产学研协同育人*——材料类专业实践教学改革研究
时间：2023-01-28 13:35:03 来源：天一资源网 本文已影响 人 
崔文广，高岩磊，张绍岩，胡江浦，赵 娜
(1.石家庄学院 化工学院，河北 石家庄 050035；
2.石家庄市高分子基复合材料技术创新中心，河北 石家庄 050035)
高等教育的根本任务是培养人才，努力提高人才培养质量是高等学校的第一使命。产学研协同育人是高等教育适应经济社会发展需要。培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的有效教学形式，是高等教育面向社会、服务社会、推动社会发展的必由之路，也是高等教育教学改革发展的基本趋势[1，2]。我国高等教育培养模式的发展趋势是不断改革课程体系，完善培养方案，加强实践性教学环节，推进产学研协同育人，提高学生的创新能力和知识运用能力[3]。本研究将相关科研课题与实践教学有机融合，将科研成果转化为实践教学内容，把学科前沿的最新研究信息及成果引入课堂，加深学生对相关专业最新进展的了解，从而推动学校产、学、研合作教育的开展，提高学生的实践及创新能力。
经过一年多的探索与实践，利用专业教师开展校企合作的科研课题及教师到企业进行挂职锻炼获得的实践经验，在材料专业实践教学改革方面进行了深入的研究与实践。
在广泛调研的基础上，吸取国内其他高校在产学研协同育人实践教学改革方面的经验，同时结合我校的实际情况，对材料科学与工程专业实践课程内容进行分析，并结合材料科学与工程专业特点及不同年级学生已有的知识基础，确定项目研究实施方案，将丰富的科研成果资源、挂职锻炼经验与实践教学进行有效融合。
筛选了部分研发项目及技术成果以项目教学的方式嵌入在实践教学内容中，使授课内容更加贴近实际生产、并紧跟专业发展方向。以下是实践教学中引入的部分项目实例：
1)《基于界面设计的纳米二氧化硅/PVC复合材料的研究》通过干法改性技术，制备出以纳米二氧化硅为核，以与PVC基体树脂有良好相容性的改性剂为壳的改性纳米二氧化硅颗粒，有效地改善了其在PVC中的分散性和相容性。在高分子材料力学性能测试实验的授课过程中将该项研究成果进行专题讲授，增加学生对无机非金属材料改性与否对高分子材料力学性能影响方面的认识。
2)《碳酸钙复合二氧化钛材料的制备及应用》通过优化二氧化碳流量、氢氧化钙初始浓度、pH值和反应温度等工艺参数，实现了碳酸钙复合二氧化钛材料的制备。在碳酸钙制备实验的授课过程中将该项研究成果进行专题讲述，丰富学生对碳酸钙及相关产品方面的认识。
3)《高性能聚丙烯基复合材料研究》考察了挤出条件和注塑条件对PP/nano-CaCO3复合材料力学性能的影响，把不同质量比的nano-CaCO3和PP在双螺杆中进行熔融共混，然后注塑成测试试样，考察了nano-CaCO3的加入量对PP力学性能的影响。将该项研究中应用的高分子材料加工成型技术嵌入到塑料挤出造粒和塑料注塑成型的实验中，加深学生对高分子复合材料加工成型技术的掌握。
4)《HDPE/nano-CaCO3复合材料性能研究》考察了nano-CaCO3的加入量对HDPE熔融指数和热变形温度的影响。将该项研究成果与熔融指数的测定实验和热变形温度的测定实验相结合，加深学生对无机非金属材料对高分子材料流动性和耐热性影响方面的认识。
5)《低温快烧型建筑陶瓷结晶釉的研制及应用》研究了烧结温度和球磨条件对建筑陶瓷结晶釉性能的影响。将该项研究中应用的陶瓷粉体成型技术融入到球磨法制备陶瓷粉体实验中，增加学生对相变及微晶结构形成原理及实际应用方面的认识。
6)《建筑陶瓷纳米釉料的研制及应用》研究了陶瓷浆料的制备工艺和陶瓷注浆的工艺条件对建筑陶瓷纳米釉料性能的影响。将该项研究成果与陶瓷浆料的制备实验和陶瓷的注浆成型实验相结合，丰富学生对陶瓷釉料方面的认识。
7)《建陶生产中废瓷综合利用的共性技术开发和示范》研究了废瓷块粉碎技术和级配等对废瓷利用效果的影响。将该项研究中应用的“废瓷块粉碎及筛分”作为材料专业学生的职业技能训练内容，通过该训练，学生掌握工业球磨机及筛分技术的原理及基本操作。
8)《高韧性低正己烷溶出药用聚丙烯瓶的制备研究》通过优化聚丙烯树脂的分子量大小及其分布、增韧剂的用量、无机粉体的用量等参数，制备出了高韧性低正己烷溶出药用聚丙烯瓶。将该项研究中有关“降低聚丙烯瓶中正己烷溶出度”的方法作为综合实训内容，使学生对聚丙烯作为药包材料的研究现状和发展趋势有了一定的认识，同时掌握了降低聚丙烯瓶中正己烷溶出度的有关技术和方法。
