新工科視角下玻璃方向?qū)I(yè)課體系的審視與序貫構(gòu)建

郭 雨，陳君華，俞浩，陳俊明，郭騰，丁志杰，周永生，魏居孟

(1.安徽科技學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院,安徽蚌埠 233100；2.安徽德力日用玻璃股份有限公司博士后工作站,安徽鳳陽(yáng) 233121)

2016年，“新工科（Emerging Engineering Education，3E）”概念基于國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略新需求首次被提出，并先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，正逐漸成為我國(guó)工程教育改革的新方向。[1]經(jīng)過(guò)三年來(lái)的建設(shè)和實(shí)踐，全國(guó)眾多高校新工科建設(shè)的相關(guān)研究已經(jīng)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)，尤其是天津大學(xué)、浙江大學(xué)等工科名校已取得了初步成果。然而，作為一項(xiàng)對(duì)中國(guó)教育發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響的系統(tǒng)工程，新工科建設(shè)正處于起步階段，現(xiàn)有的實(shí)踐成果也很難形成示范效應(yīng)，建設(shè)之路仍然任重而道遠(yuǎn)。按照“新工科”所強(qiáng)調(diào)的學(xué)科實(shí)用性、交叉性與綜合性的原則，如何突破傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限，并融合信息通訊、電子控制、軟件設(shè)計(jì)等信息新技術(shù)，改造構(gòu)建新工科化專業(yè)課程體系，滿足傳統(tǒng)工程類專業(yè)人才新工科化培養(yǎng)要求，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)多元化、創(chuàng)新能力卓越以及適應(yīng)性強(qiáng)的新工科人才的目標(biāo)，就成為傳統(tǒng)工科專業(yè)必需破解的難題。[2-3]尤其是大量傳統(tǒng)專業(yè)的新工科化改造升級(jí)已經(jīng)成為當(dāng)前高等教育領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。因此，結(jié)合新工科專業(yè)建設(shè)要求重新審視專業(yè)課程設(shè)置，構(gòu)建學(xué)科交叉，知識(shí)領(lǐng)域?qū)挘R(shí)體系有序貫通的專業(yè)課程體系就成為傳統(tǒng)專業(yè)改造的核心問(wèn)題之一。本文以安徽科技學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“安科院”）無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)為例，探討和分析了玻璃材料方向?qū)I(yè)課程體系的不足之處，并提出了以《化學(xué)工程基礎(chǔ)》為樞紐和工程應(yīng)用為主線的序貫課程體系的構(gòu)建思路，優(yōu)化和完善了課程模塊以及課程之間的銜接和聯(lián)系，對(duì)專業(yè)課程體系進(jìn)行了擴(kuò)容，對(duì)新工科專業(yè)課程設(shè)置以及傳統(tǒng)工科專業(yè)升級(jí)改造具有重要的參考和借鑒意義。

一 背景

安科院地處安徽省滁州市鳳陽(yáng)縣，毗鄰蚌埠市，是我國(guó)為數(shù)不多的縣級(jí)辦學(xué)高等院校，屬于典型的“地方型”院校。如何立足自身優(yōu)勢(shì)對(duì)接地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，完善本科專業(yè)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)能夠服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)的工科人才，就成為新專業(yè)設(shè)置所必須要思考和解決的問(wèn)題。鳳陽(yáng)是華東地區(qū)石英原料和日用玻璃制品生產(chǎn)基地，而毗鄰的蚌埠市則形成了以凱盛集團(tuán)公司（原蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院）為核心的玻璃新材料技術(shù)型產(chǎn)業(yè)集群，已經(jīng)成為安徽省乃至全國(guó)重要的硅基新材料產(chǎn)業(yè)基地和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)基地。面對(duì)這樣一個(gè)大而完整的地方產(chǎn)業(yè)集群，選擇材料類專業(yè)作為對(duì)接地方產(chǎn)業(yè)的特色專業(yè)無(wú)疑是最佳選擇。[2]正是伴隨著地方硅基材料產(chǎn)業(yè)的興起，無(wú)機(jī)非金屬材料工程成為安科院最早開設(shè)對(duì)接地方產(chǎn)業(yè)的新專業(yè)之一，并將玻璃材料作為主要的專業(yè)培養(yǎng)方向。

