功能材料本科專業(yè)實踐型教育培養(yǎng)模式探索

◆陳 豐 陳志剛

(蘇州科技學(xué)院化學(xué)生物與材料工程學(xué)院)

一、引言

人類社會經(jīng)歷了石器時代、青銅時代、鐵器時代，對新材料的認知和應(yīng)用推動著歷史與文明的進步，材料是科技賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀，材料學(xué)作為一門獨立學(xué)科出現(xiàn)并迅速發(fā)展，現(xiàn)今，材料科學(xué)與工程技術(shù)已成為國家經(jīng)濟建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支撐之一。上世紀末，人們把材料、信息和能源譽為當代文明的三大支柱，而新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)則并列為新技術(shù)革命的重要標志。材料學(xué)是一門領(lǐng)域十分寬廣的學(xué)科，所涉及的材料主要包括結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。功能材料是指具有特殊物理性能(如電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)、力學(xué)、化學(xué)以及生物學(xué)功能等)的一類材料，它不僅是我國發(fā)展信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高科技領(lǐng)域和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，也是提升我國基礎(chǔ)工業(yè)與改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，直接影響到我國資源、環(huán)境及社會的可持續(xù)發(fā)展。隨著社會進步和技術(shù)發(fā)展的需要，強烈刺激材料從結(jié)構(gòu)化向功能化方向轉(zhuǎn)變，“863”高新科技發(fā)展規(guī)劃把新材料定為我國高新技術(shù)規(guī)劃7 個主要研究領(lǐng)域之一，“973 計劃”則進一步把功能材料技術(shù)作為重點研究項目，促使了我國新型功能材料產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。近年來隨著國民經(jīng)濟和國防工業(yè)功能材料材料產(chǎn)業(yè)的興起，其研究和應(yīng)用十分活躍，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員有著巨大的需求，功能材料的人才培養(yǎng)是關(guān)系到我國材料行業(yè)能否順利實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與快速發(fā)展的關(guān)鍵。

二、我校功能材料本科專業(yè)實踐型培養(yǎng)模式的探索

2011 年，我校應(yīng)教育部要求開設(shè)功能材料本科專業(yè)。高等教育專業(yè)設(shè)置的改變和專業(yè)培養(yǎng)模式的改革以及材料科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對材料科學(xué)與工程類人才素質(zhì)提出了新的要求，從原來較單一的技術(shù)人才轉(zhuǎn)變?yōu)楹窕A(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)的復(fù)合型人才。新型功能材料專業(yè)人才的培養(yǎng)，立足于國家經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)的需要以及材料科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展趨勢，根據(jù)拓寬基礎(chǔ)和專業(yè)面的原則，培養(yǎng)能在功能材料領(lǐng)域內(nèi)較為系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)的基本理論與技術(shù)，具備功能材料及相關(guān)專業(yè)的基本知識和基本技能，具有國際視野，能在功能材料的制備、改性、加工成型及器件設(shè)計等領(lǐng)域從事材料制備、工藝設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究及其管理等工作的高級專門人才。功能材料專業(yè)屬于研究應(yīng)用型專業(yè)，培養(yǎng)計劃、課程體系和教學(xué)內(nèi)容充分體現(xiàn)了以企業(yè)實踐和科學(xué)研究帶動教學(xué)的特點。經(jīng)過近四年的探索與實踐，我校初步建立了面向功能材料專業(yè)人才的實踐型培養(yǎng)模式，希望能為相關(guān)院校與專業(yè)的人才培養(yǎng)提供借鑒與參考。

1.以行業(yè)需求為導(dǎo)向確定培養(yǎng)目標與培養(yǎng)標準

功能材料專業(yè)的設(shè)立與產(chǎn)業(yè)的迫切需求密切相關(guān)，因此對于人才的培養(yǎng)目標與培養(yǎng)標準必須符合當?shù)睾凸δ懿牧袭a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。調(diào)研結(jié)果表明:隨著江蘇省尤其是蘇南地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和增長方式的轉(zhuǎn)變，與信息、能源、環(huán)境密切相關(guān)的微電子材料、綠色光電材料、環(huán)境凈化材料等國家戰(zhàn)略性新興功能材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，當前全省80%以上的外資或民企研發(fā)機構(gòu)其研發(fā)領(lǐng)域主要集中于電子信息以及裝備制造、綠色光電器件、生態(tài)環(huán)境材料、納米材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);地域分布上主要集中在蘇南地區(qū)，其中蘇州占全省總數(shù)的60%，其他城市如常州、無錫和南京則分別占全省的18%、8.5%和7.8%。類似的布局在國企中也呈明顯態(tài)勢，相關(guān)人才供需矛盾日益突出。這些都急需高等教育加大力度為社會培養(yǎng)功能材料行業(yè)的專業(yè)從業(yè)人才，以滿足我國對該領(lǐng)域人才的迫切需求。