9)《低烟无卤阻燃ABS的研制》以纳米氢氧化铝(ATH)为主阻燃剂，选用能与其产生协同效应的阻燃剂为阻燃增效剂，并选用弹性体作为增韧剂，采用熔融共混的方法研制低烟无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。通过对纳米氢氧化铝的表面改性及高效界面相容剂的引入，有效地改善纳米氢氧化铝在ABS基体中的分散性及其与ABS基体间的界面粘结性，并通过调整主阻燃剂和阻燃增效剂及弹性体的加入量，使ABS同时满足阻燃性能和力学性能的要求。将该项研究成果应用到学生的综合实训中，通过实训使学生对高分子材料的阻燃方法和阻燃机理有了一定的了解，同时也初步具备了进行研究开发的思路。
与有关企业开展合作，选派教师到企业进行挂职锻炼，直接参与企业的一线研发和生产工作，使教师实践与技能的储备更加丰富。
1)专业教师通过到“河北环球橡胶制品有限公司”的混炼车间、压延车间、成型车间和硫化车间等工序段的学习，熟练掌握了橡胶输送带的生产工艺流程及生产原理，同时了解了各工序段在生产过程中经常出现的一些问题及解决办法。通过在企业的学习和工作，联系到材料专业建设和课堂教学，材料专业在进行实验和实践内容设置时，参考了相关企业的生产过程及分析测试过程，有针对性地设置实验和实践内容，使之与企业的实际生产相结合，有针对性地培养学生的实践动手能力。学校的实验及测试设备缺少具体的操作规程，借鉴企业的做法，在每台设备旁附上了操作规程，以提醒学生注意操作安全，避免自身受到伤害及损坏设备。
2)专业教师通过到“河北省力马建陶有限公司”进行学习，熟练掌握了陶瓷生产的工艺流程及原理，同时了解了各工序段在生产过程中经常出现的一些问题及解决办法。结合在企业的学习收获，有针对性地对现有实验和校内实训内容进行了改革，使之与企业实际生产的联系更加紧密，显著提高了学生的实践能力。
3)专业教师通过到“石家庄启宏新材料制品有限公司”进行学习，更加深入地了解了高分子材料的发泡技术和原理及在生产过程中经常出现的一些问题及解决办法。结合在企业中学到的知识和经验，对现有实验和实训中与工厂生产脱节的部分进行了修订，使学生对工厂生产过程有了更深入的了解。
聘请企业技术人员为实践课指导教师，加深学生对所学知识的理解和掌握。
1)聘请项目合作企业“石家庄市中汇药品包装有限公司”技术总监为实践课指导教师，定期为学生讲解药品包装材料行业的发展现状和趋势，生产过程中出现的新技术和遇到的新问题，不同药包产品的生产工艺及生产原理，工厂安全注意事项等内容，加深了学生对所学知识的理解。
2)聘请项目合作企业“石家庄市龙力化工有限公司”分析测试中心主任为实践课指导教师，有针对性的为学生讲解无机非金属材料性能分析测试中的有关原理、方法和注意事项，增强了学生学习的兴趣。
3)聘请项目合作企业“河北省力马建陶有限公司”工程师为实践课指导教师，定期为学生讲解建筑陶瓷生产过程中出现的新技术和遇到的新问题，建筑陶瓷的分析测试手段和方法，加深了学生对陶瓷材料生产和分析测试的认识。
该项目实施后，在实践创新人才培养、师资队伍建设方面均取得了显著的成绩。鼓励学生利用课余时间，以第二课堂等形式参与到产学研合作过程中。改革进行过程中，先后有30余名同学完成了多项河北省大学生创新训练项目和石家庄学院大学生创新训练项目，20多名同学完成了多项河北省化工制药实验教学示范中心本科生科技创新基金项目；
获河北省“挑战杯”大学生创业大赛二等奖2项、三等奖2项，河北省大学生创新创业年会一等奖1项，河北省大学生化学实验创新设计竞赛一等奖1项，石家庄学院创新创业大赛一等奖1项，二等奖3项；
参与发表了学术论文5篇、参与申报相关专利4项。同时，专业教师的教学水平和科研能力也得到了大幅度提升，项目组成员先后获得河北省自然科学基金课题1项、河北省科技支撑计划课题1项、石家庄市科技支撑计划课题3项，发表研究论文10余篇，获得授权发明专利3项，获得厅局级科技奖励2项，校级教学改革奖励2项。
应用型工程技术人员的岗位能力需要各学科、各课程知识体系的综合支撑，所以在培养应用型人才的过程中，一定要打破学科与学科、课程与课程之间的壁垒。改变原来讲授某一门课程完整体系的教学目标，把各课程放到同一个目标下去实施，是培养应用型人才的有效办法，在不同学科间建立教研团队是实现应用型转型的必由之路。
组建由企业一线技术专家参与的专业指导委员会，全面参与培养方案的修订，从根本上把学生培养的方向定位为服务地方行业企业的应用型人才；
为了实现学生素能与企业岗位要求的无缝对接，在实践环节教学、毕业论文撰写等方面需要企业技术人员的参与。
通过项目的实施，我们逐渐认识到：将产学研与学生的实践和创新能力的培养以及专业教师的教学与科研能力的提升紧密结合，建立起“产学研合作一人才培养一科技创新”的良性互动模式，对于学生、专业教师的发展都将起到极大的促进作用，一定会培养出一批实践能力及创新能力强的学生群体，打造出一支理论功底扎实、教学和科研能力强的师资队伍。
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