生態(tài)文明觀復(fù)合材料學(xué)課程建設(shè)與實(shí)踐

時(shí)間:2022-06-04 08:24:46

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生態(tài)文明觀復(fù)合材料學(xué)課程建設(shè)與實(shí)踐

摘要:將“新時(shí)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(xué)中,是高校實(shí)現(xiàn)“三全育人”的重要組成部分,也是高水平大學(xué)內(nèi)涵建設(shè)的重要指標(biāo)。復(fù)合材料學(xué)作為一門材料科學(xué)與工程專業(yè)必修課,在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面具有自身的特點(diǎn)。根據(jù)復(fù)合材料學(xué)課程的特點(diǎn),從培養(yǎng)目標(biāo)、課程內(nèi)容和教學(xué)方法3個(gè)方面探討了將“新時(shí)代生態(tài)文明觀”有效植入該課程教學(xué)過(guò)程中的技術(shù)路徑。

關(guān)鍵詞:生態(tài)文明觀;復(fù)合材料學(xué);培養(yǎng)目標(biāo);課程內(nèi)容;教學(xué)方法

生態(tài)文明是指人類在社會(huì)實(shí)踐過(guò)程中遵循人、自然、社會(huì)和諧發(fā)展的基礎(chǔ)上而獲得的一切積極、進(jìn)步的物質(zhì)和精神成果的總和[1]。黨的以來(lái),以習(xí)為核心的黨中央立足新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義生態(tài)文明的實(shí)踐,形成了新時(shí)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(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策,像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境,形成綠色發(fā)展方式和生活方式,堅(jiān)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(shè)美麗中國(guó),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(xiàn)”[2]。新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)需要社會(huì)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(yīng)將新時(shí)代生態(tài)文明觀融入課堂,實(shí)現(xiàn)“三全育人”。復(fù)合材料作為材料領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,其發(fā)展速度、規(guī)模和應(yīng)用范圍影響和推動(dòng)著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的科技和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)志之一。材料的發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)是一脈相連的。新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)對(duì)材料的發(fā)展提出了“綠色發(fā)展”的要求,這也是經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展社會(huì)建設(shè)提出的要求。高校材料專業(yè)是材料制備和研發(fā)以及應(yīng)用人才培養(yǎng)的搖籃。在新時(shí)代生態(tài)文明觀建設(shè)的背景下,材料專業(yè)教育應(yīng)深化改革,主動(dòng)轉(zhuǎn)型,將新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)的指導(dǎo)思想貫穿于專業(yè)育人的全過(guò)程,推動(dòng)材料產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展,實(shí)現(xiàn)高等教育、產(chǎn)業(yè)與生態(tài)發(fā)展的同步[3]。筆者結(jié)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)材料科學(xué)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(fù)合材料學(xué)課程為例,探索將“新時(shí)代生態(tài)文明觀”有效植入課程教學(xué)內(nèi)容的技術(shù)路徑,提出植入“新時(shí)代生態(tài)文明觀”的復(fù)合材料學(xué)課程的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法,為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、具有高素質(zhì)綠色發(fā)展的綜合型人才。

1明確植入“新時(shí)代生態(tài)文明觀”的課程教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)

復(fù)合材料學(xué)是材料科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程,該課程涉及復(fù)合材料的基礎(chǔ)知識(shí),各類復(fù)合材料的組成和結(jié)構(gòu)、成型和制備、性能和應(yīng)用等內(nèi)容。隨著科技的發(fā)展,新型復(fù)合材料層出不窮,如功能梯度復(fù)合材料、機(jī)敏復(fù)合材料、智能復(fù)合材料以及納米復(fù)合材料等,已被成功應(yīng)用于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、人工肌肉、皮膚等領(lǐng)域。這些新型材料的研發(fā)及應(yīng)用在改善人們生活質(zhì)量的同時(shí),印證了人類文明的進(jìn)步。新時(shí)代下,在綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,研究和開發(fā)具有更輕質(zhì)量、更高強(qiáng)度、更強(qiáng)功能的復(fù)合材料已成為材料研究和發(fā)展的主要方向。因此,復(fù)合材料學(xué)課程要緊扣時(shí)代主題,改變?cè)袃H注重學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo),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(jié)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色和當(dāng)今時(shí)展的要求,對(duì)復(fù)合材料學(xué)課程提出了具有學(xué)科系統(tǒng)性、針對(duì)性和時(shí)代性的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo):通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握復(fù)合材料的基本概念和基本研究方法,熟悉復(fù)合材料的基本理論框架體系,了解各類復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)、缺陷、工藝、性能、應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展;了解復(fù)合材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,正確認(rèn)識(shí)人與自然和諧共存的關(guān)系,能運(yùn)用專業(yè)知識(shí)對(duì)復(fù)合材料發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的生態(tài)問(wèn)題提出有效的解決方案;堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能夠進(jìn)行綠色復(fù)合材料和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)及生產(chǎn)管理,為今后從事復(fù)合材料的研究和開發(fā)工作奠定理論基礎(chǔ)。

