“新工科”類前沿交叉通識課程的建設探討

劉永利　季洪梅　祁陽

摘? 要：在“新工科”教育建設的背景下，隨著社會發展、科技進步以及社會需求越來越多樣化、功能化、人性化，打造前沿交叉類通識課程的必要性日益凸顯。文章結合材料類專業人才培養目標，以奇妙的功能陶瓷課程為例，對該類前沿交叉通識課程的建設展開了探索。論文提出建設前沿交叉類課程建設需要遵循的基本思想為：以培養學生的認知與理解能力為基礎，以開發學生的創新與拓展能力為準則，以培養工程實用型人才為目的;在課程建設過程中，著力打造優良的教師團隊，設計寬厚的基礎知識體系，拓展多層次的前沿交叉類案例，構建多維度的考核和評價標準，以最大化地提升課程建設成效。

關鍵詞：新工科;前沿;交叉;功能陶瓷

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）25-0011-05

Abstract： Under the background of the construction of "new engineering education，" with social development， scientific and technological progress and social needs becoming more and more diversified， functional and humanized， the necessity of building cutting-edge cross general courses is becoming increasingly prominent. Combined with the training objectives of materials professionals， this paper explores the construction of this kind of cutting-edge cross general courses by taking the course of wonderful functional ceramics as an example. This paper puts forward the basic ideas to be followed in constructing cross cutting-edge courses： the cultivation of students' cognitive and understanding ability as basis; the development of students' innovation and expansion ability as the criterion， and the purpose of cultivating engineering practical talents. In the process of curriculum construction， we should strive to build an excellent teacher team， design a generous basic knowledge system， expand multi-level cutting-edge cross cases， and build multi-dimensional assessment and evaluation standards to maximize the effectiveness of curriculum construction.

Keywords： new engineering; the front; cross; functional ceramics

一、前沿交叉類通識課程的必要性

通識教育是一個有著近兩個世紀歷史的高等教育理念，也是時代發展所需[1]。交叉課程指由不同學科之間相互作用，彼此融合形成的一類課程。這一類課程的發展與時代、科技的發展密切相關，也是傳統的學科之間相互交叉、融合的產物[2]。具體來講，學科交叉的課程通常源于對單一學科無法或是無意對某些重要問題進行研究和認識，需要跨學科的合作方能取得成功。眾所周知，當代大學側重學術分科、專業分類，這種教育體制下培養出來的人才有專、精、尖的特點，能引領彌補我國一些前沿技術領域的空白，縮短與國際先進水平的差距，也頗受大眾認可。但是，構成這個物質世界的基礎——材料，在實際的應用過程中并不總具有這種分科、分類的屬性。隨著時代和社會發展越來越快速，工業發展和社會需求越來越多樣化、功能化、人性化。在很多客觀情況下，材料的應用是多功能、多需求、多領域的組合。如果某個領域專家過分強調其“專”，而在其他重要的旁關領域缺乏一些必要的常識，則會在一定程度上阻礙自身專業的真正發展和應用拓展。科學上的新理論、新發明、新的工程技術常常誕生于學科的交叉點上，因此，前沿科技的快速發展離不開學科交叉。隨著人類認識水平的不斷提升，當代計算機、電子信息、通信、新能源、新光源、航空航天、海洋生物工程等新興行業的發展，都對材料提出了更高的要求。重視交叉學科，將推動科技向著更深層次和更高水平發展。以奇妙的功能陶瓷課程為例，所關注的功能陶瓷（又稱高性能陶瓷、先進陶瓷、特種陶瓷）起源于歷史悠久的傳統陶瓷，歷經工業陶瓷，是采用高純度、超細人工合成或精選的能滿足新興行業應用的前沿交叉材料。因其具有精確的化學組成、精密的制造加工技術和結構設計，優良的電、光、熱、聲、磁、生物、力學、化學和超硬等諸多單一或耦合特性，在我們當今時代的各個領域得到了應用，其發展跨越信息、能源、材料、生物等學科，方興未艾，產業規模日趨增大。

相應地，從更好地服務社會、服務人類、科學研究的角度分析，具有某一專長且同時具有相關領域通識專業背景的綜合高素質人才的需求也更為迫切。舉例來說，生物醫用陶瓷材料，如多孔羥基磷灰石代替牙齒、骨骼等組織被植入人體后，必然要與機體組織（軟組織、硬組織、血液和組織液）接觸。由于人體的特殊情況，不但要求這類材料本身具有滿足條件的力學性能（強度、硬度、延性等），還需要有優異的抗腐蝕性、生物相容性，甚至抗菌消炎特性。相關材料的研發涉及材料、生物、機械、醫療以及商業等多個領域的專業背景，不但需要相關領域科學家的合作，更需要具有兩個或者兩個以上專業背景的通識人才交流和協調才能將產品從不同角度最大優化，以滿足不同層面的需求。因此，開設前沿交叉類通識課程是時代發展所需。