雖然眾多國內(nèi)外大學(xué)和科研院所都在積極開展新型功能材料的研究，但均沒有設(shè)立獨立的功能材料本科專業(yè)，大部分院校都是在材料專業(yè)或化學(xué)專業(yè)下，開設(shè)功能材料的相關(guān)課程，且大多為選修課程，有的學(xué)校則是在研究生、博士生教育層面上設(shè)置功能材料課程。也就是說，功能材料本科專業(yè)的批量人才培養(yǎng)在國內(nèi)尚屬空白，市場需求顯而易見。

我校新增的功能材料本科專業(yè)以社會需求為導(dǎo)向，定位于為社會和地方經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)，瞄準蘇州乃至蘇南地區(qū)微電子材料、綠色光電材料、環(huán)境凈化材料、特種納米材料等專業(yè)人才市場緊缺，在培養(yǎng)學(xué)生能掌握材料科學(xué)的基本知識和基本技能的基礎(chǔ)上，強化對上述小類專業(yè)材料的基本理論與基本技能的培養(yǎng)，為蘇州地方經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展、特別是微電子、能源、環(huán)境、納米材料領(lǐng)域提供本科人才，緩解蘇州地方經(jīng)濟對相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才的迫切需求。

2.著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力

我校的功能材料本科專業(yè)建設(shè)依托于環(huán)境功能材料江蘇省重點實驗室、江蘇省水環(huán)境治理與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新培育點、江蘇省環(huán)境功能材料優(yōu)勢學(xué)科、材料科學(xué)與工程一級碩士點等諸多科研平臺。專業(yè)內(nèi)現(xiàn)有教授5 人(其中博士生導(dǎo)師2 人)、副教授3 人、講師4 人，多數(shù)具有國外工作經(jīng)歷，分別組成了環(huán)境與納米功能材料、綠色光電材料和微電子功能陶瓷材料三個課題組，每個課題組都承擔著國家和省部級課題等多項科技項目，科研能力強，是培育創(chuàng)新精神與實踐能力的沃土。

有基于此，本專業(yè)對大學(xué)二年級的學(xué)生采用導(dǎo)師制培養(yǎng)方式，將每位導(dǎo)師的專攻學(xué)術(shù)領(lǐng)域向?qū)W生們公布，每位學(xué)生都可以根據(jù)自己的興趣愛好自主選擇導(dǎo)師。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以進入實驗室，了解最新的學(xué)科動態(tài)，學(xué)習(xí)并使用相關(guān)的實驗儀器設(shè)備，進行專業(yè)科研實驗。這類實驗是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立自主完成，或者在指導(dǎo)教師的研究領(lǐng)域和學(xué)科方向上進行有目的、有意識的探索研究，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的動手實踐能力。多位學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下參加了各種國家級、省級科技競賽，并在今年的江蘇省挑戰(zhàn)杯科技競賽中獲得金獎(《晶彩納米科技有限公司創(chuàng)業(yè)計劃》)。

3.采用“3 +1”培養(yǎng)模式，提高學(xué)生在企業(yè)的實踐能力

經(jīng)過對相關(guān)用人企業(yè)的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)僅靠課堂上的專業(yè)知識培養(yǎng)，本科畢業(yè)生暫無法滿足企業(yè)對功能材料專業(yè)人才“來即用，用即有效”的要求，一般企業(yè)需要花費比傳統(tǒng)化工行業(yè)或結(jié)構(gòu)材料行業(yè)更多的時間才能培養(yǎng)適用的功能材料專業(yè)技術(shù)人員，導(dǎo)致企業(yè)更愿意招收相關(guān)材料專業(yè)的碩士研究生從事低層次的生產(chǎn)工作，造成了資金和人才的大量浪費。我校功能材料本科專業(yè)以社會需求為導(dǎo)向，瞄準蘇州、蘇南地區(qū)功能材料專業(yè)人才市場緊缺，在培養(yǎng)學(xué)生掌握化學(xué)與材料科學(xué)的基本知識和基本技能基礎(chǔ)上，強化培養(yǎng)學(xué)生的獨立動手能力和實踐能力，利用本專業(yè)現(xiàn)有的科研平臺和企業(yè)資源，實現(xiàn)校企合作;引導(dǎo)學(xué)生進入企業(yè)參加工作實習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性和主動性，將課堂中學(xué)到的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為自身實踐能力，為蘇州地方的功能材料行業(yè)提供大量“上崗即用”型技術(shù)人才，緩解蘇州地方經(jīng)濟對相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才的迫切需求。

