新工科建設和工程教育認證背景下材料類專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐

羅春華　董秋靜　李瑞乾　姜廣鵬　張宏

［摘 要］在新工科建設和工程教育認證背景下，材料類專業(yè)人才培養(yǎng)模式面臨著新的挑戰(zhàn)。阜陽師范大學構建了基于“打通基礎，專業(yè)分流，特色培養(yǎng)”的材料類專業(yè)人才培養(yǎng)模式；基于OBE理念調(diào)整人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程體系結構；建設校內(nèi)外產(chǎn)教融合的專業(yè)實踐教學和科研創(chuàng)新平臺，探索并實踐了產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式；將3D打印技術和新能源材料技術融入材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系中，探索實踐了基于“新材料+3D打印”和太陽能電池的創(chuàng)客實驗室建設，開展大學生創(chuàng)客教育，培養(yǎng)適應新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術型人才；開展大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，培養(yǎng)材料類專業(yè)學生的科研創(chuàng)新能力。通過這一系列的人才培養(yǎng)模式改革舉措，在持續(xù)改進中使學校的材料類專業(yè)辦出特色，完成材料類專業(yè)的改造升級，不斷提高材料類專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

［關鍵詞］新工科建設；工程教育認證；材料類專業(yè)；人才培養(yǎng)

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）04-0124-03

為了加快培養(yǎng)新興領域工程科技人才，改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，主動布局未來戰(zhàn)略必爭領域人才培養(yǎng)，提升國家硬實力和國際競爭力，教育部于2017年啟動了新工科建設[1-3]。同時，為適應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢，緊緊圍繞國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設發(fā)展新工科，探索形成中國特色、世界水平的工程教育體系，促進我國從工程教育大國走向工程教育強國，教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院在2018年發(fā)布《關于加快建設發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》[4-5]。緊接著在2019年，教育部啟動一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”，遵循“面向各類高校”“面向全部專業(yè)”“突出示范領跑”“分‘賽道建設”和“‘兩步走實施”的建設原則，計劃三年內(nèi)建設10000個左右國家級一流本科專業(yè)點和10000個左右省級一流本科專業(yè)點，全面振興本科教育[6]。

阜陽師范大學是一所地方性應用型高水平師范大學，確立了精辦師范專業(yè)和興辦非師范專業(yè)的發(fā)展方向。學校材料類專業(yè)有材料化學、復合材料與工程2個本科專業(yè)，分別在2008年和2016年開始招生。材料化學專業(yè)經(jīng)過學校近10年的投入和建設，形成了高分子材料和無機材料2個鮮明的專業(yè)特色發(fā)展方向，重點突出學生在科研創(chuàng)新和工程應用實踐能力方面的特色培養(yǎng)，并且該專業(yè)相繼獲批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、安徽省特色（品牌）專業(yè)和安徽省一流本科專業(yè)建設點。復合材料與工程專業(yè)從一開始就定位在聚合物基復合材料專業(yè)方向，對接的是國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)——新材料，瞄準民用和軍用復合材料領域對人才的需求。當前這兩個材料類工科專業(yè)的人才培養(yǎng)體系還不夠完善，特別是在學生工程實踐方面還有待進一步提高，專業(yè)實踐教育體系也還需進一步完善。

因此，在目前高等教育新形勢下，需要深入實施新工科改革與建設，對接區(qū)域經(jīng)濟和國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，以卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的人才培養(yǎng)模式融合云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等新技術推進學校傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級。阜陽師范大學以國家工程教育專業(yè)認證為契機，對標專業(yè)認證國家標準和專業(yè)評估認證標準，以成果導向教育（OBE）理念重構材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系；再以學生為中心，持續(xù)改進材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系和模式，使材料類專業(yè)辦出特色，繼而提高材料類專業(yè)人才的社會適應性和人才培養(yǎng)目標與社會需求的吻合度。

一、“打通基礎，專業(yè)分流，特色培養(yǎng)”的材料類專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設計