安科院經(jīng)過(guò)十多年的建設(shè)發(fā)展，該專業(yè)已先后獲批為安徽省專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)、“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)以及國(guó)際合作辦學(xué)專業(yè)，并建有產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新基地、安徽省硅材料創(chuàng)新實(shí)踐教育基地、省級(jí)玻璃材料與工藝示范實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心、企業(yè)實(shí)習(xí)與實(shí)踐基地等人才培養(yǎng)基地。2019年，無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)成為安徽省省級(jí)一流（品牌）建設(shè)專業(yè)，并推動(dòng)了材料科學(xué)與工程和新工科專業(yè)——新能源材料與器件兩個(gè)新專業(yè)的建設(shè)，正逐步打造具有地方特色的高水平材料類專業(yè)集群，專業(yè)建設(shè)示范效應(yīng)凸顯。

由于專業(yè)建設(shè)周期短，建設(shè)發(fā)展速度快，無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)課程體系暴露除了先修課程設(shè)置失序、專業(yè)課內(nèi)容缺失與重復(fù)、模塊不完整等諸多問(wèn)題。[3]更重要的是，已有的傳統(tǒng)專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足以應(yīng)對(duì)當(dāng)前新工科的發(fā)展要求，而且材料科學(xué)與工程和新能源材料和器件兩個(gè)新專業(yè)的專業(yè)課程體系也亟待進(jìn)行新工科化設(shè)置。尤其是新能源材料和器件專業(yè)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成熟的新工科范例可供參考。因此，面對(duì)新工科專業(yè)提出的培養(yǎng)要求和目標(biāo)，如何完善和構(gòu)建適應(yīng)玻璃方向的新工科化專業(yè)課程體系就顯得極為重要。

二 現(xiàn)行專業(yè)課程體系存在的問(wèn)題

現(xiàn)行的課程體系是依據(jù)《2010級(jí)應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)方案》研究制定，構(gòu)建了“平臺(tái)+模塊”的課程架構(gòu)，即三個(gè)平臺(tái)（通識(shí)教育課程平臺(tái)、專業(yè)教育課程平臺(tái)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程平臺(tái)）和兩個(gè)模塊（專業(yè)方向課程模塊和個(gè)性化拓展課程模塊），并加大了選修課、實(shí)踐課比例，實(shí)踐課程學(xué)分達(dá)到30%以上。根據(jù)指導(dǎo)意見，安科院無(wú)機(jī)非金屬材料工程的專業(yè)課程平臺(tái)設(shè)置了學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)核心課程三大類，專業(yè)方向課程模塊設(shè)置了玻璃材料和粉體材料2個(gè)方向課模塊，其中玻璃材料方向是主要的專業(yè)方向（見表1）。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，專業(yè)課程體系的不足之處以及不適應(yīng)新工科發(fā)展的矛盾開始顯現(xiàn)。

（一）專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容重復(fù)或者缺失，知識(shí)體系無(wú)法有效貫通

部分專業(yè)課章節(jié)內(nèi)容重復(fù)講授或者缺失，知識(shí)脈絡(luò)存在結(jié)構(gòu)性缺陷，難以系統(tǒng)且銜接貫通。專業(yè)教師之間缺乏必要的溝通，重復(fù)內(nèi)容被反復(fù)講授，缺失內(nèi)容則缺少合理的導(dǎo)入和鋪墊，學(xué)生很難厘清到專業(yè)課知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)。如《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課中沒(méi)有涉及固體流態(tài)化、攪拌混合等教學(xué)內(nèi)容，而專業(yè)核心課《粉體工程》中涉及到了流化阻力、流化造粒、粉體混合等內(nèi)容，缺少了必要的理論知識(shí)鋪墊，造成了學(xué)時(shí)少信息量大的矛盾，導(dǎo)致教學(xué)難度大幅增加。相反，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》中非均相物系分離章節(jié)中沉降和過(guò)濾與《粉體工程》中顆粒流體力學(xué)、顆粒分級(jí)和分離等教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，浪費(fèi)了部分學(xué)時(shí)和學(xué)生的學(xué)習(xí)精力。

