生態(tài)文明觀復合材料學課程建設與實踐

時間:2022-06-04 08:24:46

導語:生態(tài)文明觀復合材料學課程建設與實踐一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

生態(tài)文明觀復合材料學課程建設與實踐

摘要:將“新時代生態(tài)文明觀”即生態(tài)文明思想融入專業(yè)課程的教學中,是高校實現(xiàn)“三全育人”的重要組成部分,也是高水平大學內(nèi)涵建設的重要指標。復合材料學作為一門材料科學與工程專業(yè)必修課,在教學內(nèi)容、方法等方面具有自身的特點。根據(jù)復合材料學課程的特點,從培養(yǎng)目標、課程內(nèi)容和教學方法3個方面探討了將“新時代生態(tài)文明觀”有效植入該課程教學過程中的技術路徑。

關鍵詞:生態(tài)文明觀;復合材料學;培養(yǎng)目標;課程內(nèi)容;教學方法

生態(tài)文明是指人類在社會實踐過程中遵循人、自然、社會和諧發(fā)展的基礎上而獲得的一切積極、進步的物質(zhì)和精神成果的總和[1]。黨的以來,以習為核心的黨中央立足新時代中國特色社會主義生態(tài)文明的實踐,形成了新時代生態(tài)文明觀———生態(tài)文明思想,即“樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策,像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境,形成綠色發(fā)展方式和生活方式,堅定走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路,建設美麗中國,為人民創(chuàng)造良好的生產(chǎn)生活環(huán)境,為全球生態(tài)安全作出貢獻”[2]。新時代生態(tài)文明建設需要社會各界的共同努力,尤其是作為人才培養(yǎng)主體的廣大教育工作者,更應將新時代生態(tài)文明觀融入課堂,實現(xiàn)“三全育人”。復合材料作為材料領域的一個重要分支,其發(fā)展速度、規(guī)模和應用范圍影響和推動著現(xiàn)代科學技術的進步,已成為衡量一個國家或地區(qū)的科技和經(jīng)濟實力的標志之一。材料的發(fā)展與生態(tài)文明建設是一脈相連的。新時代生態(tài)文明建設對材料的發(fā)展提出了“綠色發(fā)展”的要求,這也是經(jīng)濟新常態(tài)下高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展社會建設提出的要求。高校材料專業(yè)是材料制備和研發(fā)以及應用人才培養(yǎng)的搖籃。在新時代生態(tài)文明觀建設的背景下,材料專業(yè)教育應深化改革,主動轉型,將新時代生態(tài)文明建設的指導思想貫穿于專業(yè)育人的全過程,推動材料產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展,實現(xiàn)高等教育、產(chǎn)業(yè)與生態(tài)發(fā)展的同步[3]。筆者結合安徽農(nóng)業(yè)大學材料科學與工程專業(yè)以農(nóng)林生物質(zhì)材料為特色的培養(yǎng)需求,以復合材料學課程為例,探索將“新時代生態(tài)文明觀”有效植入課程教學內(nèi)容的技術路徑,提出植入“新時代生態(tài)文明觀”的復合材料學課程的教學培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容以及教學方法,為我國生態(tài)文明建設和材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,培養(yǎng)實踐能力強、具有高素質(zhì)綠色發(fā)展的綜合型人才。

1明確植入“新時代生態(tài)文明觀”的課程教學培養(yǎng)目標

復合材料學是材料科學與工程專業(yè)開設的一門專業(yè)核心課程,該課程涉及復合材料的基礎知識,各類復合材料的組成和結構、成型和制備、性能和應用等內(nèi)容。隨著科技的發(fā)展,新型復合材料層出不窮,如功能梯度復合材料、機敏復合材料、智能復合材料以及納米復合材料等,已被成功應用于航空航天發(fā)動機、人工肌肉、皮膚等領域。這些新型材料的研發(fā)及應用在改善人們生活質(zhì)量的同時,印證了人類文明的進步。新時代下,在綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的基礎上,研究和開發(fā)具有更輕質(zhì)量、更高強度、更強功能的復合材料已成為材料研究和發(fā)展的主要方向。因此,復合材料學課程要緊扣時代主題,改變原有僅注重學生實踐能力培養(yǎng)的教學目標,采用“生態(tài)、綠色、人文、創(chuàng)新”的思維模式,培養(yǎng)既具有理性思維又具有人文情懷的新型高素質(zhì)工程類人才。結合安徽農(nóng)業(yè)大學材料科學與工程專業(yè)的特色和當今時展的要求,對復合材料學課程提出了具有學科系統(tǒng)性、針對性和時代性的教學培養(yǎng)目標:通過該課程的學習,使學生掌握復合材料的基本概念和基本研究方法,熟悉復合材料的基本理論框架體系,了解各類復合材料的組成、結構、缺陷、工藝、性能、應用及未來發(fā)展;了解復合材料對生態(tài)環(huán)境的影響,正確認識人與自然和諧共存的關系,能運用專業(yè)知識對復合材料發(fā)展過程中產(chǎn)生的生態(tài)問題提出有效的解決方案;堅持可持續(xù)發(fā)展,運用專業(yè)知識能夠進行綠色復合材料和產(chǎn)品的設計、開發(fā)及生產(chǎn)管理,為今后從事復合材料的研究和開發(fā)工作奠定理論基礎。

