1. 引言
高校按照工程教育认证标准开展工科人才培养，不仅可以提升学生解决复杂工程问题能力、增加学生就业竞争力、增强学生适应企业发展的能力，同时也能推动新质生产力的高效发展[1] [2]。除了理论课程和实验课程以外，设计类课程也是学生能力培养的重要阵地。设计类课程不仅要求学生具有扎实的理论知识基础，也要掌握行业发展动态，更要知晓企业运营模式，而且要明了产品开发过程中涉及的环境、消防、质量管理等政策和标准[3] [4]。因此，设计类课程开设方式直接关系到学生解决复杂工程问题的能力。然而，设计类课程存在以下问题：(1) 指导教师从高校到高校，缺乏企业/行业实战经验，纸上谈兵、脱离实际，不利于培养学生解决实际问题的能力；(2) 学生照本宣科，缺乏独立思考的能力，不利于培养学生选择、使用和开发恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具的能力；(3) 设计过程无法综合考虑环境、消防、质量管理等政策和标准，更无法涉及项目管理和经济决策，不利于培养学生综合考虑问题的能力；(4) 考核方式单一化，仅通过一份设计报告判断学生成绩，不利于体现学生综合能力培养水平。目前，高校开展校企联合教学，在该教学过程中企业的研发和产业化经验潜移默化的融入课堂，产品开发与理论知识得到结合，有利于提高学生解决问题的能力[5] [6]。
在工程教育专业认证持续改进阶段，为了解决设计类课程的上述问题，聊城大学高分子材料与工程专业进行一系列教学改革，开展校企联合教学模式和综合式考核方式。本领域企业导师讲授生产设计案例式的教学模式，可以赋予学生从实际产品开发角度提出创新性设计思路的能力，提高学生提高解决实际复杂工程问题的能力，强化学生工程设计过程中的环境保护意识、消防安全理念和质量管理思维。现以本专业《聚合物合成与加工课程设计》为例，探索工程教育认证背景下设计类课程的校企联合教学模式。
2. 制定符合工程教育认证理念的课程目标
以工程教育认证理念为抓手，我专业在充分调研和系内老师研讨的基础上，经过高校专家和企业/行业专家的充分论证，确定《聚合物合成与加工课程设计》支撑设计/开发解决方案、使用现代工具、个人和团队、沟通和项目管理等工程教育认证规定的毕业要求指标点。在现行的专业人才培养方案中，本课程具体支撑的各项指标点如下：
(1) 毕业要求指标点(3-3)：能够针对高分子材料与工程领域的复杂工程问题设计解决方案，能够进行高分子材料制备、加工与应用工程中的系统或工艺流程的设计/开发，并能够在相关环节中体现创新意识；
(2) 毕业要求指标点(5-3)：能够针对高分子材料的制备、加工与工程应用中的复杂工程问题的具体对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性；
(3) 毕业要求指标点(9-3)：具有领导能力，能够在多学科交叉的团队中组织、协调和指导团队开展工作；
(4) 毕业要求指标点(11-2)：了解工程及高分子材料制品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题；
(5) 毕业要求指标点(11-3)：能在多学科环境下(包括模拟环境)，将工程管理与经济决策方法运用到高分子材料制品及工程项目的设计开发解决方案过程中。
为了确保本课程能够支撑毕业要求指标点，任课教师、系内教师和企业导师经多次研讨后，制定了以能力培养为主的课程目标。本课程的课程目标如下：(1) 能够有效利用学校的数据库资源，系统地查阅相关文献，针对高分子材料与工程领域的复杂工程问题设计解决方案，进行创新性工艺流程的设计/开发；(2) 综合运用聚合物加工工程、高分子化学、化工原理等专业知识，完成关键设备选型、能耗计算、三废计算等，并能开发或选用满足特定需求的现代工具进行模拟和预测，同时能够分析其局限性；(3) 在调研、设计、优化等过程中，提升学生组织、协调和指导团队开展工作的能力；(4) 针对聚合物特征，选用合适的现代工具对遇到的专业问题进行分析，并掌握工程及高分子材料制品全周期、全流程的成本构成；(5) 能在多学科环境下(包括模拟环境)，将工程管理与经济决策方法运用到高分子材料制品及工程项目的设计中。
3. 实施突出能力培养的校企联合教学模式
聊城大学高分子材料与工程专业的《聚合物合成与加工课程设计》在第七学期开课，共2学分。本课程是依托实际生产的设计类课程，因而完全依靠高校教师授课无法完成课程教学目标。为了更好地实现课程目标，本专业采用线上/线下相结合，校企导师联合开课的授课方式。校内教师授课内容主要包括环境保护政策、安全生产政策、软件培训和设计指导；企业专家授课内容主要包括质量管理体系和工程案例讲解。校企联合授课模式结合企业导师的实战经验并充分发挥高校教师的创新性意识，将企业导师和高校导师的优势高度融合，有助于学生用知识的广度增加课程设计的深度。本专业秉持学生能力培养和持续性改进的观念，逐年完善该课程的项目(如表1所示)。目前本课程共分为四个项目：
(1) 项目一、企业导师开展质量管理体系培训
质量管理体系是指在质量方面指挥和控制组织的管理体系，它是国际标准化组织建立的用于组织内部为实现质量目标所必需的、系统的质量管理模式[7]。在众多质量管理体系中，ISO 9000国际质量管理体系由于对产品和供应商都提出了可持续的质量要求，因此成为世界上公认最成熟的管理体系。通过该认证标志着产品以及企业获得国际认可，所以该质量管理体系已成为企业发展和成长之根本。为了强化学生对质量管理体系的认知，本专业邀请具有该体系培训资质的高分子材料与工程专业相关企业品控部门的工程师为学生讲解ISO 9000质量管理体系的相关知识。在授课过程中，企业导师不仅需要讲解质量策划、质量控制、质量改进等方面的内容，而且需要讲解如何将质量管理体系应用于高分子材料合成和加工生产过程中，如何利用质量管理体系确保高分子相关产品质量的可持续性。通过该教学环节，本科生具有质量管理意识与能力，并有意识地将质量管理理念融入到高分子材料与工程专业的课程设计，同时也为学生就业后开展产品研发和产品生产过程品质控制工作提供知识储备、经验积累和能力锻炼。