2重構(gòu)植入“新時(shí)代生態(tài)文明觀”的課程教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)復(fù)合材料學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),在借鑒諸多高校專業(yè)課程、思政課程教師的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)和多種課程教材的基礎(chǔ)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(fù)合材料學(xué)教學(xué)內(nèi)容的契合點(diǎn),實(shí)現(xiàn)在“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”[4]的知識(shí)學(xué)習(xí)中融入新時(shí)代生態(tài)文明觀的理想信念層面的精神指引。植入“新時(shí)代生態(tài)文明觀”的復(fù)合材料學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容共9章(表1),其中選取第一章緒論、第三章增強(qiáng)體中的“天然纖維”、第四章復(fù)合材料設(shè)計(jì)、第五章復(fù)合材料成型以及第九章生物質(zhì)復(fù)合材料作為新時(shí)代生態(tài)文明觀植入的重點(diǎn)章節(jié)。具體“新時(shí)代生態(tài)文明觀”與教學(xué)內(nèi)容的契合點(diǎn)如下。

2.1緒論

材料的發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)一脈相連,緒論部分將剖析材料發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)人與自然的整體性,提升“人與自然和諧共存”的生態(tài)意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握生態(tài)文明建設(shè)相關(guān)報(bào)告和國(guó)家政策法規(guī),并思考其重要性。材料都是用資源換取的,當(dāng)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(fù)合材料具有多相復(fù)合、可設(shè)計(jì)的特點(diǎn),其綠色化發(fā)展更具優(yōu)勢(shì)且前景廣闊。因此,引入“綠色復(fù)合材料”的理念,提高學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)熱情,為將來(lái)自覺(jué)投入生態(tài)文明實(shí)踐打下基礎(chǔ)。

2.2增強(qiáng)體

此部分內(nèi)容在介紹復(fù)合材料常見(jiàn)的增強(qiáng)體材料(如玻璃纖維、碳纖維、陶瓷顆粒、晶須等)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹天然纖維(如麻纖維、竹纖維等)這類增強(qiáng)體材料的環(huán)保優(yōu)勢(shì)及其在復(fù)合材料上的應(yīng)用,強(qiáng)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(xué)生認(rèn)識(shí)到“世界上所有的生命都有他存在的價(jià)值”,教育學(xué)生珍愛(ài)自然,提升生命意識(shí)。

2.3復(fù)合材料設(shè)計(jì)

“綠色設(shè)計(jì)[5]”順應(yīng)我國(guó)時(shí)展和可持續(xù)發(fā)展社會(huì)建設(shè)的要求。因此,這一章節(jié)以“綠色設(shè)計(jì)”作為契合點(diǎn),重點(diǎn)講解“綠色設(shè)計(jì)”的核心思想、價(jià)值、發(fā)展歷程、設(shè)計(jì)原則等內(nèi)容,通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“綠色設(shè)計(jì)”是人類在追求人與自然和諧發(fā)展過(guò)程中不斷探索的結(jié)果,教育學(xué)生要維護(hù)人與自然的和諧發(fā)展,提升綠色意識(shí)。

2.4復(fù)合材料成型

成型和制造是關(guān)系復(fù)合材料的設(shè)計(jì)思想、復(fù)合效應(yīng)及性能優(yōu)勢(shì)能否充分體現(xiàn)的關(guān)鍵,同時(shí)也是復(fù)合材料高投入、高能耗和高成本的主要原因。在復(fù)合材料制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)“綠色制造”、清潔生產(chǎn),降低制造成本,減少?gòu)U料對(duì)環(huán)境造成的污染,是材料科學(xué)和工程發(fā)展的必然趨勢(shì),也是新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)提出的要求。此部分在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增加“綠色制造[6-7]”的相關(guān)內(nèi)容,貫徹“綠色發(fā)展”理念,提升責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)。

