【教育教学巡礼】材料与化学工程学院：学科竞赛和双创项目协同驱动下的新工科人才培养模式
编者按
我校正以迎接新一轮本科教育教学审核评估为契机，全面落实立德树人根本任务，全面完善“五育并举”培养体系，全面优化教育教学质量保障体系，全面构建“三全育人”大格局，全面提升本科人才培养质量。现推出“教育教学巡礼”系列专题，大力宣传推广我校本科教育教学改革与人才培养经验，共同推动本科教育高质量发展。
闽江学院高分子材料与工程专业，入选福建省“一流”建设专业，并作为骨干专业获批福建省“服务产业特色专业—功能纤维材料”与“省创新创业试点专业”。本专业聚焦福州市的化纤、涂料、新材料三个超千亿产值的区域特色产业发展需求，在涂层新材料、功能纤维材料、柔性电子新材料三个领域形成特色与优势。专业遵循学校一流应用型人才建设定位，以服务区域经济社会发展为目标，结合区域经济社会发展需求以及本专业人才培养的优势特色，通过调研毕业生就业与发展情况、邀请高校与企业行业专家、组织专业教师研讨等方式进一步明确人才培养定位。确定本专业面向福建省材料、化工、能源和环保等领域民营企业，培养具有广泛的化学化工基础，扎实的高分子材料与工程专业知识技能，良好的人文社会科学素养、团队合作意识和持续学习能力的德智体美劳全面发展的高水平应用型人才。重点服务于先进纤维、功能涂料和新兴电子等区域特色产业，依托小订单式人才培养模式和课程模块建设，全过程引入产业链和行业专家落实“重实践、强技能”，培养能够从事与功能纤维材料、涂层新材料、柔性电子新材料相关的产品生产、技术开发、工艺设计、品质保障、经营管理等岗位工作的工程师。
在培养方案实施的过程中，教学团队通过召开课程教学研讨会和收集学生的问题等多种渠道，并结合主客观因素，发现在学生培养的过程中存在着以下几个问题：（1）基础类课程具有概念抽象、逻辑性强、难以理解的特点，而一些应用类课程因为学时限制，实践训练强度不高，学生产生知识难而无用的错觉，从而影响了学习积极性，就会影响后续专业课程的学习，因此严重制约了学生实践应用能力与创新能力的培养；（2）有的学生长期以来处于被动式学习状态，缺乏主观能动性，缺少创新意识，需要对这类学生加强引导和鼓励，有效激励和敦促学生参与创新创业活动。
（图片1 闽江学院高分子材料与工程专业培养方案矩阵图）
（图片2“重实践、强技能”的应用型人才的培养模式）
针对上述的问题，教学团队通过调研学习交流专业建设经验，结合本校和本专业学生的综合素质和实际条件，提出了以课程体系为根本，融合课程思政，以各类创新创业项目为载体，贯穿全过程培养“重实践、强技能”的应用型人才的培养模式（见图2），并在我院高分子材料与工程专业进行实践。
关于材料与化工类的学科竞赛很多，教学团队对各类学科竞赛进行深入分析，遵循本专业的学科特色，结合专业人才培养方案，选择“全国大学生高分子材料实验实践大赛”（简称“双实大赛”）和“全国大学生化工设计竞赛”（简称“化工设计大赛”）等作为主要学科竞赛项目，让学生有针对性地参与符合专业特点的学科竞赛。
学生的培养方案和课程体系的制定考虑了竞赛时间的安排，尽量使课程与竞赛无缝对接。例如：化工原理与化工原理实验课程都安排第四学期，在课程教学过程中教师会将以前的竞赛案例引入课程教学，鼓励学生参与化工设计和化工原理这两个竞赛并给予集中培训。大学三年级开始开设高分子专业课程，学院会鼓励三年级的学生参加高分子材料实验实践虚拟大赛和大学生高分子材料实验实践大赛。虚拟仿真大赛的比赛内容分为理论考试（实验安全+高物高化）及虛拟仿真操作（悬浮聚合+实验室安全）。
（图片3 融合了学科竞赛和科创项目的培养方案）
通过参加虚拟仿真比赛可以检验高分子化学和高分子物理课程内容学习程度，也可以更好地补充所学的知识内容。虚拟仿真大赛偏重考查学生的理论掌握程度“双实大赛”则考查学生对专业知识的综合运用能力和自主创新意识。由于比赛对每个参赛单位有人数限制，学院每年会举办校级选拔赛，不仅是为了筛选优秀学生参赛，更是为了让更多的学生参与到竞赛中。“双实大赛”在考查学生动手操作、实验实践能力的同时，也能更好地培养、锻炼与提升学生对知识的综合应用能力、方案设计能力、分析研究能力以及安全防护意识、交流沟通能力，从而调动学生的学习积极性。