人才培養(yǎng)模式改革的核心內(nèi)容是人才培養(yǎng)方案的變革。阜陽師范大學材料類專業(yè)以學生為中心，基于OBE教育理念以及材料類專業(yè)“打通基礎，專業(yè)分流，特色培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)思想，對阜陽師范大學人才培養(yǎng)方案編制的理論與技術進行研究，完成了新一輪的人才培養(yǎng)方案修訂。

打通基礎：在目前學校人才培養(yǎng)方案的大框架內(nèi)統(tǒng)一設置大一和大二年級的各專業(yè)基礎課程通識教育平臺（通識基礎和通識拓展課程模塊）和學科專業(yè)教育平臺（學科基礎課程模塊），再按照學校材料科學與工程學科大類統(tǒng)一設置專業(yè)核心課程（如材料學概論、材料科學與工程基礎、材料性能學及實驗、材料研究方法等）。

專業(yè)分流：經(jīng)過2年的學科基礎課程和部分專業(yè)核心課程的學習，在學生對所學專業(yè)及其方向有了較為深入的了解和認同后，在第四學期末按照學生本人意向完成專業(yè)分流。結合學校教學資源和學生規(guī)模，復合材料與工程專業(yè)設置1個班級，專業(yè)培養(yǎng)方向為聚合物基復合材料模塊；材料化學專業(yè)先設置2個班級，進一步在第五學期末按專業(yè)方向分流設置無機材料和高分子材料2個專業(yè)方向模塊，并按模塊分班教學。

特色培養(yǎng)：一是學校以材料化學省級特色（品牌）專業(yè)強化學科專業(yè)優(yōu)勢，形成鮮明的專業(yè)特色；根據(jù)社會對專業(yè)人才的需求，材料類專業(yè)可以設置3個專業(yè)方向的教學模塊（聚合物基復合材料、無機材料和高分子材料），進而實現(xiàn)按社會需求來培養(yǎng)人才。二是學校以培養(yǎng)途徑的多樣化體現(xiàn)特色，推進產(chǎn)教融合，保持與材料、化工類行業(yè)的緊密關聯(lián)，依托學校專業(yè)和企業(yè)聯(lián)合引領行業(yè)發(fā)展，如材料化學專業(yè)的高分子材料方向模塊和企業(yè)聯(lián)合開展卓越工程師培養(yǎng)。

二、基于OBE理念調(diào)整人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程體系結構

根據(jù)“地方性應用型高水平師范大學”的辦學定位和專業(yè)培養(yǎng)目標要求，阜陽師范大學材料類專業(yè)確定了學生畢業(yè)要求，細化了工程教育認證12條畢業(yè)要求，確定了專業(yè)知識結構體系，進一步細化了專業(yè)課程體系。這樣，使內(nèi)外需求與培養(yǎng)目標、培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求、畢業(yè)要求與課程體系之間形成良好的支撐關系，構建了以“學”為中心的課程教學體系。

按照學校人才培養(yǎng)的模塊化設計，通識基礎和通識拓展課程為48學分，包含政治思想、英語、體育、軍事理論、創(chuàng)業(yè)就業(yè)、計算機、表達等課程的學分。學科基礎課程模塊為59學分，包含化學類課程22學分、化工類課程7學分、數(shù)學類課程12學分、物理與力學類課程8學分、電工電子類課程4學分、工程機械類課程6學分。其中，化學類課程包含無機及分析化學及實驗（7+3學分）、有機化學及實驗（4+2學分）和物理化學及實驗（4+2學分），化工類課程包含化工原理及實驗（6+1學分），數(shù)學類課程包含高等數(shù)學（7學分）、線性代數(shù)（2學分）和概率統(tǒng)計（3學分），物理與力學類課程包含大學物理及實驗（4+1學分）和工程力學（3學分），電工電子類課程包含電工電子基礎及實驗（3+1學分），工程機械類課程包含工程制圖（3學分）和機械設計基礎（3學分）。對于專業(yè)核心課程，主要按照學校材料類專業(yè)大類進行設置，根據(jù)學校培養(yǎng)目標要求和專業(yè)方向來確定材料類專業(yè)核心課程。進行專業(yè)分流后，按照專業(yè)方向設置了聚合物基復合材料、無機材料和高分子材料3個專業(yè)方向的模塊課程。在這3個專業(yè)方向模塊課程中融入3D打印材料技術和新能源材料技術課程，按照工程應用型人才的培養(yǎng)要求，對3個專業(yè)方向的課程模塊進行系統(tǒng)的設計，突出了材料工藝及設計、材料與環(huán)境保護、3D打印材料技術、新能源材料技術、材料選擇應用、工程項目管理等方面的特色課程。具體學科基礎課程、專業(yè)核心課程和專業(yè)方向課程，如表1所示。

