无机非金属材料工学课程科产教融合教学改革探索

摘  要：无机非金属材料工学作为无机非金属材料工程专业的核心课程，以培养具有创新创业能力的未来科技领军人才为目标，积极探索和落实面向产业需求的教学新思路和新方法，不断提升学生运用专业知识解决产业问题的能力。该文首先阐述课程现状及问题，通过落实面向产业需求的教学目标和教学内容设计，综合运用线上线下融合式教学和企业导师案例化工程教学等多维教学模式，多路径提升授课教师工程实践能力。其次，进一步结合大学生创新创业与实践项目，加强“科教融汇”，深化“产教融合”。最终构建与教学模式相对应的课程考核方法。由此全面提升课程科产教融合效果，推动无机非金属材料工程专业新质生产力发展过程中所需产业人才的培养和塑造。

关键词：无机非金属材料工学；科产教融合；教学改革；新质生产力；企业导师

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）29-0152-04

Abstract： As a core course in the field of inorganic non-metallic materials engineering， Inorganic Non-metallic Materials Technology aims to cultivate future technology leaders with innovative and entrepreneurial capabilities. It actively explores and implements new teaching methods and approaches tailored to industrial needs to continually enhance students' ability to apply professional knowledge to solve industrial problems. This paper first elaborates on the current status and issues of the course， and then implements teaching objectives and content design oriented towards industrial needs. It integrates various teaching modes such as blended online and offline teaching and case-based engineering teaching with industry mentors， as well as enhancing the practical skills of teaching faculty with different methods. Furthermore， it integrates university student innovation， entrepreneurship and practical projects to strengthen the integration of science and education and deepen the industry-education integration. Finally， a course assessment method corresponding to the teaching model is developed. Through these efforts， the course significantly improves the integration of research， industry and education， promoting the cultivation and shaping of industrial talents needed in the development of new productive forces in the field of inorganic non-metallic materials engineering.

Keywords： Inorganic Non-metallic Materials Technology; integration of research， industry and education; teaching reform; new productive forces; enterprise mentor

基金项目：江苏高校品牌专业建设工程二期项目“无机非金属材料工程”（苏教高函〔2020〕9号）；2022年江苏省级产教融合一流课程 “无机非金属材料工学”（苏教办高函〔2022〕29号）；2023年江苏省高等教育教改研究立项课题“材料类新工科双创人才‘课程-创新-实践-支撑’四链一体沉浸式教育范式研究”（2023JSJG468）

第一作者简介：王倩倩（1988-），女，汉族，山东潍坊人，博士，副教授。研究方向为无机非金属材料教学与科研。

从1999年到2019年，我国高等教育实现了从精英高等教育到大众化高等教育再到普及化高等教育的大跨越，创造了世界高等教育发展的奇迹。此后，高质量发展成为中国高等教育的时代主题[1]。党的十九大报告就提出“深化产教融合”重大改革任务。党的二十大报告针对高等教育发展问题，进一步强调“推进职普融通、产教融合、科教融汇”。深化产教融合协同育人，实现教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接，是培养适应产业转型升级和实现高质量发展需要的高素质应用型人才的必要路径。2024年3月，习近平总书记在参加十四届全国人大二次会议江苏代表团审议时强调，“要牢牢把握高质量发展这个首要任务，因地制宜发展新质生产力”“使江苏成为发展新质生产力的重要阵地”。江苏省聚焦16个先进制造业集群和50条产业链，无机非金属材料工程专业的人才培养对这些产业链高效运行起到重要作用，无机非金属材料工学课程作为该专业核心课程，既是开发新型无机非金属材料和发展新工艺的基础，又是基础理论与工程实际相结合的课程[2]，其科产教融合需要紧密结合地区发展需求展开。

一  无机非金属材料工学课程现状及存在问题

全国开设无机非金属材料工程专业的大学有近100所。南京工业大学材料科学与工程学院（以下简称“学院”）作为全国最早的无机非金属材料专业点之一，专业在水泥、高技术陶瓷和先进无机功能材料方向都具有国际影响力。2008年学院全方面建设无机非金属材料工学的精品课程获江苏省精品课程。2016年起，课程实施“小班化”教学改革，2017年在中国大学MOOC网上线[3-4]。2020年获批国家级一流线上课程，2021年该课程获校第一批课程思政示范课程。面对无机非金属材料专业新质生产力发展需求，该门课程积极改革，2022年获校产教融合型一流课程，同年获得江苏省产教融合型一流课程立项建设。

课程目前授课内容包括玻璃、陶瓷、耐火材料和水泥及其他胶凝材料的生产原料特征、生产过程原理、生产工艺过程中的共性、特点及产品性能以及生产过程中工艺的变化规律和特点。在课程科产教融合推进过程中，存在以下问题：①该门课程涉及知识点多，材料制备工艺和流程中涉及的物理化学反应基础理论、设备和工艺制度多，从书本知识到材料生产之间尚存在鸿沟。学生根据授课内容解决材料生产和应用过程中遇到各类问题难度大，课程基础知识不易掌握及应用；②学校位于我国发展新质生产力的重要阵地之一江苏地区，半导体、新能源和新材料等先进制造业产业集群上的企业多，授课内容与其学科产业融合和更新程度不足；③课程考核方式已经建立过程性考核与结果性考核相结合的课程考评制度，但过程考核与产业应用契合度不够，导致课程目标中学生问题分析能力的达成度不高；④团队中的授课教师以赛促教及工程实践经验丰富程度参差不齐，课堂教学中引导学生解决产业问题的能力有所差异。

