摘要：新工科视域下，基于CDIO-OBE工程教育理念，对高分子材料综合实验进行教学改革。通过整合实验教学内容，精心设计实验项目，重塑课程体系；以学生为主导，以能力提升为主线，以工程化实验项目为手段，搭建“CDIO-OBE+Capstone+翻转课堂”的混合教学模式，并采用多元化的教学方法引导学生主动学习，构建多途径、多元化实验教学手段；引进多元智能理论，进行多元化的学习评价，建立过程性多元考核评价体系。实践证明，基于CDIO-OBE的高分子材料综合实验教学改革有助于强化学生的创新思维及综合实践能力，培养更多高质量的复合型高分子材料工程技术人才。

　　关键词：CDIO-OBE；高分子材料综合实验；Capstone；翻转课堂

　　新时代赋予新工科新的内涵：以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养多元化、创新型卓越工程人才[1]。高分子材料综合实验是高分子材料专业重要的实验课程，是高分子材料与工程专业本科生工程化训练的重要一环，在培养工程人才关键能力方面具有重要推动作用。

　　CDIO，即构思—设计—实施—运作（Conceiv⁃ing—Designing—Implementing—Operating），创新性地将传统理论教学和工程、实践融为一体，以工程化项目为载体，激发学生主动学习和实践来获取工程技术知识的动力，将学生培养成具备综合创新能力的复合工程人才。OBE，即成果导向教育（Outcome based Education），强调以学生为中心，围绕学生的知识、能力和素养目标的达成，精心组织开展教学设计、科学评价等教学活动，以期培养出高素质工程人才。在综合性高素质工程人才的培养中，以CDIO为抓手、OBE为目标的工程教育改革，即基于CDIO-OBE的教学改革，与新工科发展理念不谋而合，对于高校实践教学的改革具有非常重要的借鉴作用。

　　为了契合新工科人才培养要求，各高校对高分子材料综合实验教学内容和教学模式进行了深入的探索。宫贵贞等学者将新的科研成果引入综合实验教学中，以丰富教学内容，强化学生的创新意识[2]。陈珺等学者通过整合课程体系，引入翻转课堂这一授课形式，搭建虚实结合、线上线下有机融合的教学模式，构建了多层次的教学体系[3]。瞿伦君等学者基于工程认证背景，提出“一教师一命题”学生组团的实验模式，以充分调动学生开展科学研究的主观能动性[4]。田月兰等学者基于新工科背景，将工程认证OBE教学理念、德育和新技术成果有机融入，形成了一套较为完善的教学实施方法[5]。鉴于此，在新工科视域下，在高分子材料综合实验教学改革中实施CDIO-OBE工程教育理念，有助于培育出综合素质高、工程实践和创新能力强的复合型人才。

　　一、高分子材料综合实验课程教学现状

　　（一）授课内容相对传统

　　高分子材料发展迅猛，随着其功能化、智能化水平的不断提升，广泛应用在诸多高精尖领域。而高分子材料综合实验教学中涉及的往往是传统通用的高分子材料，实验内容枯燥且缺乏创新性，无法激发学生的学习热情。此外，实验项目局限于既定的实验教材，缺乏设计性，无法满足学生对多样化高分子材料结构与性能的探究，难以培养学生解决复杂问题的综合能力及创新思维。再者，实验教师的思政观念淡薄，没能充分挖掘实验课中隐含的思政教育内容，抑或未能将思政教育内容有机融入，无法在实验过程中落实立德树人的职责[6]。

　　（二）教学模式不够灵活

　　传统的实验授课多以教师口头讲解和板书形式开展，对实验、仪器原理及应用的讲解不够深入。教师在口述实验操作时不能体现实验过程的可视性，与学生互动少，无法直观呈现真实的实验现象。学生机械地服从教师的实验安排完成实验操作，不利于激发学生的学习热情、主观能动性和创新思维，难以提高学生发现、分析及解决问题的综合能力和创新能力。

　　（三）考核评价体系单一

　　高分子材料综合实验教学是综合运用高分子材料相关理论知识并将其转化为实践技能的训练，是高分子材料与工程专业本科教学中关联理论知识与能力发展的关键环节[7]，直接关乎学生的知识与能力转化。作为实验教学中的重要一环，科学的考核评价模式能够正向地反馈实验教学效果，激励学生自主学习。传统的高分子材料综合实验考核体系较为单一，考评评价内容仅限于考勤和实验报告。由于实验分组进行，有些实验报告数据雷同，少数实验参与度低的学生仅在实验报告上下点功夫，就能获得较好的实验成绩。这样的成绩无法真实反映学生的实验学习效果，更不能达成对学生能力性目标的评价。

　　二、高分子材料综合实验教学改革举措

　　高分子材料综合实验课程旨在培养学生解决高分子塑料、橡胶、复合材料、功能材料等领域问题的严谨科学思维、创新设计能力和工程实践能力。因此，基于CDIO-OBE工程教育理念对教学过程中实验项目的设计、教学活动的实施和学习成果的考核进行改革，结合Capstone（整合性专题实作课程）和翻转课堂等教学模式，促进学生设计能力、实践能力、创新能力、团队协作能力和职业素养的提升，实现高分子材料专业复合型人才培养的目标。

　　（一）基于CDIO-OBE的课程教学目标构建

　　基于CDIO-OBE工程教育理念，以学生为中心，以提升学生能力为主线，构建“以立德树人为引领，将知识、能力和素质有机融合，培养学生高分子材料工程实践能力，解决高分子材料复杂工程结构设计、合成、改性以及性能测试和分析问题能力”的课程目标，具体包括四个方面。