三、產(chǎn)教融合協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式實踐

新工科背景下的人才培養(yǎng)要體現(xiàn)出學科交叉、產(chǎn)學融合的特征[2]。阜陽師范大學結合皖北區(qū)域新材料產(chǎn)業(yè)與行業(yè)發(fā)展對材料類高素質(zhì)應用型人才的需求，加強校企合作，建立完善的產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)學校專業(yè)與社會產(chǎn)業(yè)、課程內(nèi)容與職業(yè)標準、課堂教學與企業(yè)生產(chǎn)過程的無縫對接。學校以教學方式與教學方法改革為突破點，重點強化實踐教學環(huán)節(jié)的建設，促進產(chǎn)教融合，突出科研創(chuàng)新和工程實踐能力的培養(yǎng)，探索實施頂崗實習和訂單式培養(yǎng)的試點計劃，培養(yǎng)出一批學科基礎扎實、綜合素質(zhì)高、科研創(chuàng)新和工程實踐能力強的材料類專業(yè)優(yōu)秀人才，為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和行業(yè)建設輸送高素質(zhì)的工程應用型人才。

通過近3年的產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式的實施，學校與阜陽市周邊企業(yè)共建了多個產(chǎn)學研實踐教育基地。通過在產(chǎn)學研實踐教育基地開展學生專業(yè)實習實踐，實施以就業(yè)為導向的頂崗專業(yè)實習，架起了學生踏入社會工作的橋梁，縮短了他們的工作適應期。同時，開展了以項目為依托的產(chǎn)學研訓實踐和畢業(yè)設計，使學生深度參與到企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)過程中，大大提高了學生的動手實踐、工程應用和科研創(chuàng)新能力，進而有力提升了畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。通過校企產(chǎn)學研項目合作，促進了學校科技成果轉化，同時大大提升了合作企業(yè)的科技創(chuàng)新能力。教師在產(chǎn)學研實踐教育基地掛職鍛煉，開展研究，不僅打造了應用型師資隊伍，還不斷穩(wěn)定和拓展了校外實踐教學基地。總的來說，通過產(chǎn)教融合、協(xié)同育人模式，建立了互利共贏、共同發(fā)展的校企合作機制，使學生、企業(yè)、教師和學校四方都受益[7-8]。

四、校內(nèi)外產(chǎn)教融合的專業(yè)實踐教學和科研創(chuàng)新平臺的建設

針對工程教育認證和新工科建設背景下的人才培養(yǎng)，學校不斷提升材料類專業(yè)教學實驗室的硬件條件和管理水平，完善全天候面向學生開放的實驗教學管理制度，建立與產(chǎn)業(yè)企業(yè)鏈對接且開放式的校內(nèi)外專業(yè)實踐教學和科研創(chuàng)新平臺。依托各種校內(nèi)外專業(yè)實踐教學和科研創(chuàng)新平臺，開展在校內(nèi)研發(fā)中心進行實訓與創(chuàng)新訓練、科研訓練、畢業(yè)論文寫作和在企業(yè)進行專業(yè)見習、專業(yè)實習兩大部分結合的學生專業(yè)實踐教育。