表1 無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)課程設(shè)置一覽表

（二）部分課程錯(cuò)位設(shè)置，專業(yè)課程設(shè)置失序

為了解決學(xué)時(shí)均衡的問(wèn)題，部分先修課程設(shè)置發(fā)生錯(cuò)位。如安科院第四學(xué)期開設(shè)的《化學(xué)工程基礎(chǔ)》所需的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和《工程制圖》兩門先修課程被設(shè)置在第五學(xué)期，出現(xiàn)了明顯的先修課程錯(cuò)位失序現(xiàn)象。又如第七學(xué)期開設(shè)的《自動(dòng)化儀表與控制》與第六學(xué)期開設(shè)的《無(wú)機(jī)非金屬材料工廠設(shè)計(jì)概論》也存在修學(xué)次序上的不合理。此外，現(xiàn)有的專業(yè)課程體系還存在部分相關(guān)性課程修學(xué)時(shí)間跨度大、專業(yè)課過(guò)于集中等設(shè)置問(wèn)題。如《材料工程專業(yè)前沿導(dǎo)論》前置，與《功能材料概論》《納米材料概論》《新能源材料與技術(shù)》3門選修課時(shí)間跨度太大，學(xué)生缺乏相關(guān)專業(yè)知識(shí)的鋪墊，教學(xué)效果并不理想。專業(yè)核心課和專業(yè)方向課大都在五、六學(xué)期集中授課，專業(yè)課之間支撐乏力，學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)過(guò)重，教學(xué)效果差強(qiáng)人意。

（三）專業(yè)課模塊設(shè)置不完整，缺少新工科課程

安科院現(xiàn)有與玻璃生產(chǎn)相關(guān)的課程只有《玻璃熱工及機(jī)械設(shè)備》《玻璃工藝學(xué)》《無(wú)機(jī)非金屬材料工廠設(shè)計(jì)概論》三門課程，專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)不完整，知識(shí)體系不夠飽滿，不足以使學(xué)生應(yīng)對(duì)玻璃生產(chǎn)過(guò)程中遇到的各類技術(shù)問(wèn)題。個(gè)性化拓展課程模塊也只有《應(yīng)用文寫作》《社交禮儀》《美學(xué)原理》《中國(guó)文化概論》《現(xiàn)代企業(yè)管理》5門人文素質(zhì)課程，缺少設(shè)計(jì)類、財(cái)會(huì)類、管理類、史學(xué)等相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置。這種模塊內(nèi)容配置不足導(dǎo)致了知識(shí)結(jié)構(gòu)性缺失和知識(shí)體量不夠飽滿，使得模塊之間不能很好契合，根本不能滿足具備交叉學(xué)科專業(yè)知識(shí)以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和管理等學(xué)科跨界整合能力新工科人才的培養(yǎng)要求，高校人才培養(yǎng)與市場(chǎng)人才需求之間嚴(yán)重脫節(jié)。因此，安科院針對(duì)專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)性缺陷、知識(shí)體系貫通性差等問(wèn)題，如何完善并構(gòu)建有序貫通的玻璃方向的專業(yè)課程體系，就成為本文所要解決的核心問(wèn)題。

三 新工科化專業(yè)課程體系序貫構(gòu)建思路

為了解決專業(yè)課程體系的系統(tǒng)性構(gòu)建問(wèn)題，首要問(wèn)題在于如何依托人才培養(yǎng)方向確定課程體系的“主干”，厘清數(shù)理基礎(chǔ)課—專業(yè)基礎(chǔ)課—工程基礎(chǔ)課—專業(yè)方向課的層級(jí)結(jié)構(gòu)關(guān)系，從而勾勒出本專業(yè)知識(shí)體系框架。

第一，安科院首先明確了以玻璃制造加工為應(yīng)用導(dǎo)向的構(gòu)建目標(biāo)，按照專業(yè)方向課-銜接課—專業(yè)核心課—專業(yè)基礎(chǔ)課—學(xué)科基礎(chǔ)課的逆序設(shè)計(jì)的基本原則，由應(yīng)用端課程逐步逆向回溯至學(xué)科基礎(chǔ)端課程，突出專業(yè)課程體系“主干”。

第二，安科院選擇高關(guān)聯(lián)度的工程類專業(yè)課作為銜接紐帶，有序貫通基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)由“理”向“工”的知識(shí)跨越，確保課程體系“主干”通暢。課程體系“樞紐”要求能夠?qū)?shù)學(xué)、物理、電子信息、機(jī)械、材料等專業(yè)知識(shí)交叉融合，并集成為高度整合性的知識(shí)集群。基于此，教師可以有針對(duì)性地授課，而非局限于原來(lái)單一課程的教學(xué)，有效克服了知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)講授、跳空不銜接等問(wèn)題。