　　德育目标：树立社会主义核心价值观，具有严谨科学态度、环保意识、工匠精神、家国情怀、职业道德、团结协作意识、行业自信、创新思维。

　　知识目标：掌握不同高分子材料的制备、改性与加工原理方法，具备功能高分子材料、塑料、涂料、胶粘剂的制备流程、加工工艺流程设计相关知识。

　　技能目标：熟练掌握Origin、ChemDraw等软件，能够进行文献检索、分析总结，具备实验数据处理分析能力。

　　素质目标：了解国内外高分子材料制造业现状与发展趋势、功能高分子材料的制备/成型工艺规划与应用概况，具备团队合作意识和沟通协作能力。

　　（二）基于CDIO-OBE的课程教学内容设计

　　基于CDIO-OBE工程教育理念，以学生为中心，以提升学生能力为主线，将构思、设计、实施、运行环节映射到具体的教学实验项目中，以科学研究实验教学转化、工程应用实验教学转化开展项目式教学。结合学校特色、教师科研方向、地方高分子材料生产加工与应用特色及最新科研成果，综合考虑项目设计的工程实用性、创新性和可行性，创建塑料、橡胶、复合材料、功能高分子材料等高分子材料实验项目资源库。组建课程教学团队，基于CDIO-OBE工程教育理念谋划教学内容，落实立德树人职责。

　　（三）“CDIO-OBE+Capstone+翻转课堂”教学模式搭建

　　根据CDIO-OBE工程教育理念，搭建以学生为中心、以提升学生能力为主线、以工程化实验项目为手段的Capstone和翻转课堂相结合的教学模式。高分子材料综合实验教学过程包括合理选择实验内容并进行分工、基于可行性分析拟定实验方案、配方和工艺设计/优化、材料制备/成型加工、产物结构表征和材料性能检测、产品展示结果分析汇报几大模块。教学中，以学生为中心，组建实验团队查阅文献资料并设计实验方案，将整个实验项目分解成若干子项目，学生共同协作完成实验项目并进行汇报。实验和运作是CDIO工程教育模式中的重要环节，目的是培养学生的项目规划与实施能力。同时，还要鼓励学生独自、主动探索学习，学生是知识学习的主动建构者，教师在此过程中则是帮助者、引导者、促进者。“CDIO-OBE+Capstone+翻转课堂”教学模式让学生主动参与实验项目设计，在实践中提升能力。

　　（四）基于CDIO-OBE的多元教学方法和教学手段创建

　　采用多元化的教学方法引导学生主动学习，如运用讨论法、创设学习情境、文献案例分析、软件模拟预测、实验项目工程化等教学方法，提升教学的趣味性和师生的互动性，传授工程理念，提升学生的创新实践能力和沟通表达能力、团结协作能力。通过引入多维化信息技术辅助教学，提高学生自主学习的积极性，加强教师对学生学习数据、课后任务完成度的掌握。对于学生而言，在线上和线下混合式教学过程中，可以自由选择时间进行自主学习，充分利用碎片化时间完成学习任务。同时，通过实验分组的团队合作学习，促进成员间的沟通交流，激发思维碰撞，培养学生团结协作的意识，促进共同进步，提升不同层次学生的能力。

　　（五）基于CDIO-OBE的过程性多元考核评价体系构建

　　在项目驱动的高分子材料综合实验教学中，引进多元智能理论，采用多元化考核方式进行课程成绩评定，考核内容包括实验方案汇报、预习报告、工作态度、实验总结汇报以及实验报告（见图1）。考核体系贯穿整个实验教学过程，评价内容包括学生的工程化项目设计能力、项目实施能力、运作项目成果，强调构效关系挖掘、探究、厘清和建立的科学性，以及项目报告的科学性和规范性等方面。基于CDIO-OBE的过程性考核，强调科研创新所取得的教学效果，同时鼓励学生将实验内容与全国大学生高分子材料创新创业大赛和挑战杯等比赛进行结合，实现以赛促学。

　　综上所述，在新工科视域下，本研究将CIDO-OBE、Capstone和翻转课堂融入高分子材料综合实验教学改革，构建了多元理念育人的实验课程体系框架，即基于CDIO-OBE工程教育理念，搭建以学生为中心、以提升学生能力为主线、以工程化实验项目为手段的Capstone和翻转课堂相结合的教学模式，并在考核方式中融入了能力导向多元评价，建立了过程性多元考核评价体系。基于CIDO-OBE的高分子材料综合实验教学改革，有利于激发学生的学习热情，强化学生学的效果，同时提升教师教的能力，促进课程质量的持续改进，有助于培育出综合素质高、工程实践和创新能力强的复合型人才。

　参考文献：

　　[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.

　　[2]宫贵贞,陆洋.科教融合视域下高分子材料专业综合实验教学探索与实践[J].高分子通报,2021(2):91-96.

　　[3]陈珺,钱浩,赵青华,等.多层次高分子专业综合实验教学体系构建与探索[J].高分子通报,2020(7):60-65.

　　[4]瞿伦君,杨朝龙,唐海龙,等.面向工程教育专业认证的高分子专业创新综合实验教学课程改革与实践[J].山东化工,2021(17):245-246.

　　[5]田月兰,白利斌,秦江雷,等.新工科背景下“高分子综合实验”课程教学建设及探索[J].高分子通报,2021(10):86-91.

　　[6]谷天天,李萌,刘艳艳,等.高分子材料综合实验课程思政的探索[J].中国现代教育装备,2023(1):124-126.

　　[7]于泠,陈波.基于CDIO-OBE的实验教学过程性考核模式[J].计算机教育,2022(2):168-173.