五、創(chuàng)客教育和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練

學校結合專業(yè)特點和新材料發(fā)展趨勢，探索和研究培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的突破口，以大學生創(chuàng)客實驗室建設為契機，將創(chuàng)客教育模式引入專業(yè)人才培養(yǎng)中。學校將3D打印技術也引入專業(yè)人才培養(yǎng)中，通過3D打印技術對材料化學專業(yè)進行改造，培養(yǎng)適應新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術型人才，在已有的材料3D打印實訓室和實訓項目訓練的基礎上，建成了“新材料+3D打印”大學生創(chuàng)客實驗室。學校還將新能源材料作為材料化學專業(yè)適應社會發(fā)展的方向，在電池封裝與性能測試實驗室的基礎上，建成了“太陽能電池”創(chuàng)客實驗室。總的來說，通過開展大學生創(chuàng)客教育，不僅提升了大學生科技創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的能力，還提升了材料類專業(yè)人才培養(yǎng)與經(jīng)濟社會發(fā)展需求的吻合度[9]。

學校依托大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，培養(yǎng)材料類專業(yè)學生的科研創(chuàng)新能力，改變傳統(tǒng)的實驗教學方法，以培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力為目的，強化材料類專業(yè)學生理論知識與科研實踐的相互滲透、相互促進。教師積極引導學生獨立開展科研創(chuàng)新項目，培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力，這對材料類專業(yè)學生的整體知識體系構建和創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有非常重要的實際意義。

六、結語

在新工科建設和工程教育認證背景下，本文探索了材料類專業(yè)人才培養(yǎng)的一些模式和措施，積極回應新工業(yè)革命前景下的工程教育變革。以學生為中心，基于OBE理念構建基于“打通基礎，專業(yè)分流，特色培養(yǎng)”的材料類專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系，提高了學生畢業(yè)要求對培養(yǎng)目標的支撐度、課程體系對畢業(yè)要求的支撐度、專業(yè)人才培養(yǎng)方案與區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和學生發(fā)展需求的契合度。阜陽師范大學通過建設校內(nèi)外產(chǎn)教研融合的專業(yè)實踐教學和科研創(chuàng)新平臺，探索出產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式。面對新一輪工業(yè)革命，學校將3D打印技術和新能源材料技術融入材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系中，建設大學生創(chuàng)客實驗室和開展大學生創(chuàng)客教育，探索新工科建設，不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)材料類專業(yè)的改造升級，還提高了學校材料類專業(yè)人才的社會適應性和人才培養(yǎng)目標與社會需求的吻合度。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 吳愛華，侯永峰，楊秋波，等. 加快發(fā)展和建設新工科? 主動適應和引領新經(jīng)濟[J].高等工程教育研究，2017（1）： 1-9.

[2] 鐘登華.新工科建設的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3] 吳巖.新工科：高等工程教育的未來：對高等教育未來的戰(zhàn)略思考[J].高等工程教育研究，2018（6）：1-3.

[4] 教育部? 工業(yè)和信息化部? 中國工程院關于加快建設發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見[EB/OL].（2018-10-17）[2021-08-10]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201810/t20181017_351890.html.

[5] 朱正偉，李茂國.實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的思考[J].高等工程教育研究，2018（1）：46-53.

[6] 教育部辦公廳關于實施一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”的通知[EB/OL].（2019-04-09）[2021-08-10].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201904/t20190409_377216.html.

[7] 羅春華，侯玉梅，董秋靜，等.工程教育認證背景下材料化學專業(yè)校外育人模式的探索與實踐[J].寧德師范學院學報（自然科學版），2021，33（1）：96-99.

[8] 董秋靜，羅春華，王暢，等.工程教育認證背景下材料化學專業(yè)產(chǎn)學研人才培養(yǎng)探索與實踐[J].高教學刊，2021，7（15）：133-135.

[9] 董秋靜，羅春華，王暢，等.“新材料+3D打印”大學生創(chuàng)客實驗室建設初探[J].廣東化工，2020，47（15）：206-207.

［責任編輯：周侯辰］