第三，安科院增加新工科能力提升和跨界整合的相關(guān)課程，構(gòu)建結(jié)構(gòu)完整且邏輯嚴(yán)密的課程模塊，加強(qiáng)新工科人才學(xué)科交叉、跨界整合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，使之形成“枝繁葉茂”的專業(yè)課程體系。增加新工科課程可以有效擴(kuò)展知識(shí)體系廣度，實(shí)現(xiàn)知識(shí)體系增容，提高知識(shí)體系的飽滿度。而且，重塑多學(xué)科交叉融合的專業(yè)課程體系，從根本上解決了模塊設(shè)置以及課程體系不完整的頂層設(shè)計(jì)缺陷，也為培養(yǎng)新工科人才提供了基本保障。

四 專業(yè)課程體系的序貫構(gòu)建

（一）理順現(xiàn)有專業(yè)課體系“主干”，構(gòu)建專業(yè)課程體系基礎(chǔ)框架

安科院針對(duì)現(xiàn)有課程體系存在的問(wèn)題，首要解決的主要矛盾是現(xiàn)行專業(yè)課程體系內(nèi)課程修學(xué)次序錯(cuò)位以及專業(yè)課過(guò)度集中，明確以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的專業(yè)課程體系“主干”。

第一，將材料專業(yè)基礎(chǔ)課程與工程類相關(guān)課程分類，形成工程應(yīng)用和專業(yè)基礎(chǔ)理論兩個(gè)區(qū)塊。工程應(yīng)用主要是構(gòu)建玻璃方向?qū)I(yè)課程體系“主干”，使之與既定的人才培養(yǎng)目標(biāo)相契合。專業(yè)基礎(chǔ)理論作為基礎(chǔ)部分，為課程體系“主干”提供必要的材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及實(shí)踐技能培養(yǎng)。兩者相互交叉，互為補(bǔ)充，形成專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)方向統(tǒng)一的課程體系。數(shù)學(xué)、物理、機(jī)械、物理化學(xué)等課程為無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、物理性能、材料分析與測(cè)試等課程提供必要的數(shù)理基礎(chǔ)，而這些后續(xù)課程又為無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)和玻璃工藝學(xué)提供了先修知識(shí)。

第二，調(diào)整教學(xué)進(jìn)程中課程的開設(shè)次序，加強(qiáng)課程之間教學(xué)內(nèi)容銜接，均衡專業(yè)課學(xué)時(shí)分配。大學(xué)物理、電子電工學(xué)、工程制圖、物理化學(xué)、無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、無(wú)機(jī)材料物理性能等課程前置，使得數(shù)理基礎(chǔ)課與專業(yè)基礎(chǔ)課之間的教學(xué)內(nèi)容更加貫通順暢。如第一學(xué)期《高等數(shù)學(xué)A (Ⅰ)》修學(xué)結(jié)束后，微積分知識(shí)足以為大學(xué)物理和物理化學(xué)提供先修基礎(chǔ)，而物理學(xué)則為電工學(xué)提供修學(xué)基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程制圖以及第五學(xué)期材料學(xué)專業(yè)課也被前置，尤其是專業(yè)核心課和專業(yè)方向課被分散到第三、四和五學(xué)期開設(shè)，極大緩解了專業(yè)課教學(xué)過(guò)度集中的矛盾。《材料工程專業(yè)前言導(dǎo)論》《無(wú)機(jī)非金屬材料工廠設(shè)計(jì)概論》被后置，可為學(xué)生提供足夠長(zhǎng)的專業(yè)認(rèn)知緩沖期。

安科院重新調(diào)整后的課程設(shè)置不僅理順了課程之間的銜接次序，教學(xué)學(xué)時(shí)分配相對(duì)均衡，而且橫向課程遞進(jìn)式梯次設(shè)置和縱向課程屬性劃分，使得課程設(shè)置的層次結(jié)構(gòu)更加合理。

（二）確定課程“樞紐”，重構(gòu)知識(shí)體系

培養(yǎng)合格的工科人才，需要搭建工程學(xué)知識(shí)平臺(tái)，為工學(xué)專業(yè)學(xué)生提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)課程關(guān)聯(lián)性分析可知，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)、工程制圖等課程為先修基礎(chǔ)課程，與《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》《無(wú)機(jī)材料物理性能》等材料學(xué)課程相互融合，構(gòu)成了專業(yè)方向的工程學(xué)基礎(chǔ)，在學(xué)科基礎(chǔ)課與專業(yè)方向課之間起著承上啟下作用（見圖1）。因此，選擇《化學(xué)工程基礎(chǔ)》作為“樞紐”能夠有效銜接不同課程的教學(xué)內(nèi)容，為玻璃方向?qū)I(yè)課提供工程學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。

