新時(shí)代@教育 | 抓住課堂教學(xué)主渠道，打造有料、有趣、有挑戰(zhàn)的“金課”——材料學(xué)院探索“新工科”人才培養(yǎng)側(cè)記
智能材料、新能源材料、3D打印技術(shù)……材料領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異，新材料作為國(guó)家十大重點(diǎn)領(lǐng)域，到2025年人才需求缺口約為400萬(wàn)人。新時(shí)代呼喚“新工科”人才，人才需求不僅是數(shù)量上，更需要面向新興產(chǎn)業(yè)和區(qū)域發(fā)展的需求調(diào)整人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。面對(duì)新形勢(shì)、新要求，材料學(xué)院主動(dòng)出擊，通過(guò)“新工科”人才培養(yǎng)的冷思考，抓住課堂教學(xué)主渠道，淘汰“水課”，打造有料、有趣、有挑戰(zhàn)的“金課”，有的放矢地探索新材料工程人才的教育培養(yǎng)新模式。
碳纖維、智能可穿戴，最新科研成果進(jìn)課堂
“別看它只有頭發(fā)絲十分之一粗細(xì)，這看似不起眼的高性能碳纖維卻是導(dǎo)彈彈頭防熱層的關(guān)鍵材料，好比是導(dǎo)彈的‘防護(hù)服’！”在《高技術(shù)纖維》課堂上，國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)獲得者、碳纖維領(lǐng)域研究專(zhuān)家陳惠芳教授帶領(lǐng)同學(xué)們走進(jìn)碳纖維的世界。相比于陳舊枯燥的書(shū)本知識(shí)，材料學(xué)院的科研大牛們擔(dān)任授課教師，將近年來(lái)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目或榮獲國(guó)家及省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)的科研成果引入到課程內(nèi)容，石墨烯、3D打印、仿生技術(shù)、智能柔性可穿戴等進(jìn)入課堂，讓同學(xué)們零距離接觸學(xué)科的最新知識(shí)及行業(yè)發(fā)展的最新成果。
“課堂是新工科人才培養(yǎng)的主渠道，課堂一端連接著學(xué)生，一端連接著國(guó)家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，”材料學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)馬敬紅教授告訴記者，照本宣科的方式已經(jīng)不再適合當(dāng)前人才培養(yǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，正是基于這樣的現(xiàn)狀，學(xué)院發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)，打通科研成果與課堂教學(xué)的通道，有效將科研資源轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，讓實(shí)驗(yàn)室里、研發(fā)中心、生產(chǎn)一線(xiàn)的科研成果、前沿知識(shí)變成“活教材”，讓同學(xué)們?cè)谡n堂上真正學(xué)得深、吃得透。
學(xué)院不斷完善課程體系，課堂內(nèi)容及時(shí)跟蹤新科技，并與產(chǎn)業(yè)緊密對(duì)接，針對(duì)航空航天、新能源和信息等戰(zhàn)略性行業(yè)對(duì)新材料人才的需求，樹(shù)立知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)并重的教學(xué)理念，目前已開(kāi)設(shè)《新能源材料》、《航空航天復(fù)合材料與實(shí)踐》等前瞻性、拓展性和工程實(shí)踐類(lèi)課程等二十余門(mén)，并對(duì)所有專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，以保證學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更好滿(mǎn)足社會(huì)需求。
做帽子、玩微信，課堂內(nèi)外“動(dòng)”起來(lái)
鏡月湖畔的泥土、蘆葦草、樹(shù)枝、白紙、食堂里的面湯……在《復(fù)合材料成型工藝與設(shè)備》課堂上，同學(xué)們就地取材，大開(kāi)腦洞，自己動(dòng)手打造一頂頂創(chuàng)意十足的帽子。授課老師王彪教授說(shuō)，“復(fù)合材料是一門(mén)與實(shí)踐結(jié)合十分緊密的學(xué)科，運(yùn)用手糊成型工藝制作帽子看似簡(jiǎn)單，基體和增強(qiáng)材料的選擇、增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、固化脫模等每個(gè)環(huán)節(jié)都考察同學(xué)們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和運(yùn)用。”
(學(xué)生就地取材用鏡月湖畔泥土制作帽子)
“這次帽子的制作，我們從頭開(kāi)始制作復(fù)合材料，雖然只是一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的帽子，卻也藏著很大的學(xué)問(wèn)。從選材開(kāi)始到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成型固化，最后脫模，我們通過(guò)自己的雙手對(duì)復(fù)合材料的制作有了更深的認(rèn)識(shí)?！辈牧蠈W(xué)院大三學(xué)生袁紅娜在課程小結(jié)中這樣寫(xiě)道。也有同學(xué)從這次小小的動(dòng)手中汲取到了科研的真諦，大三學(xué)生姜思涵這樣說(shuō)道：“在科研道路上，失敗乃兵家常事，也只有經(jīng)歷過(guò)一次次失敗，我們才知道選用什么樣的增強(qiáng)材料、怎樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出的復(fù)合材料制品才最好！”
（微信“課堂派”- 互動(dòng)檢測(cè)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)反饋）
在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣成為稀缺資源，對(duì)于課堂教學(xué)來(lái)說(shuō)，“PPT+黑板”的教學(xué)方式已經(jīng)落伍，課堂上的學(xué)生“低頭族”現(xiàn)象如何杜絕？在《高分子材料成型原理》課堂上，授課教師張慧慧引入微信“課堂派”在線(xiàn)管理平臺(tái)，變“堵”為“疏”，動(dòng)態(tài)二維碼點(diǎn)名提高課堂管理效率，微信端課堂互動(dòng)、分組討論、隨機(jī)提問(wèn)、資料共享、線(xiàn)上答疑……充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，同時(shí)方便教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，使教學(xué)更有針對(duì)性。高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生楊陽(yáng)告訴記者：“手機(jī)上提問(wèn)互動(dòng)、做作業(yè)還能積分排名，有任何不懂隨時(shí)向老師提問(wèn)，方便又高效?！弊?018年2月引入微信在線(xiàn)管理平臺(tái)后，如今《高分子光電材料》《高分子材料合成工藝》《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》等課程也相繼應(yīng)用。