二  落实面向产业需求的教学目标和教学内容设计

学院无机非金属材料专业在2014年即通过工程教育认证。在面向国际化的工程教育认证要求的框架下，本门课程根据本专业毕业要求观测点的要求，在工程知识、问题分析和研究三个方面的内涵进行教学目标的制定和教学内容设计。通过调研，本专业本科毕业生就业方向主要为无机非金属材料传统与先进制造企业、研究院所等，如中建、中铁等各级公司，以及半导体、玻璃纤维和陶瓷类等相关企业。因此，本课程教学目标通过教授四大传统无机非金属材料（包括陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥材料）生产过程原理、生产工艺过程中的共性、特点及产品性能的知识，在学习过程中，要求了解并掌握无机非金属材料的组成、结构、性能之间的联系，同时对无机非金属材料的生产原理与工艺因素及其产品使用等有较全面理解和掌握，为解决在材料生产过程中遇到各类问题打下坚实的基础，为毕业环节及以后参加生产实践及科学研究作好必要的准备。

由于江苏位于东南沿海一带，制造业种类丰富，而无机非金属材料工学的知识较为“接地气”，通过四种重要无机非金属材料生产工艺过程共性问题的讲解和对比，有助于学生找到产业共性，培养他们的知识迁移能力，促进学生将本课程所学内容及时运用到“新质生产力”发展中去。在授课内容方面，这几年授课内容中拓展了先进陶瓷技术及产业应用、高熵玻璃、固体废弃物处理及资源化综合利用和“碳纤维”材料生产及应用等知识，进一步丰富和开阔了专业学生视野和知识面，同时将课程思政育人引入，增强了学生们的爱国意识[5-6]，为学生就业方向提供引导。

三  综合运用多维教学模式，提高教学效能

（一）  线上线下“融合式”教学

本门课程自2017年开始探索并采用线上线下“融合式”教学授课模式，保障了教学质量，获得了学生好评，其优势凸显。在全球教育一体化时代，互联网教学为载体的线上教学方式满足不同学科的学生随时随地学习的需求。线上线下“融合式”教学已成为高等教育教学的新常态。融合式教学起到“线上导学”-“线下研学”-“线上促学”三个作用[7]，对课程教学内容多媒体资源建设、阶段性线上考核方式、课堂教学方式等都提高了要求。线上教学，可以保障优异的教学资源建设，突出教学内容的重难点设计，树立学生的主体地位，拓宽学生的学习时空；线下教学则主要在培养专业科班学生灵活运用知识方面发挥作用，创造更多协作学习的机会，从而将传统学习方式的优势和网络学习优势结合起来。如果“线上”和“线下”教学模式之间融合不佳，“线上导学”不仅发挥不了对关键知识点的导学作用，而且给学生增加更多学习负担。

为了增强科产教融合教学效果，本课程线上教学突出两方面，一是“导学”，二是“促学”。首先，本课程在中国大学MOOC网已经建设好课程网络教学资源，并逐步引入央视和学习强国APP等高质量前沿网络教学影像资料，拓展学生线上学习资源。其次，课程在“在线作业”命题方面进行改革，采用循序渐进方式命题。既要对线上所学基础知识温故而知新，如采用诊断性评价的选择题、填空题等，又要通过结合产教融合案例式、启发式命题，提升学生分析问题和解决专业问题的综合应用知识能力。线下教学突出“研学”。首先，课堂上带领学生回顾新知，针对往届线上测评等考核数据，对共性问题及重难点重点讲解、答疑，帮助学生运用专业知识技能分析解决实际问题做好工程基础知识储备。其次，通过课堂提问、模块化教学及研讨课形式，结合和准备更多的科产教融合案例，兼顾基础性和拓展性，由易到难，满足学生个性化需求。鼓励学生勇敢应用所学专业知识解决问题，培养学习者的知识迁移、语言表达和专业问题解决等综合能力。在线“阶段性考核”命题注重巩固学生所学知识，使学生进一步将线上及线下所学工程知识和问题解决方法融会贯通，强化所学内容，形成教学设计闭环。

（二）  研讨课形式

工学课本中的教学内容大多是学术界和工业界联合得到的一些生产实际过程中科学与经验的传承、总结和整理。课程根据授课模块，设计六次PPT小组汇报主题研学形式。在这个过程中，学生不仅加深对模块知识汇报印象，更重要的是学生的专业信息检索能力、专业知识归纳总结能力和PPT制作及专业汇报能力都得到了充分锻炼。但需要注意的是，研讨课并非将自由全交给学生，让其自由发挥或简单的“课堂翻转”。相反，教师需要在学生PPT汇报过程中给予更多的关注，首先，在学生课前PPT制作过程中，需要对其汇报内容、PPT演示效果等进行指导，确保汇报内容正确、演示效果不能因各组能力不同而使其他听众失去兴趣；其次，教师在学生汇报过程中需要时间控制，并对学生汇报内容及时评判，并补充或拓展，防止内容错误或片面误导其他同学；最后，汇报之后需要对其他学生听众进行提问，达到“演示者”和“聆听者”注意力都集中。