圖1 專業(yè)課程關(guān)聯(lián)圖

根據(jù)專業(yè)知識(shí)關(guān)聯(lián)分析，方向課大部分章節(jié)均與《化學(xué)工程基礎(chǔ)》密切相關(guān)，對(duì)這些課程起到了極為重要的支撐作用。如玻璃熔制和加工過(guò)程中，石英砂與方解石、硫酸鈉等原料發(fā)生固相反應(yīng)并熔融成液態(tài)玻璃、玻璃成品退火等過(guò)程是典型的傳熱過(guò)程，而輸送原料以及氣態(tài)燃料燃燒則需要流體力學(xué)知識(shí)為支撐。然而，安科院現(xiàn)行的人才培養(yǎng)方案中《化學(xué)工程基礎(chǔ)》處于專業(yè)基礎(chǔ)課的地位，教學(xué)總學(xué)時(shí)只有72學(xué)時(shí)，其中理論課教學(xué)54學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)18學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容涉及流體力學(xué)、非均相物系分離、傳熱、精餾、吸收和干燥6個(gè)章節(jié)，每章平均理論學(xué)時(shí)不足10學(xué)時(shí)，難以支撐專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)。就教學(xué)內(nèi)容而言，專業(yè)知識(shí)點(diǎn)與后續(xù)專業(yè)課多有重復(fù)，部分導(dǎo)入性的教學(xué)內(nèi)容缺失；不同章節(jié)的學(xué)時(shí)分配不合理，尤其是與玻璃制品生產(chǎn)密切相關(guān)的非均相物系分離章節(jié)學(xué)時(shí)嚴(yán)重不夠，被相關(guān)度不高的精餾和吸收兩章擠占很大一部分學(xué)時(shí)，造成了跳空不銜接，加大了后續(xù)課程的教學(xué)難度。因此，重新組織《化學(xué)工程基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容，提升其課程地位，是疏導(dǎo)貫通知識(shí)體系和適應(yīng)新工科化改造的關(guān)鍵。

為了適應(yīng)新工科改造要求，首先將《化學(xué)工程基礎(chǔ)》由專業(yè)基礎(chǔ)課提升為專業(yè)核心課，增加教學(xué)學(xué)時(shí)和知識(shí)體系縱深，強(qiáng)化對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的支撐。目前，安科院新建的材料科學(xué)與工程專業(yè)已將《化學(xué)工程基礎(chǔ)》列為專業(yè)核心課，并已經(jīng)開始試點(diǎn)教學(xué)。課程內(nèi)容方面，擴(kuò)展流體力學(xué)、非均相物系分離和干燥章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，增加固體流態(tài)化和混合與攪拌兩個(gè)新章節(jié)，縮減精餾和吸收兩章的學(xué)時(shí)，為專業(yè)課教學(xué)提供更好的定向支撐作用。如流體力學(xué)章節(jié)增加有壓管流和孔口、管嘴出流，可以為《玻璃工業(yè)熱工設(shè)備》第九章中燃油噴嘴、天然氣噴槍等內(nèi)容提供理論基礎(chǔ)；增加固體流態(tài)化、混合與攪拌等內(nèi)容，可以作為《粉體工程》課程混合與造粒章節(jié)的先導(dǎo)知識(shí)。另外，減少部分專業(yè)課內(nèi)容重復(fù)教學(xué)，增加重要章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的講授時(shí)間，加深學(xué)生對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。如《玻璃工業(yè)熱工設(shè)備》課程中第一章的內(nèi)容與《化學(xué)工程基礎(chǔ)》流體力學(xué)部分有很大重復(fù)，可以不用講授；《粉體工程》中第五章粉體氣固分離和液固分離與《化學(xué)工程基礎(chǔ)》非均相物系分離章節(jié)重復(fù)，也不用重復(fù)講授。

