高等農林院校新建材料科學與工程專業特色及發展路徑初探

高慧+張利萍+徐斌

（安徽農業大學，安徽 合肥 230036）

摘 要：文章以安徽農業大學為例，分析高等農林院校新建材料科學與工程專業的特色，即在于以農林生物質材料為主要教研對象，因具有循環再生及環境友好等特征，成為21世紀熱點發展領域，在時代需求、發展方向與專業依托等方面富有特色，并結合其專業創建過程中的師資隊伍建設、專業性教材建設、實踐教學與創新創業等問題，提出采取夯實學科基礎、加大人才引進力度、加強專業基礎建設、優化實踐教學體系、開展創新創業教學等措施，提高學生的綜合素質和能力，以實現人才培養目標。

關鍵詞：高等農林院校；材料科學與工程；特色；路徑

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）05-0030-03

材料是國民經濟建設的物質基礎。材料科學是21世紀的支柱學科和技術先導，是眾多學科發展的堅強后盾，材料在某些領域已成為制約我國關鍵技術的瓶頸。隨著經濟快速發展和國際競爭的加劇，高新材料的地位日益凸顯，社會對材料科學與工程專業技術人才的需求越來越高。

材料科學與工程專業是一門主要涉及物理、化學、計算科學、工程學和材料學的綜合性交叉學科，其內涵極為豐富，涵蓋金屬材料、冶金、無機非金屬材料、高分子材料、材料物理和材料化學等二級學科，是研究材料的組成與結構、合成與制備、性質及使用性能、測試與表征等四個基本要素及其相互關系與制約規律的一門科學[1-2]。

目前，我國大部分院校開設有材料類及其相關專業，根據院校自身發展特點，大致分為兩種類型：一類存在于理工院校，與冶金、機械、金屬、非金屬和高分子材料交叉融合，側重于從實際應用領域來探求新材料的制備、性能評價與使用；另一類存在于綜合性大學，由物理學和化學孕育并分化形成材料物理與材料化學，側重于基礎研究方向[3-4]。由此可見，基于不同起點和研究重點，這兩類材料學科研究方向在發展中自我完善又相互靠近，形成了基礎研究與應用研究逐步融合發展的方向。

一、新建材料科學與工程專業的特色

（一）時代需求方面

隨著時代的發展，材料科學與工程研究方向正從傳統領域向新型生物質功能材料拓展，農林生物質材料主要以木本、禾本和藤本植物及其加工剩余物和廢棄物為原材料，通過物理、化學和生物等高科技手段，加工成性能優異、環境友好、附加值高的新型材料[5]。2010年教育部明確提出要大力發展互聯網、綠色經濟、低碳經濟、環保技術、生物醫藥等關系到未來環境和人類生活的重要戰略性新興產業，要加大戰略性新興產業人才培養力度，支持和鼓勵有條件的高等學校申報與戰略性新興產業相關的專業，其中新材料產業中的新型生物質功能材料就是優先申報的領域[6]。目前，高等農林院校每年向社會輸送此類人才最多400人，遠遠不能滿足國家未來戰略性新興產業發展對人才之需求，在此背景下，安徽農業大學成功申報了材料科學與工程專業。

（二）發展方向

所謂專業特色是指學校根據所具備的優勢條件，經過長期的辦學實踐逐步積淀形成，具有優于其他學校的、獨特的、穩定的、鮮明的個性特點并為社會所承認的專業風格[7]。高等農林類院校在農業和林業等方面積累了深厚的研究基礎。

隨著我國經濟的快速發展，能源等資源供給存在巨大缺口，已成為可持續發展的瓶頸。目前，世界上每年主要以石油為原料生產約1.57億噸的高分子聚合物，同時產生8000多萬噸的塑料廢棄物，從理論上講，聚烯烴塑料在環境中自然降解需要200年甚至100萬年的時間，大量的廢棄塑料積累在環境中，給環境修復帶來了巨大的壓力和破壞，而且石化資源是有限的。可再生、可循環利用、無污染的植物資源在自然界中儲量豐富，發展潛力大，加快生物質資源的培育、研究和利用，發展農林生物質材料產業，對緩解資源與環境壓力意義重大，符合可持續發展和循環經濟的理念，將成為不可逆轉的歷史潮流[8]。我國生物質資源品種及產量位居世界前列，年均生產量約21億噸，其中僅農業秸稈年產量就達7億噸，目前只有約5000萬噸得到初級利用，發展潛力很大[9-10]。農林生物質材料作為材料科學與工程專業的研究對象，其發展前景具有不可替代的優勢，專業性人才的培養勢必能夠推動生物質材料研究的步伐，滿足社會對人才的需求。

