新工科背景下材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)路徑思考

萬明攀 向嵩 張曉燕 李偉 雷源源 黃朝文

摘要：隨著國家重大戰(zhàn)略計(jì)劃的實(shí)施，對工程教育和人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了新要求，明確了新工科建設(shè)路線。在新形勢下，作為地方高校的材料科學(xué)與工程專業(yè)要達(dá)到新工科建設(shè)的要求，作者認(rèn)為則必須進(jìn)一步優(yōu)化課程體系、強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練、推進(jìn)課程建設(shè)、改革考核方式、加強(qiáng)師資隊(duì)伍等工作，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程能力。

關(guān)鍵詞：新工科；材料科學(xué)與工程；建設(shè)；路徑

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）33-0197-02

隨著“中國制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能”等重大戰(zhàn)略計(jì)劃的實(shí)施，建設(shè)工程強(qiáng)國號角已經(jīng)吹響，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫，這對人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。特別是產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與新產(chǎn)業(yè)形態(tài)的產(chǎn)生，產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的改變，對人才的知識結(jié)構(gòu)提出了新的挑戰(zhàn)，需要兼顧扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)和復(fù)合型知識背景[1]。在這種新形勢下，2017年2月18日教育部在復(fù)旦大學(xué)召開綜合性高校會議，發(fā)布了“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識[2]。從此，中國高等教育新工科建設(shè)拉開帷幕。作為地方高校的材料科學(xué)與工程在新工科建設(shè)背景下如何發(fā)展和建設(shè)，是專業(yè)面臨的新課題。一方面不能脫離實(shí)際亂搭花架子，另外一方面也不能因循守舊。必須結(jié)合學(xué)?！胺?wù)國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，建設(shè)有區(qū)域特色和國內(nèi)外影響力的綜合性高水平大學(xué)”的辦學(xué)目標(biāo)定位，采用切實(shí)可行的措施加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，有效提高學(xué)生的工程意識、工程能力和工程素質(zhì)。

一、優(yōu)化課程體系，適應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)

新工科背景下對人才培養(yǎng)的要求具有實(shí)踐性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性和創(chuàng)新性。這就要求要全面優(yōu)化專業(yè)的課程知識體系，實(shí)現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)與市場需求的有效匹配。結(jié)合學(xué)校“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重素質(zhì)、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)理念，著重培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的工作能力和創(chuàng)新思維能力，在人才培養(yǎng)方案中學(xué)校大類課程模塊中設(shè)置學(xué)科交叉課程，夯實(shí)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識；在“創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)及實(shí)踐課程”模塊中不少于3學(xué)分，第二課堂學(xué)分由4學(xué)分增加到6學(xué)分，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分比例為26%。利用學(xué)校實(shí)施的“暑期小學(xué)期”，重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，構(gòu)建和形成了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+‘兩性實(shí)驗(yàn)+集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和課外創(chuàng)新訓(xùn)練”的實(shí)踐教學(xué)體系。鼓勵和組織學(xué)生參加學(xué)科專業(yè)技能大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動，開展豐富多彩的第二課堂活動，并納入課程及學(xué)分考核體系。在專業(yè)知識方面，以金屬材料制備與加工、組織結(jié)構(gòu)與成分、性能及應(yīng)用等四要素及其關(guān)系構(gòu)成的材料學(xué)科共同基礎(chǔ)知識作為重要的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)筑“理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、科學(xué)研究三個維度基本框架的新型課程教學(xué)體系”，通過三個維度相互交叉、有機(jī)結(jié)合構(gòu)建新型的教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練，提升工程實(shí)踐能力

實(shí)踐訓(xùn)練是提升學(xué)生工程意識、工程能力的重要手段。本專業(yè)將充分利用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、國家工程實(shí)驗(yàn)室等創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和校外實(shí)習(xí)實(shí)踐實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地等四個平臺。將課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，材料專題實(shí)驗(yàn)Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ作為綜設(shè)性實(shí)驗(yàn)，將小學(xué)期《創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開展》作為自主開放性實(shí)驗(yàn)，將大學(xué)生SRT項(xiàng)目、學(xué)科競賽、參與導(dǎo)師科研項(xiàng)目作為科技創(chuàng)新實(shí)踐，將認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作為產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐，構(gòu)建五層次的教學(xué)模式；再按照課程設(shè)計(jì)、專題實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）、實(shí)習(xí)實(shí)踐和學(xué)科競賽六個模塊進(jìn)行教學(xué)，形成由四平臺、五層次、六模塊組成的立體化、多層次、開放式的實(shí)踐教學(xué)體系，并在每一個環(huán)節(jié)中，強(qiáng)化過程監(jiān)控，讓所有同學(xué)都能參與、能動手、能提高，確保學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力得以提高

