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摘要：课程设计是高等学校实践教学环节的重要组成部分，本文结合新工科教育特征，分析了目前课程设计存在的问题，对工科类无机非金属工程专业的无机材料专业课程设计提出了从产业需求、课程设置、选题内容、过程管理、教师指导等方面进行教学改革与探索，提高教学质量，适应新工科教育的要求。
关键词：课程设计；新工科；教学改革
本文引用格式：叶昌,等.基于新工科教育背景的无机材料专业课程设计教学改革与探索[J].教育现代化,2019,6(42):35-37.
一 前言
新经济的发展对传统工程专业人才培养提出了挑战。未来新经济发展需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型”新工科”人才，因此新工科是高等教育主动适应新经济发展的必由之路[1,2]。
课程设计是在一定目标要求下，将理论课程知识内容应用在具体的工业设计中[3-4]，是高校培养大学生实践能力、创新意识与创新能力的重要平台。新工科教育的一个重要特征就是在教学过程中要不断根据新经济发展的需要培养学生的工程实践能力和创新能力，作为教学过程中与实际工程应用结合最紧密的课程设计在新工科教育中的地位就尤为重要，因此对当前课程设计存在的问题要进行全面剖析、改革和探索，以适应新工科教育的要求。
二 当前新工科教育背景下课程设计存在的问题
无机材料专业课程设计是我校无机非金属材料工程专业设置的一门必修课程，课程设计时间为两周，内容一般包含工艺设计和设备设计两大类，学生进行集中辅导和设计。在新工科教育背景下，分析当前无机材料专业课程设计还存在诸多问题，一方面在选题和内容上，课程设计往往是指导教师给定一个题目，学生按要求进行理论计算和绘图绘制，更多的是纸上谈兵，甚至是依葫芦画瓢，因此在此模式下学生完成的课程设计只不过是完成一次大型作业而已，与当前的产业需求和创新基本脱钩，不能很好地体现出学生在新经济发展背景下的实践能力和工程设计创新的培养。另一方面，目前高校教师大多还囿于重理论轻实践机制中，重发表论文学术影响因子，轻教学过程中产业新技术、新工艺引入，不利于引导和鼓励教师深入企业，为新经济和企业技术进步服务，课程设计也就无法从根本上改变和适应新工科教学要求。因此，可以看出，在新工科教育背景下，当前的课程设计教学还存在明显不足，主要体现在以下几个方面。
（一）当前的课程设计选题和内容已不适应新工科教育要求
当前我校无机材料专业课程设计主要以服务于几门重要的传统专业课（水泥、玻璃与陶瓷）为目的，选题和设计内容大多围绕传统的水泥、玻璃与陶瓷的工厂设计、生产设备及工艺流程进行，对近年来迅猛发展的新材料行业（如新能源材料、高性能结构材料等）涉及不多；除此之外，部分课程设计内容陈旧，不能体现现代化生产过程中企业的新工艺、新技术，无法提高学生的综合能力（包括学习能力、动手能力、创新能力、工程实践能力、适应社会能力等）和素质的作用。
（二）课程设计任务的设置不能满足新工科教育要求
课程设计任务主要由查阅相关资料、设计计算、绘制图纸、撰写设计说明书几个部分组成，目前课程设计的题目较少，任务设置欠合理，大多是做相同题目下的不同参数的设计任务，使得课程设计题目的重合度较高，学生做设计的兴趣和积极性不高。在设计过程中，学生大都不会积极主动去思考问题，同时题目相似也使学生容易出现相互抄袭，抑制学生的创新和独立工作能力。
（三）课程设计成绩考核方式不能完全反映学生的创新和能力
设计过程中，教师大多都是全程指导，因此学生设计中一般不会出现太大的错误。所以教师如果仅以设计说明书和绘制的图纸来判定课程设计的成绩，就会产生偏颇，不能真实反映学生在课程设计过程中知识的理解、运用、领悟和创新，引入答辩可深入考察学生的在设计过程中对所学知识的掌握情况和设计创新能力。所以根据实际情况，探索合适的课程设计答辩模式十分必要。
（四）指导教师主动适应新工科教育的动力不足
课程设计教学对于指导教师来说，需要全程主动引导，特别是当前新工科教育背景下企业的新工艺、新技术在课程设计中的应用，涉及的内容多，且更新速度快。而目前高校缺乏教师融入新经济发展的相应激励机制，指导教师的主动适应新工科教育的动力不足，使得指导教师在课程设计中的引导作用降低。
三 无机材料专业课程设计教学改革与探索
为了主动适应新工科教育要求，全面提升学生在课程设计中的工程实践能力和创新能力，实现培养能主动适应新技术、新产业、新经济发展的卓越科技人才，我们在无机材料专业课程设计教学过程中作了以下几个方面的改革与探索。
（一）把握行业发展方向，改革课程设计任务、选题和内容