（三）增加新工科課程，完善專業(yè)課程模塊，構(gòu)建新工科專業(yè)課程體系

隨著中國(guó)制造2025的提出，傳統(tǒng)玻璃制造業(yè)也面臨著開展新一代信息技術(shù)與制造裝備融合的集成創(chuàng)新和工程應(yīng)用，以解決我國(guó)玻璃行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備落后的現(xiàn)狀，助推玻璃企業(yè)發(fā)展。[4]未來(lái)玻璃行業(yè)的智能化水平的逐步提升，使得材料、機(jī)械、信息、自動(dòng)化等多學(xué)科交叉的特點(diǎn)也會(huì)愈發(fā)顯著。因而，在明晰課程體系“主干”和課程“樞紐”的基礎(chǔ)上，增加與之配套的新工科專業(yè)課程，才能架構(gòu)出適合新工科發(fā)展需要的玻璃方向?qū)I(yè)課程體系，使得課程模塊結(jié)構(gòu)上更加合理和完整。顯然，安科院現(xiàn)行人才培養(yǎng)方案局限于傳授學(xué)生的本專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)本專業(yè)實(shí)踐技能，培養(yǎng)模式已然無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前科技型、創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，改造傳統(tǒng)專業(yè)就要重新審視并分析培養(yǎng)方案，發(fā)現(xiàn)能力培養(yǎng)方面的短板，提升其“新”工科能力。

新工科人才不僅注重本專業(yè)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，更加注重本專業(yè)與信息技術(shù)的交叉融合，以及創(chuàng)新、管理、人文素養(yǎng)等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，能力培養(yǎng)呈現(xiàn)出專業(yè)—信息化—人文多元化“三足鼎立”的格局。安科院新工科專業(yè)是以智能制造、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器人等用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造，使得本專業(yè)的工程技術(shù)與信息技術(shù)形成疊加態(tài)。傳統(tǒng)化工生產(chǎn)過(guò)程中所使用的儀表現(xiàn)已大多被各類能夠準(zhǔn)確控制且易系統(tǒng)集成的傳感器取代，特別是人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)更是極大地催化了工業(yè)智能化的發(fā)展。與計(jì)算機(jī)編程、硬件等信息技術(shù)相關(guān)的課程逐漸成為非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)課，其與材料專業(yè)課程高度交叉融合，成為專業(yè)課程必不可少的組成部分。所以，加強(qiáng)學(xué)生C++、Delphi等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言以及自動(dòng)化技術(shù)的學(xué)習(xí)，掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)及應(yīng)用，能夠基于對(duì)象進(jìn)行編程開發(fā)，并解決本專業(yè)領(lǐng)域智能化生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，是今后新工科人才所必須具備的主要能力。此外，相對(duì)于傳統(tǒng)工科人才，未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的人才還要求創(chuàng)新能力突出，跨界整合能力強(qiáng)，人文底蘊(yùn)深厚，具有創(chuàng)新意識(shí)、全球視野和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。目前，安科院專業(yè)課程體系涉及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、管理、人文社科類課程非常少，學(xué)生只注重了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在創(chuàng)業(yè)、企業(yè)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷、人力資源等方面往往都形成了能力培養(yǎng)“真空”。因此，增加經(jīng)濟(jì)管理類和人文社科類課程，提高學(xué)生個(gè)人效能和社會(huì)能力，培養(yǎng)其跨界整合能力，則是新工科人才必須具備的另一主要能力。

按照新工科學(xué)生的三個(gè)核心能力要求，無(wú)機(jī)非金屬材料工程的專業(yè)課程體系也相應(yīng)的從專業(yè)主干課程強(qiáng)化、信息技術(shù)交叉融合、核心能力素質(zhì)提升三個(gè)方面進(jìn)行知識(shí)體系擴(kuò)容和重構(gòu)，構(gòu)建了能力與課程類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成了以新工科人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程體系。

1.專業(yè)主干課程強(qiáng)化。增加《日用玻璃制造技術(shù)》《玻璃生產(chǎn)管理與質(zhì)量控制》《新玻璃概論》專業(yè)方向課，形成覆蓋玻璃制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝、加工設(shè)備、生產(chǎn)管理、原料和產(chǎn)品質(zhì)檢以及玻璃新材料的完整知識(shí)體系，使得玻璃方向課模塊更加完整。新增課程作為《玻璃工藝學(xué)》的互補(bǔ)課程，有利于細(xì)化整個(gè)玻璃生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)要點(diǎn)，建議在第六學(xué)期開設(shè)。學(xué)時(shí)分配上，《玻璃生產(chǎn)管理與質(zhì)量控制》《新玻璃概論》建議少學(xué)時(shí)，可以結(jié)合實(shí)踐課程或者玻璃生產(chǎn)企業(yè)實(shí)習(xí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.信息技術(shù)交叉融合。增加信息技術(shù)和自動(dòng)化專業(yè)的課程，強(qiáng)化學(xué)生C語(yǔ)言、Delphi等匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，掌握自動(dòng)化控制的基本原理以及自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，具有操縱和維護(hù)集散控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（FCS）、可編程控制器（PLC）系統(tǒng)、先進(jìn)控制（APC）系統(tǒng)、實(shí)時(shí)優(yōu)化（RTO）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等數(shù)字化和智能化設(shè)備的能力，并將其融入到實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，突出和適應(yīng)新工科智能化知識(shí)結(jié)構(gòu)的發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造人才向智能化制造人才轉(zhuǎn)型的培養(yǎng)目標(biāo)。作為重要的支撐性專業(yè)課程，建議在第三和第四學(xué)期集中開設(shè)，學(xué)時(shí)應(yīng)不少于54學(xué)時(shí)。