2重構植入“新時代生態(tài)文明觀”的課程教學內(nèi)容

針對復合材料學課程教學內(nèi)容的特點,在借鑒諸多高校專業(yè)課程、思政課程教師的教學改革經(jīng)驗和多種課程教材的基礎上,選取了適合的章節(jié)內(nèi)容,確立了有效的“生態(tài)文明觀”與復合材料學教學內(nèi)容的契合點,實現(xiàn)在“潤物細無聲”[4]的知識學習中融入新時代生態(tài)文明觀的理想信念層面的精神指引。植入“新時代生態(tài)文明觀”的復合材料學課程教學內(nèi)容共9章(表1),其中選取第一章緒論、第三章增強體中的“天然纖維”、第四章復合材料設計、第五章復合材料成型以及第九章生物質(zhì)復合材料作為新時代生態(tài)文明觀植入的重點章節(jié)。具體“新時代生態(tài)文明觀”與教學內(nèi)容的契合點如下。

2.1緒論

材料的發(fā)展與生態(tài)文明建設一脈相連,緒論部分將剖析材料發(fā)展所帶來的環(huán)境問題,使學生充分認識人與自然的整體性,提升“人與自然和諧共存”的生態(tài)意識,引導學生學習并掌握生態(tài)文明建設相關報告和國家政策法規(guī),并思考其重要性。材料都是用資源換取的,當今不可再生資源日益枯竭,可再生資源尚未得到充分開發(fā)與利用,而復合材料具有多相復合、可設計的特點,其綠色化發(fā)展更具優(yōu)勢且前景廣闊。因此,引入“綠色復合材料”的理念,提高學生的專業(yè)學習熱情,為將來自覺投入生態(tài)文明實踐打下基礎。

2.2增強體

此部分內(nèi)容在介紹復合材料常見的增強體材料(如玻璃纖維、碳纖維、陶瓷顆粒、晶須等)的基礎上,重點介紹天然纖維(如麻纖維、竹纖維等)這類增強體材料的環(huán)保優(yōu)勢及其在復合材料上的應用,強調(diào)資源的合理、充分及高值化利用,提出材料發(fā)展的“環(huán)保舒適”理念,使學生認識到“世界上所有的生命都有他存在的價值”,教育學生珍愛自然,提升生命意識。

2.3復合材料設計

“綠色設計[5]”順應我國時展和可持續(xù)發(fā)展社會建設的要求。因此,這一章節(jié)以“綠色設計”作為契合點,重點講解“綠色設計”的核心思想、價值、發(fā)展歷程、設計原則等內(nèi)容,通過學習使學生認識到“綠色設計”是人類在追求人與自然和諧發(fā)展過程中不斷探索的結果,教育學生要維護人與自然的和諧發(fā)展,提升綠色意識。

2.4復合材料成型

成型和制造是關系復合材料的設計思想、復合效應及性能優(yōu)勢能否充分體現(xiàn)的關鍵,同時也是復合材料高投入、高能耗和高成本的主要原因。在復合材料制造過程中實現(xiàn)“綠色制造”、清潔生產(chǎn),降低制造成本,減少廢料對環(huán)境造成的污染,是材料科學和工程發(fā)展的必然趨勢,也是新時代生態(tài)文明建設提出的要求。此部分在原有內(nèi)容的基礎上,增加“綠色制造[6-7]”的相關內(nèi)容,貫徹“綠色發(fā)展”理念,提升責任擔當意識。

2.5生物質(zhì)復合材料

以專題形式,介紹生物質(zhì)復合材料的性能特點及其應用發(fā)展,通過生命周期評價(LCA)突顯其環(huán)保優(yōu)勢,向學生展示科技改變生態(tài)環(huán)境的力量,使其認識到科技是真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和成功發(fā)展的基石,引導學生擔任科技助力生態(tài)環(huán)境改善的踐行者。

3建立“以人為本”的混合式教學方法

結合“新時代生態(tài)文明觀”的內(nèi)涵和課程特點,在教學過程中突出學生的主體地位,建立了一套充分調(diào)動學生體驗、心理活動和情緒感知的“以人為本”的混合式教學方法,為“新時代生態(tài)文明觀”的有效植入提供保障。