首先，我们根据新工科教育特征和行业发展方向，修订无机材料工厂设计课程设计教学大纲，增加行业发展前沿的新材料、新工艺、新设备的课程设计教学内容，以适应新工科教育改革。其次是根据产业需求设置课程设计任务，即设计任务的时效性和创新性，实现从单纯的完成作业到与产业需求和创新结合的飞跃。三是改革课程设计选题和内容，以前无机材料专业课程设计基本上都选择单一的无机材料制品生产工厂作为题目，如“陶瓷工厂工艺设计”、“水泥工厂工艺设计”等，题目大而全，内容基本都是按教材要求做，陈旧的课程设计内容与日新月异的材料产业需求明显脱钩，学生做设计的兴趣和积极性往往不高，因此在新工科教育背景下我们对课程设计的内容提出更高的要求，选取的题目要求具有先进性、多样性和针对性，突显行业发展的新技术、新装备、新工艺，具体在几个专业方向的选题和内容上进行改革。如：建筑工程材料方向的“新型混凝土搅拌站工艺设计”要求在设计内容上突出智能化、环保化、高精度化等；“预应力高强混凝土管桩厂工艺设计”要求在设计内容上要向低能耗、低物耗和高自动控制方向发展；无机材料制品方向的“光伏浮法玻璃生产线工艺设计”、“高反光率道路标线涂料工厂工艺设计”则要求在设计内容上要突出新材料和新工艺；功能材料方向可根据新材料产业发展热点，提出相应的课程设计题目，如“高性能结构陶瓷生产线工艺设计”、“先进锂电生产线工艺设计”等，在设计内容上要体现材料制备过程的新工艺，新装备和新技术；同时选题和内容还可以根据学生自己就业签约单位的实际情况和兴趣自主选择题目，强调学生自主创新，老师只给出指导性意见。这样课程设计任务、选题和内容更多地融入行业发展的新技术、新装备、新工艺，既可达到了产业需求对于实践性环节的要求，又与专业的就业实际紧密联系，使之培养的学生能较快地适应新经济发展的需要。
（二）紧扣产业前沿，变模仿型设计训练为思考型设计训练
改变以往的课程设计照搬教材及参考书，机械模仿的设计方式，根据产业前沿，运用互联网和指导教师深入无机材料生产先进企业收集的信息和数据，根据真实的企业环境，采用分析、研讨方式设计。同时根据国内先进制造企业已经普遍完成了“甩图板”工程，已大量使用二维甚至三维CAD软件进行工艺设计。因此在课程设计改革中，我们要求每位学生至少要绘制1张以上的CAD图纸，通过模拟真实的企业环境，使设计更贴近新经济发展的需要，有利于学生在今后的工作中能快速适应工作环境，成为新经济发展需要的合格工程师。
（三）积极采用现代通讯工具，加强课程设计的过程管理
坚持课程设计的“高标准、严要求、重创新”的要求，以课程相关知识和新经济发展为基础，在设计中努力做到理论与实际相结合，继承与创新相结合，按照教学大纲要求，从选题、任务书、任务的下达、学生设计、教师辅导进行全面的管理，同时为更好地加强课程设计的辅导，我们通过建立微信、QQ设计群，充分利用现代化通讯手段传输信息，在相应的设计群中进行讨论和辅导，克服了以往过程辅导中的时间和空间限制，进一步促进教师和学生在设计过程中的学习辅导交流。
（四）构建合理的课程设计考核评价模式，提升学生适应新工科教育综合素养
无机材料专业课程设计是对先修课程结合工程实际的综合应用，也是考核学生对先修课程的综合应用能力，例如在工艺计算中进行全厂物料衡算时，学生普遍感到困难，不能很好地应用无机材料工学的知识；在各种产品制备工艺流程设计时，学生往往按照书中的例题生搬硬套，而不是在了解各种产品之不同制备流程的优势与不足基础上，根据制备产品质量要求和工程实际有目的的去选择合适的工艺及设备；在设备选型计算方面，工艺布置方面也是学生的弱项。在设计中往往是照搬照抄，对设计是知其然而不知其所以然，因此引入课程设计答辩，可深入考察学生的在设计过程知识的运用和设计创新点。
我们在确定成绩时，除了考虑设计说明书、图纸外，加入综合答辩环节，两个部分在成绩中的比例为70%和30%。综合答辩的形式主要是由指导教师和相关课程教师组成答辩小组，各位答辩教师根据课程在教学中应达到的基本要求列出知识点，结合各设计题目提出相关问题，由学生进行答辩。综合答辩有助于学生独立完成任务，引导学生运用相关知识解决设计中遇到的问题，搞懂设计中的各个细节，防止抄袭，这样的改变使得考核既考虑了结果也考虑了过程，有利于提高学生的学习的积极性和综合素养。
（五）促进教师深入企业，强化教师实践能力
新经济的发展对课程设计指导老师同样具有极大的挑战，不仅需要丰富的教学经验和实践经验，而且必须掌握和了解行业的新工艺、新技术和发展趋势。这就要求教师主动走进产业前沿，通过实践在进行自我提升的同时，实现实质性的新经济反哺教学。[6]我们在教学改革和探索中，积极选派指导教师深入企业调研，加强与先进企业的合作，拓展教学资源，了解和掌握当前行业的发展动态、生产新技术、新工艺、新装备，作为课程设计选题的依据，将行业的新思想与新知识、新技术与新方法溶入到课程设计中去，激发学生在课程设计中的创新欲望，提高学生的创新思维能力和创新实践能力，实现培养的学生能与新经济进行无缝对接。
四 结语
我校无机材料专业课程设计经过改革和探索，在课程设计任务设置、选题、内容、过程管理和指导教师融入新经济等方面都进行了积极创新，构建了新工科背景下的无机材料专业课程设计教学新体系，提高了学生在新技术、新产业、新经济发展背景下的工程设计创新和独立思考的培养。
参考文献
[1]吴爱华,侯永峰,杨秋波等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017,(4):1-9.
[2]施晓秋,赵燕,李校堃.融合、开放、自适应的地方院校新工科体系建设思考[J].高等工程教育研究,2017,(1):10-15.
[3]王红强,李向阳.“新工科”背景下工科院校实践教学改革的思考[J].教育现代化,2018,(36):130-131.
[4]殷仕龙,赵俊锋,王旭红.热工课程设计教学模式研究和改革[J].教育教学论坛，2016,(37):209-210.
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