究成果作品化等方式作为突破口,通过课程体系改革与实训方式改革的有机结合来改革和完善专业教学,构建并实践了适合现代工业发展要求的提高工科大学生工程实践创新能力的立体体系(图1)。

二、强化师资队伍建设,提高教师的工程素质和工程实践能力

2007年8月,主席在《在全国优秀教师代表座谈会的讲话》中提出:希望广大教师勇于创新,奋发进取。教师从事的是创造性工作。教师富有创新精神,才能培养出创新人才。[4]加强实践教学环节,师资建设和建立双师型教学队伍的重要性已经是大家的共识。但以实践经验和“双师型”来解决高校师资队伍中存在的问题,实际操作中却存在很多困难。结合江苏省社会经济发展的现状、南京工业大学传统的办学优势和我院轻化工程专业的教学特点,我们走出了一条提高教师实践能力和综合素质的特色之路,教师队伍的工程实践能力得到了整体提高。

首先,充分发挥老教师的作用,通过“传、帮、带”全面培养新进青年教师,重视传承学院实践教学的优良传统。学院每一位教学经验和工程实践经验丰富的老教师,都会作为特定的指导教师帮助新进青年教师解决在专业课讲授、实验课和毕业实习及设计指导时所遇到的困难,积极吸纳青年教师加入到自己的科研团队中,大家共同完成科研项目和工程设计项目。

其次,积极创造机会,把青年教师送到企业进修学习,使其获得现场交流锻炼的机会,熟悉本专业知识在工程实际中的应用情况,了解市场的实际需求和本行业的最新研究进展,提高其实践教学水平、工程服务能力和科研工作能力。另一方面,多渠道从国内外大中型企业和研究设计院引进具有丰富工程实践经验的高级工程技术人员对青年教师“言传身教”,为青年教师的专业课讲授提供丰富的工程实践素材,有效提高他们的工程实践能力和实践教学效果。

最后,注重教师科研,积极寻求与企业的多方面合作,一方面对企业生产中遇到的实际工程问题进行攻关,一方面对企业新上项目进行项目规划和设计。我院轻化工程专业教师每年都会承担企业委托的研发项目和工程设计项目,在开展科研和工程服务的同时,积累了丰富的实践经验;同时,这也有效地培养了青年教师,使其在较短的时间里迅速获得大量的工程实践经验。

三、优化轻化工程专业课程设置、更新教学内容

通过调研和走访毕业生就业单位及相关企事业单位,我们在分析社会对轻化工程专业人才需求的基础上,确立了“厚基础、宽口径、重能力、高素质”的培养目标,培养“具有全面的综合素质、合理的专业知识体系、掌握本专业学科前沿和发展趋势,具有应用、开拓、创新意识和能力”的轻化专门人才,汲取“专业规范”的研究成果,系统进行主干课程和相关特色课程的设置、规划与建设,注重专业特色和社会发展相结合、理论与实践相结合、学生综合素质和创新能力相结合的培养方式。为适应轻工业“原料加工最终产品”产业链对知识的需求,借助南京工业大学的学科优势,将专业特色和相关学科有机结合,设置了几个柔性的专业方向:功能纺织品、数字化技术应用、染整理论与实践、清洁染整加工技术、生物技术和高性能物理技术在染整加工中的应用、新型纺织材料及其应用、皮革整饰技术、轻化有机合成、表面活性剂的合成与复配设计等。增设了生态纺织品加工、纺织品生物酶处理、纺织品标准与检测、测配色、纺织品艺术染印、轻化材料分析、皮革整饰工艺等课程,举办了染整新技术、纺织品染整加工技术、新型纤维材料、高技术纺织品和纳米材料在纺织品上的应用、应对REACH法规的轻工技术要点等讲座。各门课程紧跟轻工行业技术发展调整教学内容和课程体系,做到与时俱进,使学生了解本专业的学科发展前沿,培养创新意识和高新技术产品的开发能力。

针对不同学生的不同特长和爱好等自身情况,我们实行了“厚基础、宽口径、分层次、个性化、开放式”的人才培养模式。本科生教育按照“3•5+0•5”或“3+1”的培养模式设置课程,实现分层次和多模式教学。“3•5+0•5”模式即三年半理论课程学习、半年毕业实习、毕业论文实践环节,主要为满足考研学生加强理论学习的课程设置;“3+1”模式即三年课程学习、一年实验科研等实践和毕业实践环节,加强实践环节的教学和导师制科研课题研究等实践活动,立足于应用型人才培养。学生可根据自己的优势和就业意向分别选修课程。