（學(xué)生編輯運(yùn)營(yíng)課程微信公眾號(hào) 拓展課外材料領(lǐng)域?qū)W習(xí)內(nèi)容）
課堂教學(xué)是正餐，課后延伸是小食，為了激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，充分利用課外時(shí)間拓展專(zhuān)業(yè)知識(shí)，高分子物理學(xué)微信公眾號(hào)、高分子材料成型原理微信公眾號(hào)應(yīng)運(yùn)而生，“中國(guó)高分子科學(xué)奠基人”、“數(shù)諾獎(jiǎng)人物還看今朝”、“從港珠澳大橋淺談黏彈性阻尼材料”、“2019年超具潛力20大新材料”……從歷史傳承、現(xiàn)實(shí)熱點(diǎn)到學(xué)科前沿，這些生動(dòng)活潑的微信推送均出自材料學(xué)院學(xué)生之手，同學(xué)們?cè)陂喿x相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)編排成微信推文，自2018年1月創(chuàng)建以來(lái)已累計(jì)發(fā)布一千余篇推文，“你講我聽(tīng)滿(mǎn)堂灌的方式已經(jīng)被時(shí)代淘汰了，希望用學(xué)生喜歡的傳播方式和方法去教學(xué)，讓學(xué)生在課堂內(nèi)外都愿意學(xué)、主動(dòng)學(xué)?！睆埢刍劾蠋熜牢康卣f(shuō)。
（“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”）
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正深刻地改變著人們的生活和思維方式，基于互聯(lián)網(wǎng)的新型教學(xué)模式也在“新工科”人才培養(yǎng)中起著重要的作用。在實(shí)驗(yàn)室，“互聯(lián)網(wǎng)+”也在悄悄地改變著常規(guī)教學(xué)方式。在材料學(xué)院，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中建立了“線(xiàn)上學(xué)習(xí)與線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合”的“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，開(kāi)發(fā)出工廠(chǎng)3D虛擬仿真和“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)習(xí)導(dǎo)航系統(tǒng)”，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+工程教育”新型教育形態(tài)。
工程倫理、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)，學(xué)科交叉碰撞“新火花”
“新工科”人才的培養(yǎng)除了對(duì)接好國(guó)家需求，還要始終堅(jiān)守“以學(xué)生的全面發(fā)展與成才為中心”的初心。新材料產(chǎn)業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的要求不僅是掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)，還需要具備強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感、全球視野、法治意識(shí)和生態(tài)意識(shí)，懂得企業(yè)管理，了解市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)律。
“你如何看待基因編輯嬰兒的誕生？”“為這個(gè)產(chǎn)品制定一套完整的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和推廣方案”“中美貿(mào)易戰(zhàn)對(duì)于新材料領(lǐng)域的發(fā)展有什么具體影響？”……在材料學(xué)院拓展性課程《工程與社會(huì)》《原材料戰(zhàn)略學(xué)》等課堂上，來(lái)自新材料領(lǐng)域的知名企業(yè)家、行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家等走上講臺(tái)，與同學(xué)們分享工程倫理、經(jīng)濟(jì)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展等方面的知識(shí)，以案例教學(xué)方式讓學(xué)生了解新產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到實(shí)際生產(chǎn)及市場(chǎng)商業(yè)化推廣的全過(guò)程。
材料學(xué)院的拓展性課程圍繞新工科人才培養(yǎng)，通過(guò)不同學(xué)科交叉碰撞為同學(xué)們打開(kāi)了“新世界”。近年來(lái)，東華大學(xué)打破原有學(xué)科和專(zhuān)業(yè)限制，探索創(chuàng)新型、交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)新模式，于2017年開(kāi)設(shè)了“知識(shí)產(chǎn)權(quán)拔尖創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)班”，材料學(xué)院高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)生李嘉昊同學(xué)就第一時(shí)間報(bào)名參加，材料相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)之余更豐富了知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
1+N=？“新工科”人才培養(yǎng)指向的是多學(xué)科交叉融合的復(fù)合型人才，如今“大數(shù)據(jù)時(shí)代”已經(jīng)到來(lái)，材料學(xué)院在推進(jìn)“新工科”人才培養(yǎng)中也將不斷嘗試打破專(zhuān)業(yè)分割，以“材料智能制造拔尖創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)班”為突破口，開(kāi)設(shè)《高分子及軟物質(zhì)介觀(guān)體系模擬》、《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—力學(xué)基礎(chǔ)、CAE及項(xiàng)目化實(shí)踐》等課程，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握材料不同尺度結(jié)構(gòu)的模擬原理、模擬軟件和模擬方法；同時(shí)與計(jì)算機(jī)學(xué)院合作將《數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用》、《信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)》等課程逐步引入課程體系，打造更多有料、有趣、有挑戰(zhàn)的“金課”，為未來(lái)新材料的智能化設(shè)計(jì)與制造培養(yǎng)人才，讓我們拭目以待。
