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    材料与纺织工程学院:新工科背景下非织造材料与工程专业学科交叉下的高分子类课程群建设与实践

         时间 : 2024-05-04


    一、案例简介

    非织造材料与工程专业具有多学科交叉、学科与工程紧密联系的特点,专业课程涉及纺织、高分子材料、轻化等专业知识。非织造材料与工程与纺织工程、纺织材料与纺织品设计、纺织化学与染整工程等都隶属于纺织科学与工程一级学科,因此该专业的课程体系构建中受到了纺织工程等相关专业的影响,非织造高分子类课程设置较少,同时高分子类课程群存在缺乏系统性和前后学习的关联性等问题。另外,非织造材料与工程专业高分子类课程不等同于高分子材料与工程专业课程,需要与非织造材料所涉及到的原料性能、加工特征及后整理方法相对应。目前该类课程群的课程体系、教学内容、实验室平台建设和师资队伍等需要建设。

    1为本项目成果中的非织造高分子类课程建设内容。本项目成果构建了多层次递进模式的非织造专业高分子类课程体系,在教学内容上高分子贯通课程教学体系,课程内容上理论、实践知识与实践创新融合互补;非织造专业高分子类课程实验教学载体融通虚拟仿真与企业生产,实现实操化、实验化、实训化和实习化;组建了以学科交叉为基础的非织造专业高分子类课程的教学团队,联通学科竞赛、科研教研和项目资源为学生创新资源支撑,切实提高学生的知识普适能力、迁移能力和创新能力。

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    1 非织造高分子类课程建设内容

    经过近8年的探索和实践,非织造专业高分子类课程建设水平得到提高,《聚合物挤压成网技术与原理》、《非织造学》、《高分子加工原理及纺丝技术》等课程先后获得浙江省省级一流课程、省级课程思政示范课程、校级一流课程和校级国际化建设课程,支撑了中国纺织行业产教融合先进院校、浙江省实验教学示范中心(重点)建设;创建了校企协同、虚实融合实验实训平台,丰富了浙江省“十三五”高校虚拟仿真实验教学项目,学生创新能力提升;教学团队师资队伍加强,团队建设成绩显著,整体素质提升。近三年来,学生专业综合素质和创新能力提升,学生在挑战杯、互联网+、学科竞赛中获奖多项,学生授权发明专利8项,实用新型专利6项,发表文章10篇。非织造专业学生先进事迹先后得到光明日报、“学习强国”平台、浙江日报、中国青年报等多家媒体报道。近三年,团队中教师学科背景融合,促进教研相长,主持国家级、省部级科研项目5项,授权发明专利7项,发表论文15篇,参编或在编教材5部。

    二、主要解决的教学问题

    1)解决了非织造专业高分子类课程散乱,不成体系,课程前后学习内容关联性不强,学生高分子专业知识基础薄弱,学习目标不明确,创新不足的问题

    2)解决了非织造专业高分子类课程实践平台中学校、企业、虚拟仿真融合不够,实验室设备条件不具备、落后、与实际生产脱节、设备更新换代慢问题。

    3)解决了非织造专业高分子类课程师资队伍学科背景单一、知识结构复合较差,多学科交叉渗透不够深入的问题。

    三、成果解决教学问题的方法

    1.基于多层次递进教学模式,构建专业高分子类课程体系

    非织造专业高分子类课程群以高分子材料知识体系为切入点,以"夯实基础、面向应用、培养创新"为目标,构建对接“非织造化学基础+高分子化学与物理”的非织造基础共享课程(夯实基础);对接“高分子加工原理与纺丝技术+聚合物挤压成网技术与原理”的非织造专业核心课程(面向应用);对接“高分子材料改性+非织造粘合剂与助剂+功能非织造产品开发”的非织造专业拓展课程(培养创新),落实非织造专业高分子类课程的学科交叉,强调专业知识和专业能力的递进式学习,凸显学生的“知识迁移能力+知识普适能力+知识创新能力”的培养,如图2所示。

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    2基于多层次递进模式下的非织造专业高分子类课程体系构建

    2.融通教学科研,设计专业高分子类课程的模块化教学

    对非织造专业高分子类课程进行了模块化重构,建设教学科研互动理论课,实现教研反哺;通过课程体系改革和教学研究方向实现教学和科研融合;建设教学科研互动实验课,实现教研实训;引导学生参与创新实践和创新创业实践,让学生在科研项目过程中巩固专业理论认知和提高科研能力,如图3所示。

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    图3基于教研融合下的非织造材料与工程专业高分子类课程模块化教学设计