四、加大实践教学环节,鼓励学生积极参加学术交流活动

实践是认识的基础,实践的目的在于改变世界以满足人的需要,实践的发展促使科学成果层出不穷。高校是科研实践的阵地,每年国家有大量的资金、项目投入高校,成为培养学生创新能力和实践能力的重要资源之一。高校学生特别是大三、大四的学生,经过一段时间的理论学习和积累,在基础知识、知识结构和人文修养方面已经具备了参与科研实践的基本素质,可以吸收他们参与到科研项目的研究和开发工作中来。参与一些具体性的科研实践工作,能提高学生对理论学习的认识,激发对科研工作的兴趣,培养科技创新意识。

轻化专业具有实践性强、工艺和设备等更新快等特点,企业需要的是有实践经验和动手能力强的技术人才。因此,我们以适应社会的需求和实践创新能力的培养为改革切入点,鼓励本科生提早进入实验室,参加科研和学术交流活动;加大实践环节的课程设置和学时数,重点培养学生的理论应用能力、问题解决能力、开发能力和创新能力,让他们获得自由探索的机会。我们把实践教学环节设计为递进式实验教学体系,由验证实验、综合实验、开放实验到实际生产设计等教学模块构成。我们通过几大模块由浅入深、由简单到复杂的教学过程,实现既定目标的培养,既培养学生专业的基本实验技能,又注重他们的产品综合设计和开发研究能力,以及解决复杂工艺问题的能力。我们将课内教学实验、综合实验、开放实验、实习、科技创新活动、专业性学生染艺社团等实验实践环节有机结合起来,建立了一套培养创新、应用型人才的专业实践实验教学体系。学生须运用所学理论、方法和技能切实解决轻工领域中的某些实际问题,并对新技术做出快速反应,在创新实践过程中发挥主动性。如:开放实验为学生建立了发挥个人专业兴趣的平台;课程设计实验为学生提供了从模拟来样分析,到做出合格产品的全程工艺设计的实践平台,由学生全程自主设计方案。学生按照任务书的要求,完成从原材料至成品的生产方法、工艺流程、工艺条件及生产设备类型的设计,并加以分析论证,说明技术和理论上的依据及可行性。我们要求学生应用所学的理论知识,在查阅资料的基础上,设计出技术合理、工艺可行、产品质量合格、成本低、污染小的加工工艺。课程设计教学环节使学生既提高了专业兴趣,又提高了综合分析能力和适应生产实际的能力,对知识的理解和学习主动性都得到了提高。

在培养学生实践和创新能力的过程中,我们充分发挥本科生导师的作用,将实践教学和培养学生科技创新能力紧密结合。本科生结合自身需求和专业特长选择导师,参与科研活动。导师制的科研活动和大学生科技创新活动,在提高学生科研能力的同时,还有利于发现和解决学生在专业学习上的困难,深化教学效果,促进学生对基础知识的掌握和运用。近年来,在指导学生科技创新竞赛活动中,轻化工程专业多次获得市、校级奖励,多名本科生在各级学术期刊发表学术论文,并开创了我校本科生发表SCI论文的先河。

五、推进校企科研合作,强化现场实习实践

在发达国家,大学生利用假期到企业进行专业实践已经非常普及,我国大学近年来也越来越重视大学生校外专业实践活动。[5]人们总是强调高校要适应社会需求,却很少反思社会对高校的责任和义务。从现实利益看,通过接收学生实习、联合开展科研等形式支持高校实践教学,有利于相关单位提高知名度,定向培养人才,开展技术攻关。但为什么企业在高校实践教学方面没有积极性?这是值得高校反思的。

我们通过选派青年骨干教师深入企业前沿,切实解决企业技术困难,积极推进校企深层次合作,激发企业接收大学生进行暑期实践、生产实习、毕业实习及在签约单位真题设计的积极性。 从2005年起,轻化工程系开始选拔优秀大学生暑假赴知名企业开展社会实践和实习,学生规模逐年扩大,受益学生数逐年增加。学生通过参加暑期社会实践活动,进一步了解了企业现状和企业对人才的需求,然后带着很多问题和疑问返回学校,学习由此变得更有目的性、方向性和自觉性。结合在企业社会实践的亲身感受,在解决这些问题和疑问的同时,学生的工程实践创新能力也自然得到了提高。

提高工科大学生的工程实践创新能力,培养出既有扎实基础理论知识又有卓越工程实践创新能力的人才,是新工业时代背景下社会和国家发展的切实要求。而加强工科大学生工程实践创新能力的工作是一个复杂的系统工程,不是通过单一手段和方法就能完成的。以上是我系在总结以往教学经验的基础上,为进一步加强我系学生工程实践创新能力、保持我系毕业生特色和优势所采取的积极探索,该培养体系的构建对工科大学生工程实践能力和创新意识的培养具有积极意义,为培养社会经济发展急需的应用型高级专门人才提供了一定的思路和借鉴。