3.1課堂講授采用多種媒體相結合的教學手段

復合材料學課堂仍保留傳統(tǒng)教學手段,即PPT教學方式。在課堂講授的過程中穿插視頻影音資料,比如緒論部分介紹材料發(fā)展所帶來的環(huán)境問題以日常生活中接觸最多的塑料為例,播放“你扔掉的塑料如何回到了你的餐桌”視頻,引發(fā)學生對當前生態(tài)環(huán)境的思考,提升生態(tài)意識。同時,借助期刊、報紙等圖片資料,展示當前復合材料尤其是綠色復合材料代替塑料的實例,提高學生對專業(yè)學習的熱情和重要性的認識。在教學過程中,改變傳統(tǒng)以教師講授為主的方式,借助網(wǎng)絡學習平臺,增加學生的課堂參與度。例如,復合材料聚合物基體的講授過程中,關于聚烯烴類聚合物的講解,由于學生之前相關課程的學習已有一定的基礎,所以在復合材料學這門課程課堂講解時,利用“學習通”平臺,讓學生分組對其在復合材料中的應用展開課堂討論,復習以前所學知識的同時,提升了學生學習的熱情。同時,借助“學習通”平臺,定時向學生推送綠色復合材料的發(fā)展動態(tài),貫徹“綠色發(fā)展”理念以及國家的相關政策法規(guī)。

3.2將科研成果引入的教學方法

大學專業(yè)課教師一般都是具有本專業(yè)較高學歷并從事一段時間相關領域研究工作后到學校任職的,具有扎實的理論知識、深厚的專業(yè)底蘊以及較強的實際工作能力。專業(yè)課教師在大學的工作內(nèi)容主要是教學與科研[8]。教學與科研是相互促進、相互提高的。將科研成果引入課堂[9-10]是深入理解科技助力改善生態(tài)的有效手段。因此,在講解生物質(zhì)復合材料章節(jié)內(nèi)容時,引入一些最新的科研成果和教師自己的科研成果。比如,授課教師列舉自己參與“十三五”國家重點研發(fā)項目的科研成果———利用竹采伐廢棄物(如竹枝、竹梢等)制備“竹基纖維素農(nóng)用地膜”(圖1)。該產(chǎn)品有效解決了塑料地膜造成的“白色污染”問題,既充分利用了資源,又達到生態(tài)環(huán)保的目的。

3.3融合“新時代生態(tài)文明觀”的實驗教學

在復合材料學課程的授課過程中,增加綜合性的實驗教學環(huán)節(jié)(表2)。此次綜合性實驗設計了一種生物質(zhì)復合材料產(chǎn)品,要求學生在實驗過程中融入“綠色設計、綠色制造”的理念,使學生在親自動手開展實驗的過程中逐步形成自覺的生態(tài)意識。

4小結

高校專業(yè)課教學中實施生態(tài)文明觀教育,是培養(yǎng)全面發(fā)展的社會主義建設者與接班人的時代使命,也是高水平大學內(nèi)涵建設的重要指標。在將“新時代生態(tài)文明觀”引入安徽農(nóng)業(yè)大學材料科學與工程專業(yè)復合材料學課程的教學實施過程中,得到一些經(jīng)驗:①要將生態(tài)文明觀教育明確寫在課程教學培養(yǎng)目標中;②生態(tài)文明觀教育與課程教學內(nèi)容的契合點要與專業(yè)學科知識及學校學科專長緊密結合;③采用多種教學手段,突出學生的主體地位,激發(fā)學生的學習熱情,將生態(tài)文明觀教育層層深入推進,讓學生在思想境界上全面得到提升。當然,這些實踐經(jīng)驗還有待進一步改進,今后在教學實踐中特別是在課程內(nèi)容的設計、教學方法以及教學評價等方面還將繼續(xù)探索、提高和完善生態(tài)文明觀教育效果的途徑。

參考文獻

[1]熊炳杰.淺析新時代背景下的高校生態(tài)文明教育[J].教育現(xiàn)代化,2019,6(57):170-173.

[2].決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利———在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告[M].北京:人民出版社,2017:23-24.

[3]鐘登華.新工科建設的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.

[4]吳月齊.試論高校推進“課程思政”的三個著力點[J].學校黨建與思想教育,2018(1):67-69.

[5]唐見茂.航空航天復合材料綠色化發(fā)展淺析[J].航天器環(huán)境工程,2015,32(5):457-463.

[6]曹華軍,李洪丞,曾丹,等.綠色制造研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展策略[J].中國機械工程,2020,31(2):135-144.

[7]韋生文,鞠金山.淺談復合材料的綠色制造[J].玻璃鋼,2018(1):30-34.

[8]蔣菲,涂雅潔.教學與科研:沖突迷局與教師分類評價[J].齊齊哈爾大學學報(哲學社會科學版),2017(8):178-181.

[9]薛兵,李芳菲,苗世頂.科研反哺教學在《復合材料學》課程改革中的實踐[J].教育教學論壇,2019(47):95-96.

[10]宮玉梅,郭靜,趙秒,等.科研與教學深度融合實驗教學模式的探索與實踐[J].廣州化工,2020,48(3):142-144.

作者:張雙燕 余勛 王福利 周煜 金晶 任浩 單位:安徽農(nóng)業(yè)大學林學與園林學院 安徽葵普科技有限公司