    3.联通学校教学科研与企业生产研发,构建专业高分子类课程的混合式实践教学新模式

    结合长三角现代纺织产业人才培养产教融合实验实训基地和浙江省实验教学示范中心(重点)平台,整合聚合物挤压成网非织造材料的原料、设备、工艺及测试实验内容,结合实验室实践项目和虚拟仿真实验项目,虚拟仿真和实际生产有机融合,形成了学校教学与科研、虚拟仿真与实际生产和企业生产与研发相结合的实验教学平台,如图4所示,实现了虚实结合的混合式实践教学,提升了学生应对复杂问题的工程实践和创新能力。

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    4基于虚实结合下的非织造材料与工程专业高分子类课程的实验教学平台建设

    4.以学科交叉为基础,组建专业高分子类课程的教学团队

    非织造材料与工程专业知识融合了纺织、材料、化学等学科,需要纺织工程、高分子材料、化学工程等多方面的知识,具有学科交叉性。非织造材料与工程专业高分子类课程授课教师有8人,都具有博士学位,其中教授3人、副教授2人。非织造材料与工程系采取一系列措施打造多学科交叉融合的高水平师资队伍,提升教师教学能力、科研能力和服务社会能力。一是根据学科和专业建设的需要,有计划地选送教师跨学科、跨专业的入站高校或企业博士后以及进修访学,进行国内外交流提升团队的教学科研水平。二是进一步大力引进优秀人才,特别注意引进人才的学科背景、研究领域和学术潜力。引进来的教师加入教学团队建设指导小组,利用集体听课、备课和课程研讨等方式,助力青年教师的成才。三是实施“名师共享、专兼结合”,聘请国内外著名高校或研究所的专家作为学院兼职教授,通过中青年教师与企业结对子,老教授传帮带等方式,形成良好的教研相长局面。目前非织造专业高分子类课程教师专业涵盖了纺织工程、纺织材料与纺织品设计,材料学、材料加工工程和先进纤维科学等专业,体现了多学科交叉的特点。

    四、创新点

    1)非织造材料与工程专业高分子类课程体系创新:构建了非织造材料与工程专业高分子类课程中的多层次递进、教研融合、模块化的教学新模式,从非织造材料与工程的专业课程特点出发,围绕高分子专业知识学习规律构建了高分子类课程体系,强化了专业课程中的高分子类课程特色。

    2)非织造材料与工程专业高分子类课程实践教学模式创新:融合学校教学与科研、企业生产与研发,搭建了非织造材料与工程专业实验教学平台,构建了实验室和虚拟仿真相结合的混合式实践教学新模式,学生实践动手能力、学习能力和创新能力显著提升。

    3)非织造材料与工程专业高分子类课程教学团队建设创新:通过国内外交流、成立教学团队指导小组,中青年教师结对子等方式提升教学团队教学科研水平。以非织造材料为基础,融合纺织材料、高分子材料、生物质材料等多学科交叉背景,促进传帮带督,形成了教研相长的良好局面。

    五、案例效应及影响情况

    本成果的实施范围重点在嘉兴大学非织造材料与工程专业的近6年全日制本科中实施,培养非织造专业创新、复合应用型人才。通过近几年的组织实施,近几年的实践取得了以下成效、

    1.课程建设水平提高,教学资源丰富

    在课程建设方面,非织造专业的必修课程《聚合物挤压成网技术与原理》先后获得浙江省级线下一流课程、浙江省级课程思政示范课程建设项目(图5),《非织造学》获得嘉兴大学线下一流课程,《高分子材料加工原理与纺丝技术》获得嘉兴大学国际化课程,多项实践基地项目获得校级立项。在教材建设方面,本教学团队教师先后参编“十四五”部委级规划教材4部,其中《非织造材料性能测试与评价》教材被天津工业大学、浙江理工大学、南通大学、中原工学院等多所高校使用。

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    5《聚合物挤压成网技术与原理》获浙江省级线下一流课程、浙江省级课程思政示范课程建设项目

    2.人才培养质量显著提高,社会广泛关注与肯定

    成果实施以来,培养的非织造材料与工程专业学生考研率明显提高,每年就业率为100%,就业学生深受用人单位的欢迎与好评。2020年非织造毕业生专业满意度居嘉兴大学全校排名第12022年非织造材料与工程181班级学生考研率50%,就业率100%(全校第1个率先完成), “学习强国”平台对非织造181班级事迹进行了报道。非织造181级毕业生李思捷作为唯一的学生代表在嘉兴大学毕业典礼上发言。学生专业理论知识扎实,专业实践综合素质高,非织造材料与工程专业学生在疫情期间助力企业复工复产,同时社会担当意识强,相关事迹先后被光明日报、浙江日报、中国青年报、嘉兴市人民政府等多家媒体或政府网站报道(图6)。