（三）專業依托

全國大約有7所高等農林院校在木材科學與工程本科專業基礎上，以新型生物質功能材料為方向新建材料科學與工程專業，借助木材科學與工程專業的傳統優勢，短期內提升材料科學與工程專業發展的水平和質量。安徽農業大學是一所具有80多年辦學歷史、學術積淀深厚的省屬重點高等農林院校，長期以來，與林業生物質材料相關的林業工程、農業工程、紡織工程等學科得到了飛速發展，在木材功能材料、纖維功能、農作物秸稈改性材料等方面已取得了一系列的研究成果，具有較好的學術積淀和較強的師資隊伍。安徽農業大學以木材科學與工程實驗室、林產化學與工程實驗室、高分子材料與工程實驗室、紡織材料實驗室等為基礎，整合現有資源，進行優化組合，創建了材料科學與工程專業，培養生物質材料與工程專業人才，滿足了國家和安徽省新型戰略產業發展之需要。

二、新建材料科學與工程專業面臨的挑戰

新建材料科學與工程專業面臨的機遇與挑戰并存。如何抓住機遇迎接挑戰，需要認真剖析建設過程中的諸多“障礙”，才能將挑戰轉化成機遇。

（一）師資隊伍建設

新專業師資隊伍存在的問題主要集中在教師資源少，專業教師年輕化，教學科研成果缺乏積淀上，因此如何在短期內建立起職稱結構、學歷層次、年齡梯度合理的師資隊伍，是新專業建設亟待解決的關鍵問題。

（二）專業教材建設

以生物質材料為發展方向的高等農林院校新建材料專業，由于辦學時間短，針對生物質材料的系列教材缺乏，目前選擇的或是理工院校，或是綜合大學同類專業的教材，或是農林院校相近專業的教材，因此針對性、系統性不強，生物質材料特色不明顯，教師和學生都不甚滿意。

（三）實踐教學

實踐教學作為人才能力培養的核心，在“雙創型”、“復合型”人才培養過程中起到十分重要的作用。新專業在建立之初，通常存在實驗室建設不完善，實習基地建設不規范，實習點較少，創新實踐活動缺乏新穎性等問題。如何建立“網絡化”、“系統化”的實踐教學模式是創新型人才培養的關鍵。

（四）創新創業教育

大學生就業形勢嚴峻，緩解就業壓力的一條重要途徑是走創新創業之路，學校有責任培養他們的創新創業意識和能力。我們都知道要給學生一杯水，教師得有一桶水的道理，因此，創新創業教育的質量和效果，首先取決于學校及教師自身創新創業的水平，這就為學校和教師提出了新的更高要求。顯然，對于新建專業，教師的精力更多尚在適應課堂教學的努力中，自身創業經驗缺乏，教師和學生創新創業水平亟待同步提升。

三、新建材料科學與工程專業的發展路徑

在新建材料科學與工程專業的過程中，為了彌補發展中的不足，解決發展瓶頸，提升專業發展層次，針對材料科學與工程專業知識特點，進行教學體系改革，調整專業知識結構，變革教學方式，不斷優化專業基礎建設，解決建設過程中出現的問題。

（一）夯實學科基礎，拓寬專業口徑

農林院校材料專業雖然以農林生物質材料為主要方向和特色，但課程的設置要充分考慮材料學科的共性基礎，考慮多學科的交叉融合，使得培養的學生既有學科特色，又有廣泛的社會適應性，如安徽農業大學開設了理論力學、材料力學、高分子化學與物理、物理化學、高分子材料學、生物質資源材料學、復合材料學、材料裝備學和膠合材料學等基礎課程，學生畢業后的就業或深造可在高分子材料、以植物資源為基礎的生物質材料及復合材料等領域，為學生今后的發展奠定堅實的基礎和寬廣的空間。

（二）加大人才引進力度，建設結構合理的教師隊伍

師資隊伍的水平是辦學質量的根本。新建專業的教師緊缺，是亟待解決的最重要的工作之一。雖然有校內傳統相關專業部分教師能夠承擔新專業的教學，但僅僅是一種應急措施，教師知識構成的局限性、師資整體結構的系統性，都遠不能滿足新專業建設和發展的需求，因此師資隊伍的建設刻不容緩，必須要加大人才引進的力度，采用靈活多變的政策廣納人才，包括從師資隊伍充沛的老牌兄弟院校、科研院所等，通過人才合理流動，實現教師資源的優化配置。同時要加強對新進青年教師的培養，激勵他們參與國際、國內訪學交流和社會實踐，促進師資隊伍快速成長。如安徽農業大學在人事引進制度上采用“一人一議”政策，最近從國外著名大學引進1位材料專業的30歲博士后，并破格聘他為教授。

