面向新能源發(fā)展的材料成型及控制工程專業(yè)課程體系優(yōu)化方向

摘要 本文分析了當前新能源快速發(fā)展條件下，對材料成型及控制工程專業(yè)提出的新要求，探討了現(xiàn)有課程體系存在的問題，提出了課程體系優(yōu)化的方向和模式，既滿足“大材料”通才教育，又合理規(guī)劃好專業(yè)的新內(nèi)涵和外延，突出新材料的在新能源行業(yè)的應(yīng)用和設(shè)計專業(yè)范圍，探索新的專業(yè)課程結(jié)構(gòu)和完整的培養(yǎng)體系。

關(guān)鍵詞 材料成型與控制工程 課程體系 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

新能源主要包括太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能、氫能和核聚變能以及由可此衍生出來的各種非常規(guī)能源。相對于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有儲量大、可再生、污染少的特點。因而也常被稱為可再生能源或清潔能源。在2010年制定的全省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃中，積極推進可再生能源發(fā)電。重點發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電和太陽能發(fā)電。以湖北省為例，預(yù)計2015年湖北電網(wǎng)發(fā)電裝機容量6220萬kw，其中水電裝機3771萬kw，火電裝機2332萬kw，新能源發(fā)電裝機120萬kw（風(fēng)力發(fā)電20萬kw、光伏發(fā)電30萬kw、生物質(zhì)能50萬kw、垃圾發(fā)電20萬kw）。①

新材料與新能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的命脈，廣泛滲透于人類的生活之中，影響著人類的生存質(zhì)量。新材料是高新技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性行業(yè)，每一次材料技術(shù)的重大突破都會帶動一個新興產(chǎn)業(yè)群的發(fā)展，其研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和國防實力的重要標志。新能源的迅速發(fā)展，最終離不開新材料推進。新能源材料的開發(fā)已經(jīng)越來越引起世界各國研究機構(gòu)的廣泛重視，新的技術(shù)和成果不斷涌現(xiàn)?？梢哉f，新能源材料的開發(fā)和利用已成為社會可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素。

為適應(yīng)時代的需要，國家大力培養(yǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才。工學(xué)材料類專業(yè)的調(diào)整幅度最為突出。新設(shè)置的材料類冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程等四個專業(yè)從原則上覆蓋了原來的（1993年教育部頒布的高等學(xué)院本科專業(yè)目錄）材料類的有色金屬冶金、冶金物理化學(xué)、冶金、金屬材料與熱處理、金屬壓力加工、粉末冶金、復(fù)合材料、腐蝕與防護、鑄造、塑性成形工藝及設(shè)備、焊接工藝及設(shè)備、無機非金屬材料、硅酸鹽工程高分子材料與工程以及化工類的高分子材料及化工等近十五個專業(yè)。近幾年來我國材料科學(xué)教育改革的迅速發(fā)展，幾乎全國所有設(shè)有有關(guān)材料專業(yè)的院校均已程度不同地參與了材料學(xué)科教育改革，并且開始出現(xiàn)了力圖根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批準在浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、中南大學(xué)等十一所高校設(shè)立新能源科學(xué)與工程專業(yè)，在四川大學(xué)、中南大學(xué)、湘潭大學(xué)等十五所高等院校設(shè)立新能源材料與器件專業(yè)。目前，湖北省武漢市共有高校26所，大部分的工科院科都設(shè)置有材料學(xué)科，且教學(xué)和科研實力都較強。其材料專業(yè)中以金屬材料、無機材料、高分子材料為主，華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)等一流大學(xué)已經(jīng)進入了新能源材料的研究。

1 當前課程體系存在的問題

自1998年國家教育部將原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等專業(yè)合并成為“材料成型及控制工程”專業(yè)后，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等老專業(yè)變成了新專業(yè)所包含的學(xué)科方向。我國新的“材料成型及控制工程”專業(yè)的專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)計劃、教學(xué)大綱等，總體上的一致之處是壓縮了原來的專業(yè)知識的教學(xué)內(nèi)容，但目前還沒有形成統(tǒng)一模式。②“材料成型及控制工程”是寬口徑的新專業(yè)，辦學(xué)歷史很短，完善的課程體系尚處于初始探索階段?，F(xiàn)行的材料成型及控制工程專業(yè)課程體系中以金屬材料為主要方向，與新能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展不適應(yīng)，對學(xué)生的就業(yè)也造成一定影響。

1.1 學(xué)科導(dǎo)論課定位不準

在目前“材料成型及控制工程專業(yè)”的課程體系中，金屬材料仍占有較大的份量，教學(xué)內(nèi)容對非金屬材料，特別是新型復(fù)合材料的闡述較少，沒有體現(xiàn)新能源的發(fā)展對新材料的重大影響。

1.2 課程分配沒有結(jié)合新材料的發(fā)展

雖然在現(xiàn)行的課程體系中，理論課時較多，但專業(yè)課程中力學(xué)基礎(chǔ)理論課時少，相關(guān)的基礎(chǔ)理論支持性理論不全面，綜合性和設(shè)計性實驗項目較少，致使學(xué)生面對大型結(jié)構(gòu)件材料的認識不足，對新能源領(lǐng)域中計算機軟件的接觸機會較少。

1.3 所開課程與實際應(yīng)用聯(lián)系不夠緊密

目前開設(shè)的課程中，學(xué)生的實際應(yīng)用環(huán)節(jié)較少，生產(chǎn)實習(xí)中，學(xué)生大多以參觀的形式進入相關(guān)企業(yè)，時間倉促，無法深入地認識企業(yè)。實驗設(shè)備有限，與新能源材料相關(guān)的實驗設(shè)備更少。學(xué)生很難理解課程內(nèi)容，實際應(yīng)用更難。在課程體系中，只注意傳統(tǒng)材料科學(xué)與技術(shù)教學(xué)的設(shè)置，不能滿足現(xiàn)代工程教育的需要。