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    6 学习强国、光明日报、浙江日报等多家媒体报道

    3.实验教学平台辐射广泛,学生成果丰硕

    通过对非织造专业高分子类课程实验教学平台的建设,创新虚拟现实教学模式,学生实践创新能力得到显著提高。

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    7 非织造材料与工程专业部分学生获奖荣誉证书

    项目实施与实践阶段,学生共承担国家级大学生创新创业训练计划项目、浙江省大学生科技创新项目、嘉兴大学大学生SRT计划项目共计20余项,积极参与大学生学科竞赛。尤其近三年来,学生参加挑战杯,互联网+、学科竞赛共计获奖100余次,其中获得全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛国家三等奖1项,第八届浙江省国际“互联网+”创新创业大赛三等奖项,全国大学生纺织类工程训练综合能力竞赛”非织造组一等奖2项,二等奖1项,校级金奖多项(图7)。学生以第一作者发表论文10篇,授权专利14项,其中发明专利8项,实用新型专利6项(图8)。

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    8 非织造材料与工程专业学生为第一发明人授权的专利

    4.融合教师学科专业背景,促进教研相长

    成果实施以来,非织造材料与工程专业高分子类课程群先后引进高分子材料、纤维材料、纺织化学等领域的高水平人才,术业专攻,搭建以纺织工程、高分子材料、纤维材料为基础、多学科交叉融合的专业教师队伍,提升师资水平。目前非织造专业高分子类课程教学团队现有教师8人,教师先后在美国田纳西大学、佐治亚理工学院、英国曼彻斯特大学和日本京都工艺纤维大学开展访学或海外学习经历,在职博后经历4人,担任企业顾问3人,形成一支年龄结构和职称结构合理的锐利进取的师资队伍。教师队伍注重学科交叉和科教融合,形成了教研相长的良好局面。目前在非织造领域(尤其是聚合物挤压成网领域)长期坚持教学改革和教学研究,承担国家级、省部级科研项目5项,授权发明专利7项,发表论文15篇。教学团队中部分教师是教育部纺织类教指委非织造分委会委员,先后获得嘉兴大学教师教学技能比赛二等奖,嘉兴大学校级优秀教师、校级优秀党员、校级优秀班主任、校级就业先进个人等荣誉称号。



    重要成果一览表

    序号

    获奖时间

    获奖种类

    获奖等级

    授奖部门

    1

    2023

    中国纺织行业产教融合先进院校

    国家级优秀奖

    中国纺织工业联合会

    2

    2019

    中国纺织工程学会科研基地

    国家级学科平台

    中国纺织工程学会

    3

    2016

    中国纺织行业人才建设示范院校

    国家级优秀奖

    中国纺织工业联合会

    4

    2022

    第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛

    国家级三等奖

    全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛委员会

    5

    2022

    浙江省省级一流专业

    省级

    浙江省教育厅

    6

    2022

    浙江省省级课程思政示范课程

    省级

    浙江省教育厅

    7

    2022

    长三角现代纺织产业人才培养产教融合实验实训基地

    省部级专业平台

    浙江省教育厅

    8

    2022

    浙江省实验教学示范中心(重点)

    省部级专业平台

    浙江省教育厅

    9

    2022

    第八届浙江省国际“互联网+”大学生创新创业大赛

    省部级铜奖

    浙江省大学生科技竞赛委员会、浙江省大学生创新创业大赛组委会

    10

    2021

    首届全国大学生纺织类工程训练综合能力竞赛虚拟仿真竞赛 非织组(2项)

    省部级一等奖

    中国纺织服装教学学会

    11

    2021

    首届全国大学生纺织类工程训练综合能力竞赛虚拟仿真竞赛 非织组

    省部级二等奖

    中国纺织服装教学学会

    12

    2020

    浙江省十三五高校虚拟仿真实验教学项目

    省部级专业平台

    浙江省教育厅

    13

    2015

    浙江省实验教学示范中心

    省部级专业平台

    浙江省教育厅

    14

    2016

    浙江省十三五一流学科(纺织科学与工程)

    省部级学科平台

    浙江省教育厅

    15

    2012

    浙江省优秀教师

    省部级

    浙江省人民政府

    16

    2017

    嘉兴市自然科学学术奖

    市级三等奖

    嘉兴市人民政府

    17

    2021

    嘉兴学院一流线下课程

    校级

    嘉兴学院

    18

    2022

    嘉兴学院国际化课程

    校级

    嘉兴学院

    19

    2022

    嘉兴学院优秀教师

    校级

    嘉兴学院

    20

    2020

    嘉兴学院优秀班主任

    校级

    嘉兴学院

    21

    2020

    嘉兴学院就业先进个人

    校级

    嘉兴学院

    22

    2016

    嘉兴学院教师教学设计与技能竞赛

    校级二等奖

    嘉兴学院



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