發揮學科特色優勢 培養材料科學與工程創新型人才

萬明攀 向嵩 張曉燕 李偉 雷源源

摘要：本文總結了近10年來貴州大學材料科學與工程專業在發揮學科特色優勢，培養創新型人才方面的探索與實踐。在創新型人才培養過程中，通過發揮學科特色優勢，構建創新型本科人才培養體系，改進創新型本科人才培養模式，探索培養創新型本科人才的方法，匯聚各方人才資源，為培養創新型人才提供了有力支撐。

關鍵詞：學科；優勢；材料科學與工程；創新型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0089-02

近年來，國家相繼提出“五位一體”的總體布局，“四個全面”的戰略布局，以及中國制造2025、智能制造、創新驅動發展等重大戰略計劃。在航空航天裝備、海洋工程裝備、軌道交通裝備、新材料等領域提出明確發展規劃與目標[1]。這些重大戰略的實施和產業的轉型升級發展，對人才的素質和能力提出了更高要求。材料科學與工程作為老牌的傳統專業如何在新形勢下提升人才培養質量，以滿足國家重大戰略、產業發展、技術攻關等方面的需求？經過近10年的探索與實踐，始終圍繞地方產業發展，以人才培養為中心，發揮學科特色優勢，探索培養創新型本科人才的方法，構建了創新型本科人才培養體系，改進了創新開本科人才培養模式，有效提升了人才培養質量和綜合素質。

一、學科基本情況

貴州大學材料科學與工程擁有省級重點學科和特色重點學科、一級學科博士點、一級學科碩士點以及材料工程碩士點，具有從本科、碩士到博士的完整培養體系。有高性能金屬結構材料與制造技術國家地方聯合工程實驗室、貴州省材料結構與強度重點實驗室等5個高水平的學科平臺。學科在復合改性聚合物材料、金屬材料、表面改性和資源循環利用等方面形成了自己的特色方向。

二、發揮學科特色優勢，培養創新型人才改革措施

1.依托學科優勢，構建培養創新型人才的模塊化教學體系。課程體系是人才培養最基本的依據。專業在課程體系中設置了通識課程、大類課程、專業課程、個性課程、創新創業課程和第二課堂等模塊。在課程設置方面，注重金屬材料、高分子材料和無機非金屬材料之間的內在聯系和共性特點，構建了具有基礎性、系統性、發展性等特點的“專業核心課程群”[2-3]，以材料科學基礎為主線，整合相關課程，做到既相互銜接、循序漸進，又各有側重、特點突出。便于學生學習材料共性規律，掌握材料成分、結構、制備、性能等四要素及其關系的材料學科共同基礎知識。根據地方產業發展需求，在個性課程模塊中設置了先進金屬結構材料、先進金屬功能材料、復合改性聚合物材料、先進材料制備等4個方向的“專題選修課程群”。利用“暑期小學期”，在不同年級開設了《材料科學進展》、《大學生科研訓練與提升》、《金屬材料產業發展情況調查》、《創新實驗設計與開展》等創新課程。教師將材料科學和材料工程領域的高水平科研成果和前沿技術帶入課堂，并鼓勵學生積極參加專業實踐活動。通過開設第二課堂提升了學生的綜合素質。從而構建了材料科學與工程專業“平臺+模塊”的課程體系和“三學期制”教學模式，實現“通識教育”與“專業教育”的相互融合，體現了“厚基礎、強能力、重素質、求創新”的人才培養理念。

2.依托學科優勢，增設壓力加工模塊滿足社會需求。隨著高端裝備制造業的發展，重要零部件都朝著大型化、復雜化和整體化的方向發展，傳統的機械加工技術已逐漸被壓力加工成型技術取代。根據“中國制造2025”等國家重大戰略和貴州省高端制造業發展，以及貴州作為航空、航天、核電等裝備構件重要基地，都對“壓力加工方向”人才一直有需要。因此，在原有金屬材料方向基礎上增設了“壓力加工方向”模塊課程[4]。并且，材料科學與工程學科在鋼繩、彈簧、鑿巖工具等關鍵構件產業化關鍵技術取得了突破，獲得了一系列科技成果，體現出顯著學科優勢，為開設壓力加工方向也奠定了良好的基礎。同時，本專業在西北工業大學、北京航空航天大學、重慶大學、燕山大學等院校引進了4名高層次人才，為壓力加工方向的設置注入了強有力的師資力量。