在完善学生知识体系的基础上，专业教师可增加开设一些选修课程进行指导。例如，在第六学期专业教师开设了“高分子材料学科竞赛模拟”这门第二课堂金课，指导学生进行与学科竞赛相关的项目学习及模拟环节训练，图4参加第二课堂前后学生制备的产品对比图。不仅可以激发学生对学科竞赛相关知识的兴趣及学习动力，也可高效率培养学生的综合能力。
（图片4 学生参加第二课堂训练前后制备的产品的照片）
本科生导师制也一直是闽江学院材化学院的品牌，学生在二年级通过互选确定导师，鼓励学生从大学二年级开始进入导师的课题组参与一些科研活动，建立学生以老带新、教师指导的长效机制，学有余力的同学可以在导师的指导下申请校长基金和大学生创新创业训练项目等大学生创新性科技项目，并以此为基础将来参加相关比赛。学科竞赛和创新项目的常规化和制度化融入人才培养方案的制订过程中，可以有效促进人才培养方案的完善。
（图片5 多方位保障措施）
为了能让学生积极参与并提高竞赛成绩，学院多方努力提供多方位的保障措施（如图5）。学院以全面提升学生的实践创新意识为主线，将实践创新教育主动渗透到整个教育教学过程中的实践创新创业教育模式，同时将创新创业教育实践作为毕业必修的学分，鼓励学生参与教师的科研与服务项目。参与学科竞赛或参与创新性项目获奖、发表论文等成果又可以在每年的学生综合测评中加分，成为激励学生参与竞赛或创新活动。
同时专业教研室还发挥师资特长，以优良的师资队伍保障教学质量。安排一批教学经验丰富、学术水平高的省级和校级教学名师以及教授和副教授长期为学生讲授学科基础课程，而科研能力较强或与企业合作开展横向课题研究的教师指导学生开展创新项目活动，尤其是鼓励年轻教师带领学生去参加一些创新创业竞赛，而这些科研训练项目部分来自企业的项目，因此通过可以课程学习与学科竞赛及科研训练链接等学习行为，提升了学生的学习质量，另一方面，也让学生早日了解企业和行业的需求，直接提升学生的首岗能力。
另外，教师主要通过采用“专业课教学-定期专项培训”双轮驱动，保障人才培养目标的实现。在专业课学习的基础上，教学团队中任课教师分工合作，一部分老师负责化工原理和化工设计专项培训，另外一部分老师负责组织“双实大赛”赛前集训和校内选拔赛的举办。除了线下教学和培训，并借助社交平台，随时给学生提供线上的辅导。
除此之外，学校和学院也积极支持和鼓励教师衔接国赛的比赛模式及内容，增加一些校级赛事。2023年闽江学院材化学院承办了“大龙杯”第三届全国大学生高分子材料实验实践大赛，在此之前，学院举办了闽江学院高分子材料实验实践选拔赛，第三届全国大学生高分子材料实验实践大赛福建省邀请赛以及首届福建省大学生高分子材料实验实践大赛等赛事，这些赛事完全按照国赛的模式进行，这大大增加了师生的参赛经验，也达到以赛促教，以赛促学的目的（图6）。实践证明，上述措施能激励学生持续参与学科竞赛和双创羡慕，并有效提高竞赛成绩，从而激发学生的主动性、积极性，对促进专业课程学习、提升毕业设计水平和培养创新能力都具有显著效果，因此也提高了学生就业率和就业质量。
（图片6 邀请赛的图片）
高分子材料与工程的专业课程授课时不仅注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育，还培养了学生探索未知、追求真理、永攀科学高峰的责任感和使命感。例如高分子材料基础（双语）的授课教师结合学校特色和专业设置，以“厉害了，我的国”作为主线，将思政内容跨越古今、贯穿中外，串联成有血有肉的故事进行专业教育，并通过分组任务，课程论文等与生产应用，学科竞赛及科研训练等相互关联，使课内课外互通融合，提升学生的实践创新能力，激发学生学习的积极性、主动性、创造性与使命感，提升应用型人才培养质量。正是因为团队的教师深刻理解和认识了立德树人的含义，在教学中引入隐形课程思政元素，潜移默化地培养学生的创新意识，因此学生参加学科竞赛和双创项目的积极性很高。