3.核心能力素質(zhì)提升。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程增加《產(chǎn)品設(shè)計(jì)》《計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)》《現(xiàn)代玻璃藝術(shù)設(shè)計(jì)》《中國(guó)古代玻璃器皿》課程，并將工業(yè)設(shè)計(jì)3.0的理念融入到教學(xué)中，補(bǔ)齊學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新短板。《產(chǎn)品設(shè)計(jì)》《計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)》《現(xiàn)代玻璃藝術(shù)設(shè)計(jì)》《中國(guó)古代玻璃器皿》可以少學(xué)時(shí)教學(xué)，或者作為選修課程，建議在方向課之后開設(shè)作為創(chuàng)新類課程的補(bǔ)充。

增加《行政領(lǐng)導(dǎo)與決策》《人力資源開發(fā)與管理》《會(huì)計(jì)學(xué)》《市場(chǎng)營(yíng)銷》《創(chuàng)業(yè)投資》《技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)》等經(jīng)濟(jì)管理類課程，使學(xué)生具備決策和管理能力，熟悉投資、財(cái)務(wù)、市場(chǎng)營(yíng)銷和人力資源開發(fā)，增強(qiáng)其創(chuàng)業(yè)能力和企業(yè)管理能力，奠定學(xué)生的跨界整合能力的知識(shí)基礎(chǔ)。這些課程可以進(jìn)行少學(xué)時(shí)教學(xué)，或者作為選修課程供學(xué)生修學(xué)，建議在第一、第二學(xué)期集中開設(shè)。

增加《中國(guó)社會(huì)政治分析》《社會(huì)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)》《中國(guó)通史》等人文素質(zhì)課程，培養(yǎng)學(xué)生時(shí)政分析和社會(huì)實(shí)踐能力，以及厚實(shí)的人文底蘊(yùn)。建議少學(xué)時(shí)教學(xué)，在第一和第六學(xué)期開設(shè)。

新工科化專業(yè)課程體系的課程布局如圖2所示。專業(yè)課布局采用遞進(jìn)、均衡的原則，前三個(gè)學(xué)期專業(yè)基礎(chǔ)課依次遞增，能力提升課依次遞減，形成互補(bǔ)格局。專業(yè)課程則在四、五、六學(xué)期均勻設(shè)置，以專業(yè)基礎(chǔ)課、核心課和方向課為主，其他課程采用少學(xué)時(shí)教學(xué)或者選修，突出主干課程教學(xué)。由于新增課程較多，課程布局就要考慮通識(shí)課的安排和學(xué)時(shí)均衡，避免大一課程過(guò)多過(guò)泛。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)管理類課程可集中在一年級(jí)和二年級(jí)修學(xué)，部分思政類通識(shí)課則安排在第六和第七學(xué)期開設(shè)。能力提升課程前置可以使學(xué)生接觸到更多的學(xué)科門類，拓寬了專業(yè)視野，掌握必要的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方法和技巧，奠定良好的跨界整合能力的基礎(chǔ)。特別是第一學(xué)期只設(shè)置《高等數(shù)學(xué)》《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》兩門專業(yè)課程，以能力提升為主的課程集中開設(shè)最大程度上緩解了新生的焦慮、茫然等負(fù)面情緒，為新生由高中學(xué)習(xí)方式向大學(xué)學(xué)習(xí)方式的順利過(guò)渡提供了必要的緩沖期。能力提升實(shí)踐環(huán)節(jié)可以借助導(dǎo)師制、大學(xué)創(chuàng)新課題、互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)青春、職業(yè)大賽等各類創(chuàng)新活動(dòng)和比賽引導(dǎo)學(xué)生參加，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力培養(yǎng)落到實(shí)處，并貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)全過(guò)程，至少為三學(xué)年。《馬克思主義原理概論》《毛澤東思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論概論》等通識(shí)課安排第六和第七學(xué)期，不僅可以兼顧每個(gè)學(xué)期的學(xué)時(shí)均衡，還減少了大三學(xué)生考研政治課的復(fù)習(xí)時(shí)間，有利于畢業(yè)生考研率的提高。