（三）加強基礎條件建設，全面服務新專業的發展

在新專業建設之初，教材、實驗室、實習基地等基礎條件都很不足，對這些基礎條件必須同步建設，才能在短期內適應新專業教學所需。

1.教材建設。教材是學生課堂前后預習和溫故知新的物質條件，必須跟進，但新建專業教材的配套性總是不盡如人意，雖然現在教材版本繁多，表面上選擇余地很大，但不可否認，粗制濫造現象也不罕見，因此對現有教材的選取必須高度重視，要充分發揚民主精神，集思廣益，將真正優秀的、適合的教材甄別出來。同時加強教材編寫力度，對尚不成熟的腳本，先作為講義印發給學生，經過一屆學生的試用，在修改完善后正式出版，逐步建立起一套針對性強的教材體系。

2.實驗室建設。實驗室建設是新專業建設中資金投入最大的部分，涉及實驗用房的建設、實驗儀器設備的購置及實驗教師的培養等諸多方面，牽涉面廣，需要學校多部門的磋商協調。往往基礎課實驗條件建設容易實現，因為基礎課實驗內容的剛性強，建設思想易統一；而專業課實驗室建設彈性大，投入多，易受到擠壓或拖延，但專業課實驗室恰恰是體現專業特征的地方，是學生創新訓練的主要場所，也是教師科研的主要依托，因此在實驗室建設中，對建設目標的充分論證、建設過程的細致規劃，是專業實驗室建設得到學校理解支持的關鍵。如安徽農業大學在材料科學與工程新專業實驗設備購置方面，近三年投入300多萬元。

3.實習基地建設。實踐教學離不開實習基地，離不開相關行業的企事業單位。讓這些企事業單位樂于接收學生的實習，必須從實習安全、產學研合作、人才輸送與就業等多方面為企業著想。學院動員所有領導和教師主動出擊、多方聯系，在誠信的基礎上，解除企業對學生實習的顧慮。如安徽農業大學在竹材的基礎研究方面具有較多成果，積極探討竹材深加工的應用方向，因此與安徽龍華竹業有限公司達成了合作共識，建立了良好的校企合作實踐教學基地。

（四）優化實踐教學體系，提升學生的實踐能力

實踐教學是確保學生理論聯系實際、學以致用的重要環節，這也是工科專業的一個重要特征，材料科學與工程專業更是如此[9-11]。如安徽農業大學為了學生將來更快地適應工作需要，成為社會需要的精英人才，在專業課設置中幾乎都有配套實驗，根據教學內容，加強理論與實踐的結合，為了突出實驗教學的全過程化，通過開設綜合性、設計性實驗，進一步提高學生的創新能力。

（五）開展創新創業教學，提升學生的創新能力

校內的創新創業教育需要鼓勵和氛圍，通過宣傳大學生創業先進典型，培養學生創新創業的意識、信心和勇氣；通過創新創業講座和科研活動，形成以項目和社團為組織的“創新創業教育”實踐群體，如安徽農業大學每年開展“創客”大賽，每個班級組成若干團隊參賽，讓學生在參賽過程中得到鍛煉和提高。另外每年都有國家級、省級和學校創新基金項目，鼓勵二年級以上的學生組團申報，到大四時，基本上每位學生都是創新基金項目的參與者。

此外，創新創業需要走出校園、走進社會，從專業的角度去發現問題、需求和不足，尋找專業的創新點，進而發現創業的切入點，提升創業的競爭力。要求學生走進社會，首先教師要密切與社會的聯系，如安徽農業大學對新建專業給予一定經費上的投入，支持教師通過參加學術會議、加入行業協會等途徑，開拓社會資源，為學生搭建創新創業訓練的橋梁和平臺。

四、結語

材料科學與工程專業已呈現出與多學科相互滲透、交叉綜合的發展趨勢，以生物質資源為材料主體是高等農林院校材料科學與工程專業的特色，順應了當今社會經濟對高素質人才需求。它在新建過程中出現了一系列的問題，這些問題要在實踐中予以解決，最終目的是為了辦好新專業，引領新專業走入正軌，邁向一個較高的發展平臺。因此，我們要探索出一條適合我國國情的、具有國際化與工程背景、富有創新創業精神和實踐能力的高素質材料類人才培養的路子，提高我國材料工業水平并使之具有可持續發展能力，使我國盡快從一個材料大國走向材料強國。

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收稿日期：2016-08-29

作者簡介：高慧（1966—），女，安徽六安人，安徽農業大學林學與園林學院教授，主要從事生物質材料高值化應用研究。

基金項目：安徽省高等教育振興計劃項目“材料科學與工程新專業建設”（2013zytz016）；安徽省省級教學研究項目“國際化辦學背景下林業類實踐課程體系改革與學生綜合能力培養”（2014jyxm085）