2.5生物質(zhì)復(fù)合材料

以專題形式,介紹生物質(zhì)復(fù)合材料的性能特點(diǎn)及其應(yīng)用發(fā)展,通過(guò)生命周期評(píng)價(jià)(LCA)突顯其環(huán)保優(yōu)勢(shì),向?qū)W生展示科技改變生態(tài)環(huán)境的力量,使其認(rèn)識(shí)到科技是真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和成功發(fā)展的基石,引導(dǎo)學(xué)生擔(dān)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(xué)方法

結(jié)合“新時(shí)代生態(tài)文明觀”的內(nèi)涵和課程特點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中突出學(xué)生的主體地位,建立了一套充分調(diào)動(dòng)學(xué)生體驗(yàn)、心理活動(dòng)和情緒感知的“以人為本”的混合式教學(xué)方法,為“新時(shí)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(jié)合的教學(xué)手段

復(fù)合材料學(xué)課堂仍保留傳統(tǒng)教學(xué)手段,即PPT教學(xué)方式。在課堂講授的過(guò)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(lái)的環(huán)境問(wèn)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(xué)生對(duì)當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的思考,提升生態(tài)意識(shí)。同時(shí),借助期刊、報(bào)紙等圖片資料,展示當(dāng)前復(fù)合材料尤其是綠色復(fù)合材料代替塑料的實(shí)例,提高學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情和重要性的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中,改變傳統(tǒng)以教師講授為主的方式,借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái),增加學(xué)生的課堂參與度。例如,復(fù)合材料聚合物基體的講授過(guò)程中,關(guān)于聚烯烴類聚合物的講解,由于學(xué)生之前相關(guān)課程的學(xué)習(xí)已有一定的基礎(chǔ),所以在復(fù)合材料學(xué)這門課程課堂講解時(shí),利用“學(xué)習(xí)通”平臺(tái),讓學(xué)生分組對(duì)其在復(fù)合材料中的應(yīng)用展開課堂討論,復(fù)習(xí)以前所學(xué)知識(shí)的同時(shí),提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。同時(shí),借助“學(xué)習(xí)通”平臺(tái),定時(shí)向?qū)W生推送綠色復(fù)合材料的發(fā)展動(dòng)態(tài),貫徹“綠色發(fā)展”理念以及國(guó)家的相關(guān)政策法規(guī)。

3.2將科研成果引入的教學(xué)方法

大學(xué)專業(yè)課教師一般都是具有本專業(yè)較高學(xué)歷并從事一段時(shí)間相關(guān)領(lǐng)域研究工作后到學(xué)校任職的,具有扎實(shí)的理論知識(shí)、深厚的專業(yè)底蘊(yùn)以及較強(qiáng)的實(shí)際工作能力。專業(yè)課教師在大學(xué)的工作內(nèi)容主要是教學(xué)與科研[8]。教學(xué)與科研是相互促進(jìn)、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(fù)合材料章節(jié)內(nèi)容時(shí),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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)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(wèn)題,既充分利用了資源,又達(dá)到生態(tài)環(huán)保的目的。

3.3融合“新時(shí)代生態(tài)文明觀”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在復(fù)合材料學(xué)課程的授課過(guò)程中,增加綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)(表2)。此次綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種生物質(zhì)復(fù)合材料產(chǎn)品,要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中融入“綠色設(shè)計(jì)、綠色制造”的理念,使學(xué)生在親自動(dòng)手開展實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中逐步形成自覺(jué)的生態(tài)意識(shí)。

4小結(jié)

高校專業(yè)課教學(xué)中實(shí)施生態(tài)文明觀教育,是培養(yǎng)全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者與接班人的時(shí)代使命,也是高水平大學(xué)內(nèi)涵建設(shè)的重要指標(biāo)。在將“新時(shí)代生態(tài)文明觀”引入安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)復(fù)合材料學(xué)課程的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,得到一些經(jīng)驗(yàn):①要將生態(tài)文明觀教育明確寫在課程教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)中;②生態(tài)文明觀教育與課程教學(xué)內(nèi)容的契合點(diǎn)要與專業(yè)學(xué)科知識(shí)及學(xué)校學(xué)科專長(zhǎng)緊密結(jié)合;③采用多種教學(xué)手段,突出學(xué)生的主體地位,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,將生態(tài)文明觀教育層層深入推進(jìn),讓學(xué)生在思想境界上全面得到提升。當(dāng)然,這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還有待進(jìn)一步改進(jìn),今后在教學(xué)實(shí)踐中特別是在課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)方法以及教學(xué)評(píng)價(jià)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。

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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(xué)林學(xué)與園林學(xué)院 安徽葵普科技有限公司