1.4 實踐教學(xué)目標不明確

實驗教學(xué)中采用金屬材料工程的設(shè)置內(nèi)容較多，大多數(shù)為對理論教學(xué)內(nèi)容與知識的驗證。實踐教學(xué)的系統(tǒng)性不強，缺乏創(chuàng)新性的設(shè)計性強的動手實踐內(nèi)容，不能對學(xué)生進行全方位系統(tǒng)的工程思維進行訓(xùn)練。實踐課程設(shè)置形式單一，理想狀態(tài)下的實驗實訓(xùn)脫離了“面向崗位”的宗旨。③

2 面向新能源發(fā)展的優(yōu)化方向

為滿足社會需求，材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)的人才應(yīng)比原來單一專業(yè)的人才所具備的知識結(jié)構(gòu)應(yīng)更合理，知識面應(yīng)更寬，所具備的綜合素質(zhì)應(yīng)更好，適應(yīng)性應(yīng)更強。④課程體系的可從以下幾個方面進行優(yōu)化。

2.1 面向新能源的快速發(fā)展，提升專業(yè)的方向特色

隨著新能源的不斷發(fā)展，新型復(fù)合材料及大型材料結(jié)構(gòu)件的覆蓋面越來越廣，與其他學(xué)科間的交叉滲透也在不斷加強，本學(xué)科目前的專業(yè)設(shè)置和學(xué)科研究方向要能滿足本學(xué)科相關(guān)行業(yè)今后對人才的需求，結(jié)合地理優(yōu)勢加強特色內(nèi)容的教學(xué)，不斷通過專業(yè)課程的調(diào)整和改革，培養(yǎng)出合格人才，推動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。

2.2 優(yōu)化課程體系，培養(yǎng)綜合素質(zhì)，突出“實踐、實用”

課程體系可按圖1的模式進行優(yōu)化，在完善現(xiàn)有的培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，注重知識體系的構(gòu)建和課程內(nèi)容的設(shè)計，體現(xiàn)培養(yǎng)的科學(xué)性和專業(yè)化。從知識結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)來滿足新能源發(fā)展的素質(zhì)要求，同時抓好課程內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)，梳理完整的學(xué)科結(jié)構(gòu)，重視生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用和獲取知識的科學(xué)方法，以綜合能力的提高為目標，并推動專業(yè)建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展。

2.3 模塊分類強化，突出“實踐、實用”教育理念

對課程體系進行模塊分類（如圖2）后，逐一完善和改進。新的課程體系強化核心基礎(chǔ)課程，形成理論力學(xué)——材料力學(xué)——結(jié)構(gòu)力學(xué)——工程熱力學(xué)等不同層次的力學(xué)知識體系。引進新能源材料的熱點，加入桿塔設(shè)計、大型材料結(jié)構(gòu)件設(shè)計方向的課程。實踐學(xué)習(xí)類課程加強對當前新能源科技發(fā)展信息的吸取，增加應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，以工程軟件實訓(xùn)的形式加強計算機應(yīng)用能力。在人文社會科學(xué)類模塊中，加入鍛煉學(xué)生的溝通及表達能力的課程，如學(xué)術(shù)講座、論文寫作、溝通與交流等內(nèi)容，培養(yǎng)未來現(xiàn)代工程的職業(yè)精神。優(yōu)化的課程體系既夯實基礎(chǔ)又提高綜合素質(zhì)，學(xué)生也具有了相應(yīng)的材料應(yīng)用維護、管理所必需的設(shè)計和測試能力，突出了“實踐、實用”教育理念。

2.4 探討專業(yè)新需求，實現(xiàn)本專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

對“材料成型及控制專業(yè)”畢業(yè)生的社會就業(yè)情況進行全面的社會調(diào)查，研究本學(xué)科專業(yè)的發(fā)展態(tài)勢和對專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、人文素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)的具體要求，探討新能源的發(fā)展對“材料成型及控制工程專業(yè)”的課程新需求，一方面實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)辦學(xué)特色；另一方面，通過課程體系的優(yōu)化，促進教學(xué)思想的不斷更新，以“新材料”推動師資培訓(xùn)的“新發(fā)展”，以合理的課程體系幫助學(xué)生順利就業(yè)。

3 結(jié)語

在結(jié)合當前新能源快速發(fā)展的條件下，探索“材料成型及控制專業(yè)”課程體系特色，新的專業(yè)培養(yǎng)模式既要體現(xiàn)國內(nèi)外的“大材料”思想，又要具有較為鮮明的新能源和地方特色，以適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的要求。優(yōu)化的課程體系既滿足“大材料”通才教育，又合理規(guī)劃好新能源發(fā)展條件下“材料成型及控制工程”專業(yè)的新內(nèi)涵和外延，突出金屬材料、復(fù)合材料的在新能源行業(yè)的應(yīng)用和設(shè)計專業(yè)范圍，探索新的專業(yè)課程結(jié)構(gòu)和完整的培養(yǎng)體系。

注釋

① 周世平.新能源技術(shù)與湖北能源發(fā)展綜述[J].湖北電力，2011.35（5）：1-6.

② 樊自田，魏華勝，陳立亮，等.建設(shè)新型課程體系 培養(yǎng)寬知識面人才[J].高等工程教育研究，2004（1）：11-12.

③ 張文正，竇素梅.應(yīng)用型本科教育課程體系優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2012（1）：93.

④ 屈銀虎，王俊勃，詹愛嫦，等.材料成型及控制工程專業(yè)課程體系建設(shè)與研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009（8）：173-174.