Table 1. Continuous improvement situation for Course of Curriculum Design of Polymer Synthesis and Processing of Liaocheng University
表1. 聊城大学《聚合物合成与加工课程设计》持续改进情况
年份 |
教学项目 |
考核成绩分配 |
项目一 |
项目二 |
项目三 |
项目四 |
设计报告 |
现场答辩 |
2021 |
× |
× |
× |
√ |
100% |
0% |
2022 |
× |
× |
√ |
√ |
50% |
50% |
2023 |
√ |
√ |
√ |
√ |
60% |
40% |
(2) 项目二、校内教师开展环境保护政策和安全生产政策培训
随着《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国消防法》等一系列有关安全生产、环境保护和消防安全法律法规修订版的实施，劳动者的生命安全得到有效的法律保障，人类赖以生存的环境日益优化，企业生产环境大幅度改善。在此背景下，作为工科专业的本科生，不仅要具有扎实的理论知识和超强解决问题的能力，更应该深刻理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，能够深入评价高分子材料制备、加工与应用领域工程实践对生命安全、环境、社会可持续发展的影响。为实现该教学目标，本专业邀请具有一级消防注册师和环境影响评价工程师职业资质证书的高分子材料与工程专业专任教师培训现行的安全生产法、消防法和环境保护法以及相关标准，并且讲解高分子材料合成和加工项目实施过程中应如何考虑的消防安全和环境影响以及如何体现生命至上的理念等。通过该教学环节，扩展了本科生的知识面，增强本科生的环境保护和消防安全意识，提升本科生从全周期、全流程角度思考工程管理方案和经济决策方案的能力。
(3) 项目三、企业导师讲解聚合物合成和加工相关的工程案例
在复杂而繁琐的实际工程生产设计过程中，设计者不仅要考虑到质量管理、安全生产和环境保护等标准和法规，更要考虑到设备选型、原料筛选、工艺优化、三废处理、经济核算等因素。对于无实战经验和无企业经历的本科生而言，他们无法在短时间内掌握课程设计的要素，也无法完成全面、合理的课程设计。针对该情况，本专业邀请聚合物合成企业的工程师和聚合物加工企业的工程师以自身参与的项目为例分别讲解聚合物合成和加工生产设计的过程和理念，以便提升学生对全周期、全流程生产设计的理解，以便让学生更快速地掌握课程设计的精髓。比如在聚合物挤出发泡工程案例授课过程中，企业导师结合自己参与的案例要重点讲述如何根据既定生产工艺完成设备选择、线路铺设、危废处理等，同时也要讲解如何能快速制定可以应用于工业生产的设计方案。该阶段的案例教学能够提升学生综合利用专业知识的能力，能够提升学生关键设备选型、能耗计算、三废情况计算的能力。
(4) 项目四、校内教师命题并指导学生完成课程设计
在前三个项目完成之后，校内教师组织学生领取设计题目，并在规定时间内完成课程设计。在命题方面，校内指导教师按照“大同小异”的理念分组命题，即，同一团队的每位成员利用相同聚合物材料完成不同产品生产设计。比如，对于以聚亚苯基砜树脂(PPSU)为原料的设计组，组员要从儿童用奶瓶、碗、勺子等产品中选择一种产品进行生产工艺设计。这种命题方式，不仅能提升学生交流、表达、组织、协调和指挥团队开展工作的能力，也可以提高每位同学独立思考的能力。在项目实施过程中，校内教师首先辅导学生利用数据库查阅文献制定有效的实施方案，随时答疑解决设计过程中的问题，定期检查纠正设计中的错误，最终完成合理并具有创新性的课程设计。通过该项目的实施，学生自主调阅文献的能力得到有效提升，利用文献解决工程问题的能力得到有效提高，团队协作能力得到有效改善，全周期、全流程的成本核算以及工程管理与经济决策能力得到有效增强。
4. 开展能力考核的评价方式
为了提升学生综合能力的培养，本课程采取课程设计书面报告和现场答辩相结合的考核方式，其中，课程设计书面报告成绩占比60%，现场答辩成绩占比40%。为了突出能力培养，本专业制定了课程设计书面报告和现场答辩的评分标准。课程设计报告的评分标准侧重：(1) 系统地查阅相关文献，针对高分子材料与工程领域的复杂工程问题提出创新性的解决方案；(2) 综合运用专业知识，完成配方设计、关键设备的选型及全流程成本等相关计算；(3) 体现质量管理体系、环境保护和安全生产相关理念。现场答辩成绩的评分标准侧重：阐述能力、逻辑思维能力、交流沟通能力等。
5. 结语
在工程教育认证理念的指引下，聊城大学高分子材料与工程专业通过校企联合开展《聚合物合成与加工课程设计》教学活动，将环境保护、安全生产、质量管理体系等政策和标准以及企业生产设计案例融入课堂教学，并利用设计报告与现场答辩相结合的考核，提升学生把握国家政策和法规的能力，提高学生将理论知识转化成工业生产设计的能力，增强学生团队合作和交流沟通能力。
基金项目
聊城大学本科教学改革研究项目(G2022072)，山东省高等教育本科教学改革研究项目(Z2022140)。
NOTES
*通讯作者。