在“新工科”建设背景下，结合“应用型”人才培养需求，“以赛促教”的培养模式大大提升了学生学习效果、培养了学生动手能力，并对教师教学模式的改革、教学能力的提升，都起到了积极的促进作用。
通过学科竞赛和双创项目与课程教学之间相互赋能，学生高阶能力有效提升，学生的学习态度和持续学习热情均有较大改善，课堂参与度大大提高，学生成绩也有所提高，考研人数增加，考研录取率逐年增加，2022届和2023届连续两年的升学率已经超过20%（如图7）。
（图片7 高分子材料与工程专业近几年升学率）
学科竞赛和创新项目是以学生为主导、教师为辅助的形式进行，学生通过参与竞赛，不断发现新的问题，也不断尝试通过新的理论学习去寻找解决问题的方法，进而再回到实践中完善解决问题的方案，这一过程对学生知识面的拓展和积极性、主动性的提高都发挥了巨大作用，并有效激发了学生的求知欲，探索精神和创新意识，促进了自身的全面发展，提高学生的实践能力和就业竞争力，成为适应经济社会发展的人才。近几年高分子材料与工程专业就业率保持在90%以上，学生的就业质量也有所提高，“就业岗位与专业吻合度”、“平均薪资及薪资满意度”、“用人单位满意度”等指标居全校前列。
全国大学生高分子材料实验实践大赛是于2019年由东华大学发起。教学团队的教师从2019年首届大赛时带领学生积极参与竞赛，教师也积极参加裁判和准备工作，由于在专业课，第二课堂和集中培训时教师和学生共同努力，比赛成绩也逐年提高，获奖人数和获奖等级均有所提高（比赛奖项设置规则：每个参赛队伍至多1个一等奖）。2023年首届全国大学生高分子材料虚拟仿真大赛举办，经过教学团队的精心细致辅导，闽江学院获得了团体二等奖，个人一等奖1项，二等奖8项的好成绩。
表1 全国大学生高分子材料实验实践大赛获奖情
全国大学生化工设计大赛赛事历史较长，团队教师一直坚持不懈地通过化工原理课程和课后辅导带领二年级的学生参加竞赛，近几年参赛的学生逐渐增加，获奖人数和级别也在增加（如表2）。2023年教师首次带领学生参加中南地区高校化工原理大赛暨第六届全国大学生化工实验大赛中南赛区选拔赛，并获得中南赛区二等奖1项。
表2 全国大学生化工设计竞赛获奖情况
近三年高分子材料与工程专业学生获国家级、省级大学生创新创业项目12项，校长基金27项；并有多支队伍参加“挑战杯”竞赛，获福建省一、二、三等奖各1项；参加“互联网+”大学生创新创业大赛，获福建省银奖1项，铜奖2项；参加“全国大学生高分子材料创新创业大赛”获得银奖1项，铜奖1项，优秀奖1项；2021-22年学生以第一作者发表学术论文8篇，授权专利8件。其中，团队教师指导的基于“Diels-Alder 反应的热可逆交联热熔胶”大创项目的相关学术成果，学生作为第一作者已经发表在SCI收录的期刊。擅长横向项目的教师结合自己和企业合作的项目指导学生进行大创项目，一个学生团队就以第一作者授权实用新型专利3件。
专业课教师积极利用课余时间组织学生进行竞赛专项培训，通过以学科竞赛为载体，以项目化训练为途径，师生共同参与学科竞赛，不仅提高了学生的竞赛成绩，教师们也通过竞赛充实了教学内容，优化了教学方法，教师科研能力和教学水平都有所提升。教师的相关教改论文获福建省应用型本科资源化工专业类教学联盟产教融合教学改革研讨会论文一等奖；团队成员获得福建省高层次人才；智慧教学之星和闽江学院发树奖教金等，荣获福建省高校青年教师教学竞赛一等奖和三等奖各1项；闽江学院教学创新大赛一等奖，二等奖和三等奖各1项。获闽江学院本科教学优秀奖，二等奖和三等奖各1项。
结语
培养学生的创新意识和创造能力是国家和社会发展对高校人才培养提出的要求。而学科竞赛和双创项目就是通过竞赛和科研训练引导学生去发现、分析和解决问题，提高学生的理论联系实际和综合运用知识能力，也可以进一步推进高校的教学改革，培养出符合社会需求的应用型人才。通过几年的实践结果表明，改模式有效的推进高分子材料与工程专业建设，具有人才培养具有一定的实际应用意义。高校教育和人才培养的探索和实践是没有止境的，学院要立足培养“四有新人”，持续推进高分子材料与工程专业的教学改革。
END
责任编辑｜李晓滨
图文来源｜材料与化学工程学院
本期编辑｜全媒体中心新媒体运营部 杨晶晶