三、推進(jìn)課程建設(shè)，轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)觀念

課程是人才培養(yǎng)體系中的重要載體。本專業(yè)將繼續(xù)堅(jiān)持“全面建設(shè)，重點(diǎn)推進(jìn)”的原則，在全面建設(shè)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮精品視頻課程、重點(diǎn)課程建設(shè)的示范作用。把本專業(yè)特色與課程建設(shè)相結(jié)合，注重單門課程建設(shè)、核心課程群和選修課程群的建設(shè)。在建設(shè)過程中，要充分利用互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，采取線上和線下兩種方式結(jié)合，注重從“以教為主”向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變，從“課堂教學(xué)”為主向“課內(nèi)課外結(jié)合”的轉(zhuǎn)變。把課程中重點(diǎn)、難點(diǎn)以及抽象復(fù)雜的問題通過線上采取視頻講解、動畫演示、模擬仿真等方式展示出來，有利于學(xué)生隨時隨地通過手機(jī)來加強(qiáng)學(xué)習(xí)，并與教師進(jìn)行溝通交流。逐漸改變傳統(tǒng)“填鴨式”的教學(xué)模式向?qū)W生自主學(xué)習(xí)的模式轉(zhuǎn)變。特別是將專業(yè)核心課程和前沿性課程全部進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)，積極引導(dǎo)學(xué)生主動思考、主動動口、主動動手的能力，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

四、改革考核方式，強(qiáng)化過程考核力度

課程考核是檢驗(yàn)學(xué)生是否對課程知識內(nèi)容掌握的一種方式。不同的考核方式對學(xué)生學(xué)習(xí)方式有很大影響。當(dāng)前，常見考查方式有期末成績（100%），期末成績（70%）+平時成績（30%），期末成績（50%）+期中成績（50%）等。選用何種方式進(jìn)行考核，學(xué)生非常關(guān)注。在新工科背景下人才培養(yǎng)要圍繞其創(chuàng)新能力、工程能力和工程意識進(jìn)行，采取一考定成績的方式肯定不妥，需要降低期末考試成績的比例，加強(qiáng)平時考核，且平時考核不能只以出勤率來進(jìn)行計(jì)算，在平時考核過程中，最好以任務(wù)方式進(jìn)行，讓學(xué)生能通過自己查閱資料，收集整理來完成。通過考核方式“倒逼”學(xué)生的主觀能動性。

五、加強(qiáng)師資隊(duì)伍，提升教學(xué)能力水平

師資隊(duì)伍是專業(yè)建設(shè)的重要保障，也是教育育人的主要實(shí)踐者。有學(xué)者曾提出，給學(xué)生一碗水，教師至少有一桶水，甚至要有一汪清泉。這是新工科背景下高等教育發(fā)展對教師能力的基本要求。本專業(yè)擬以學(xué)術(shù)帶頭人和教學(xué)名師為核心，以專業(yè)核心課程負(fù)責(zé)人為骨干，對青年教師進(jìn)行傳、幫、帶，建立老教師指導(dǎo)培養(yǎng)青年教師制度；定期開展教學(xué)體會和學(xué)術(shù)交流活動，開展說課、公開課、講課比賽等形式，交流教學(xué)心得體會，共同提高業(yè)務(wù)水平。為提升青年教師的工程能力，與校外實(shí)習(xí)基地建立長期的師資培養(yǎng)機(jī)制，每年定期選派中青年教師到這些企業(yè)進(jìn)行掛職鍛煉，為青年教師參加工程實(shí)踐和科學(xué)研究創(chuàng)造條件。要求本專業(yè)全體教師必須利用實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)時間深入企業(yè)進(jìn)行考察和學(xué)習(xí)。同時，還制訂青年教師深入實(shí)驗(yàn)室工作制度，充分利用高性能金屬結(jié)構(gòu)材料與制造技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室、貴州省材料結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺的儀器設(shè)備提高教師科研實(shí)踐能力。每年邀請2—3名國內(nèi)外著名專家到校講學(xué)或指導(dǎo)工作，選派2—3中青年教師骨干進(jìn)行國內(nèi)外的教學(xué)、學(xué)術(shù)交流和培訓(xùn)研修，提高業(yè)務(wù)能力和水平。在人才引進(jìn)方面不僅考察學(xué)術(shù)水平，還要考察工程實(shí)踐能力。實(shí)行有效的激勵機(jī)制，對既有“勤”又有“績”的教師，在業(yè)務(wù)進(jìn)修、學(xué)歷提高、職稱評定、評優(yōu)評獎等方面給予政策傾斜，充分調(diào)動教師們的工作積極性。

六、結(jié)論

隨著新工科建設(shè)的不斷推進(jìn)，全國高校的工程專業(yè)將會按照新工科建設(shè)的路線進(jìn)行和發(fā)展。材料科學(xué)與工程專業(yè)作為傳統(tǒng)專業(yè)而言，要在新工科背景下建設(shè)好發(fā)展好，則需要在課程體系、課堂教學(xué)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、考核方式和師資隊(duì)伍等方面進(jìn)行全方位改革。在課程體系設(shè)置中適當(dāng)增加學(xué)科交叉課程，課堂教學(xué)中改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，實(shí)踐環(huán)節(jié)中注重工程訓(xùn)練，考核方式中注重課程考核，師資隊(duì)伍中注重工程經(jīng)歷，以達(dá)到新工科背景下人才培養(yǎng)的基本要求，為新時代培養(yǎng)合格的社會主義建設(shè)者與接班人。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]陸國棟.“新工科”建設(shè)的五個突破與初步探索[J].中國大學(xué)教學(xué)，2017，（5）：38-41.