因此，我們在進行社會調(diào)查的基礎(chǔ)上，建立了“3 +1”培養(yǎng)模式，即前3年為完成大學(xué)的公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和相關(guān)的實驗課程，最后1 年完成功能材料創(chuàng)新性實踐環(huán)節(jié)，在該模式的導(dǎo)向下，越來越多的學(xué)生在本科階段有了更為清晰的專業(yè)成長目標。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，關(guān)鍵在于是否有創(chuàng)造性的實踐活動經(jīng)驗和體會，我校在大四上學(xué)期開設(shè)功能材料科技創(chuàng)新與實踐課，這是學(xué)生開展創(chuàng)新科研工作的第一步，主要是指導(dǎo)學(xué)生在企業(yè)中進行實踐學(xué)習(xí)，而在內(nèi)容上則涉及到培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科知識綜合應(yīng)用的能力，旨在開拓學(xué)生思維、了解專業(yè)學(xué)科內(nèi)容和當今國際功能材料行業(yè)的發(fā)展趨勢，以及該專業(yè)畢業(yè)生的讀研、就業(yè)前景等關(guān)乎學(xué)生自身利益和專業(yè)學(xué)科建設(shè)的等事宜，這也是我校功能材料專業(yè)特色建設(shè)的重要內(nèi)容。

目前，功能材料專業(yè)已與華微科技(蘇州)有限公司(納米環(huán)境凈化材料)、昆山維信諾科技有限公司(OLED 綠色光電材料)、北京普析通用儀器有限公司(材料測試及環(huán)境評估)、國藥試劑有限公司蘇州分公司(原材料供應(yīng))等多家企業(yè)簽訂了實習(xí)和就業(yè)合作協(xié)議。通過在合作企業(yè)進行認識實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)使學(xué)生盡早了解企業(yè)的用人要求，也提供給企業(yè)了解應(yīng)屆畢業(yè)生的時間，為學(xué)生和企業(yè)的雙向選擇提供幫助。企業(yè)每年接收功能材料大四的學(xué)生進行工業(yè)實習(xí)，部分與企業(yè)達成就業(yè)意向的學(xué)生可直接在企業(yè)能完成畢業(yè)設(shè)計，切實解決學(xué)生就業(yè)。學(xué)校企業(yè)互動培養(yǎng)，把功能材料與材料應(yīng)用工程緊密結(jié)合起來，把培養(yǎng)工程意識和實踐能力與培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力有機結(jié)合起來，讓學(xué)生能夠直接體會到企業(yè)對人才素質(zhì)的要求并了解企業(yè)的工作模式，從而提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

4.加強“實踐型”教師隊伍建設(shè)，引進企業(yè)教授參與教學(xué)

師資隊伍建設(shè)是實踐型教育培養(yǎng)模式的核心環(huán)節(jié)，學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間試行校企“雙導(dǎo)師制”，即除了學(xué)校的實習(xí)負責(zé)教師外，在企業(yè)聘請一批專業(yè)水平高、實踐能力強的企業(yè)工程技術(shù)人員擔任學(xué)生的導(dǎo)師，學(xué)生可以從不同的導(dǎo)師身上博采眾長，從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。另外，加強現(xiàn)有師資培訓(xùn)，通過培養(yǎng)與引進相結(jié)合、專職與兼職相結(jié)合的形式，提高專業(yè)師資隊伍的理論和實踐技能水平。一方面，選聘實踐經(jīng)驗豐富的高水平工程專家充實到實踐指導(dǎo)教師隊伍中，我校已從江蘇陶瓷研究所聘請了企業(yè)教授到學(xué)校給學(xué)生講授有關(guān)講座或部分課程，加強了學(xué)校與企業(yè)的交流與溝通，取得了良好效果;另一方面，鼓勵學(xué)校教師定期到企業(yè)掛職鍛煉和頂崗實習(xí)，我專業(yè)已有兩位老師參與了江蘇省博士教授進企業(yè)計劃，提高了對產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)狀的了解，增強了工程實踐教學(xué)能力。

三、總結(jié)與展望

功能材料本科專業(yè)是隨著社會的發(fā)展蘊育而生的，我校該專業(yè)的實踐型教學(xué)模式才剛剛起步，目前國內(nèi)還沒有完善的模式和前人的經(jīng)驗可以借鑒，在推進過程中必將存在一些困難。為了保證培養(yǎng)模式的順利推進，我們將針對該專業(yè)目前人才培養(yǎng)的實際情況，借鑒歐美發(fā)達國家工程教育經(jīng)驗，深入研究實踐型教學(xué)的方法途徑，逐步積累經(jīng)驗，循序漸進建成具有自身特色的功能材料實踐型培養(yǎng)模式。

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