3.結合學科優勢，試行培養“卓越工程師”。為響應國家的“卓越工程師教育培養計劃”，通過校企聯合推動工程教育改革，與省內的知名航空制品企業貴州安大、貴州航宇科技等高新技術企業簽訂了卓越工程師合作培養協議書，專門制訂了材料科學與工程專業卓越工程師人才培養方案，大幅度增加了企業培養環節，增加了工程實踐能力的培養和訓練內容。從2013級開始組建了材料科學與工程“卓越工程師”試驗班。積極探索了“3+1”人才培養新模式，并實施了雙師管理制度[5]。在“1”年的企業培養期，實習類和實踐類課程均在企業完成。同學們深入產品生產一線，與技術人員一起參與了產品工藝制訂、生產、檢測等工序。

4.依托學科優勢，構建了“四平臺、五層次、六模塊”的實踐體系。依托學科優勢平臺新建大學生創新訓練中心，組織學生進行學科競賽和創新訓練，開設材料專題實驗和開放實驗。加強與企業合作，建立實習實踐基地。通過資源整合，形成了基礎實驗室、專業實驗室、實習實踐基地、創新訓練中心等四個實踐教學平臺。同時通過課程實驗、驗證實驗著重訓練學生對基本知識和基本技能的掌握，通過綜合實驗訓練學生對專業知識的深入理解和融會貫通，通過小學期開設開放性實驗訓練學生對感興趣的課題進行自由探索，通過實習設計訓練學生專業知識運用和理論聯系實際的能力，通過參加學科競賽，提高了學生的學習積極性，增強了其動手能力。通過大學生創新創業訓練項目、SRT項目、學科競賽培養學生的創新思維和實踐能力。由此，組建了課程實驗與驗證實驗、綜設實驗與開放實驗、實習實踐、畢業論文（設計）、大學生創新創業訓練與SRT訓練、學科競賽六個模塊的實踐教學內容。通過模塊化教學，及時更新調整實踐教學內容，提高了學生的實踐能力。

5.依托學科特色優勢，匯聚各方人才資源。針對傳統課程以課本知識講授為主，學生缺乏對前沿知識的了解，從而缺乏創新興趣和創新思想的現狀，依托學科優質師資，創立了“學院名師課堂”，采用“一課一師”制，由專家教授、高水平博士為新生講授《材料科學進展》，教師結合科研成果從鋼鐵材料、航空航天材料、鋁鎂鈦輕金屬材料、磁性材料、核電材料、材料的服役和壽命等方面講授國家需求和國際前沿，激發學生對學習專業知識的興趣。依托學科學術聲譽，創辦了“材冶名師講壇”。每年邀請3—4位院士、杰青或長江學者特聘教授來校講學，以杰出學者的成就和科研經歷啟迪學生的創新思想。

三、結論

經過近10年的探索與實踐，材料科學與工程專業充分發揮學科特色優勢，構建了創新型人才課程體系，設置了新的專業模板，培養了卓越工程師，構建了“四平臺、五層次、六模塊”的實踐體系，匯聚了各方人才資源，為創新型本科人才培養提供了有力支撐。增強了學生的工程實踐能力和創新力，增強了畢業生的工作適應能力和社會競爭能力，激發了學生的創新思維，點燃了學生對專業知識的學習興趣，提升了學生的綜合素質，得到了社會的認可。

參考文獻：

[1]陸國棟，李拓宇.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017，（3）：20-26.

[2]林健.新工科建設：強勢打造“卓越計劃”升級版[J].高等工程教育研究，2017，（3）：7-14.

[3]萬明攀，張曉燕，向嵩，馬瑞，雷源源.基于卓越工程師培養的材料科學與工程專業課程體系建設[J].教育教學論壇，2014，2（6）：191-193.

[4]張曉燕，向嵩，李遠會，萬明攀，雷源源，材料科學與工程專業特色培養方向設置的探討[J].教育教學論壇，2015，2（6）：180-181.

[5]萬明攀，向嵩，張曉燕，李偉，石維，馬瑞，雷源源.材料科學與工程專業卓越工程師培養實踐與思考[J].教育文化論壇，2015：44-46.