圖2 新工科化專業(yè)課程體系序貫構(gòu)建

（四）開展新工科師資建設(shè)，組建專業(yè)課教學(xué)團(tuán)隊(duì)，為新工科課程體系提供人力資源配套

合理的教師資源調(diào)配是能否順利貫徹執(zhí)行專業(yè)課程體系的基本保障。目前，安科院師資隊(duì)伍中材料類專業(yè)畢業(yè)的師資嚴(yán)重缺乏，專業(yè)核心課和方向課師資力量薄弱，大部分具有化學(xué)專業(yè)背景的教師很難滿足專業(yè)課教學(xué)需求，而且?guī)缀跛械慕處煻紱](méi)有信息通訊、自動(dòng)化、管理、投資等方面的知識(shí)積累。因此，新工科師資建設(shè)也要與新工科專業(yè)課程體系建設(shè)同步。通過(guò)引進(jìn)新師資、國(guó)內(nèi)外訪學(xué)進(jìn)修、掛職鍛煉等方式加強(qiáng)對(duì)專業(yè)課教師的培養(yǎng)，特別是自動(dòng)化、信息類、管理等方面的專題培訓(xùn)，增加其交叉學(xué)科知識(shí)，提高執(zhí)教水平。與企業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，積極創(chuàng)造條件鼓勵(lì)專業(yè)課教師全程參與企業(yè)工程項(xiàng)目的建設(shè)，逐步形成具有學(xué)科交叉特色的師資團(tuán)隊(duì)，提高教師的實(shí)踐教學(xué)能力。聘請(qǐng)企業(yè)管理和技術(shù)人員到學(xué)校開展專技類和創(chuàng)投類講座，或者聘請(qǐng)其參與教學(xué)，將企業(yè)投資、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)策劃、財(cái)務(wù)管理、工藝、技術(shù)規(guī)范和生產(chǎn)要求等內(nèi)容融入教學(xué)，并利用企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和工程操作案例來(lái)為學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，彌補(bǔ)教學(xué)過(guò)程的不足。

（五）校企專家合編教材，修訂教學(xué)大綱，以適應(yīng)玻璃方向新工科人才的培養(yǎng)

隨著現(xiàn)代工業(yè)體系中信息化技術(shù)的不斷滲透與整合，現(xiàn)有的專業(yè)課教材內(nèi)容則太過(guò)單一，內(nèi)容幾乎大同小異，并且教材編著者大都來(lái)自高校，行業(yè)前沿以及發(fā)展趨勢(shì)不甚了解，造成教材內(nèi)容與行業(yè)人才需求脫鉤。因此，安科院引進(jìn)企業(yè)高層次人才，開展校企專家合編教材的建設(shè)勢(shì)在必行。第一，協(xié)同高校和企業(yè)兩方的人力資源，組建高校教師和企業(yè)技術(shù)人員組成的教材編寫組，提出適應(yīng)新工科化的教材編寫方案，避免新編教材同質(zhì)化和單一化。第二，對(duì)現(xiàn)有專業(yè)課內(nèi)容進(jìn)行刪減和增加，擴(kuò)充新工科專業(yè)知識(shí)，重新修訂教學(xué)大綱，為專業(yè)課教學(xué)提供指導(dǎo)。

五 結(jié)束語(yǔ)

專業(yè)課程體系的頂層設(shè)計(jì)方案是新工科人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)和著力點(diǎn)。玻璃材料方向新工科專業(yè)課程體系的序貫構(gòu)建解決了專業(yè)課脫節(jié)、模塊不完整、新工科課程設(shè)置不足等結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，不僅為我校培養(yǎng)新工科人才提供了有力保障，也為其他地方高校傳統(tǒng)專業(yè)的新工科改造建設(shè)起到一定的借鑒和參考。然而，將不同學(xué)科的課程融入到人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)過(guò)硬和人文素養(yǎng)深厚的玻璃行業(yè)新人才，能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)新經(jīng)濟(jì)環(huán)境下創(chuàng)新。