“新工科”背景下材料類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索

張鳳英 陳永楠 袁戰(zhàn)偉 艾誠 陳曦

[摘 要]材料類研究與實(shí)踐項(xiàng)目為教育部要求推進(jìn)的首批“新工科”建設(shè)項(xiàng)目之一，而“新工科”對高等材料類專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新要求。長安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)針對“新工科”建設(shè)背景下本專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探索，圍繞本專業(yè)本科生培養(yǎng)教育理念更新、課程體系構(gòu)建、教學(xué)方式與技術(shù)創(chuàng)新、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面展開探討和建設(shè)，為探索綜合性大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)材料成型及控制工程專業(yè)人才新途徑奠定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]“新工科”;人才培養(yǎng);教育理念;教學(xué)方式;課程體系;師資隊(duì)伍

[中圖分類號] TG44，C961[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）06-0028-03

世界各地新一輪科學(xué)、技術(shù)和工業(yè)革命正在推動新經(jīng)濟(jì)的形成和發(fā)展。“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”和“一帶一路”等重要國家戰(zhàn)略對中國高等教育的改革和發(fā)展提出了新的要求，工科專業(yè)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。為了滿足國家高等教育和人才培養(yǎng)戰(zhàn)略需求，教育部積極響應(yīng)和大力開展新的工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”[1-2]。目前，“新工科”建設(shè)正在從思想發(fā)動走向?qū)嵺`行動。

材料成型及控制工程專業(yè)是機(jī)械工程和材料科學(xué)與工程兩大領(lǐng)域的交叉學(xué)科。長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)主要研究熱處理對材料微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能的影響以及成型過程中的過程控制;解決成型工藝優(yōu)化、成型設(shè)備開發(fā)過程中的理論和應(yīng)用問題。其目的是培養(yǎng)高水平、高質(zhì)量、綜合性的人才，這些人才可以從事機(jī)械制造、金屬及其合金制備、材料加工和成型控制、材料結(jié)構(gòu)和性能、材料應(yīng)用等領(lǐng)域的技術(shù)研究、設(shè)備設(shè)計(jì)和制造、技術(shù)改造、生產(chǎn)技術(shù)管理和運(yùn)營管理。科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了材料成型技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，也促進(jìn)了新材料設(shè)計(jì)及制備加工工藝時(shí)代的到來。材料成型技術(shù)的發(fā)展對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)及國防各個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。隨著“新工科”建設(shè)任務(wù)的推進(jìn)，必然需要進(jìn)行人才素質(zhì)結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)整，使“新工科”人才素質(zhì)結(jié)構(gòu)更好地適應(yīng)和滿足需求并引領(lǐng)未來發(fā)展[3]。

基于此，長安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)針對“新工科”建設(shè)背景下本專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探索：圍繞本專業(yè)本科生培養(yǎng)教育理念更新、課程體系構(gòu)建、教學(xué)方式與技術(shù)創(chuàng)新、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面展開探討和建設(shè)，為探索綜合性大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)材料成型及控制工程專業(yè)人才新途徑奠定基礎(chǔ)。

一、更新材料成型及控制工程專業(yè)本科生培養(yǎng)教育理念

“新工科”發(fā)展背景下，首先需要更新材料成型及控制工程專業(yè)的人才培養(yǎng)理念。此前，長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)將人才培養(yǎng)目標(biāo)確定為培養(yǎng)具備德智體美全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，具備材料成型及控制工程領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)、專業(yè)知識與應(yīng)用能力的工程技術(shù)人才，在材料成型及控制工程領(lǐng)域具備工藝制定和設(shè)備的設(shè)計(jì)制造的工程技術(shù)人才，以及具有自學(xué)、創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)合作、職業(yè)道德和溝通能力的工程技術(shù)人才。然而，“新工科”工程教育要求更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力[4]。為了使學(xué)生具有更全面的工程專業(yè)素質(zhì)，如設(shè)計(jì)、施工、組織和管理以及在解決工程問題方面相互合作的能力， “新工科”工程教育模式以實(shí)踐工程為主線，采用現(xiàn)代化的教學(xué)方法，創(chuàng)建實(shí)踐平臺，將提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)分析能力置于重要位置，并致力于促進(jìn)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的全面發(fā)展?？蓮囊韵聨追矫鎸Σ牧铣尚图翱刂乒こ虒I(yè)的教育培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)新。

一是強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用理論知識和實(shí)踐技能，發(fā)現(xiàn)、分析并解決復(fù)雜的工程問題的能力。

二是除了基本的數(shù)學(xué)知識、工程理論和道德素質(zhì)教育之外，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新思維、豐富的想象力和商業(yè)創(chuàng)造力，以提高學(xué)生整合和發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的能力。

三是培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力與團(tuán)隊(duì)意識，使學(xué)生能靈活運(yùn)用多種方法清晰地描述復(fù)雜的工程問題，與他人有效溝通，并具有一定的外語交流能力和國際視野。培養(yǎng)學(xué)生的全球視野與跨文化的交流能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、領(lǐng)導(dǎo)決策能力，加強(qiáng)其整體的開拓創(chuàng)新能力。

四是培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識，能充分了解學(xué)科前沿及其發(fā)展趨勢，并可在多個(gè)工程領(lǐng)域從事材料成型及控制工程等方面的科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)與工程管理等工作。

二、材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)制改革

新一輪工業(yè)革命對人類提出了新要求，我們需要從科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律和政治等各個(gè)角度分析和把握未來發(fā)展的新模式[5]。這就要求新一代工程人才不僅要有扎實(shí)的理論支撐和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要有前瞻性眼光和創(chuàng)新精神，具備良好的領(lǐng)導(dǎo)能力、多領(lǐng)域知識和技術(shù)組織整合能力、深厚的文化背景和全球視野?；诖耍L安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)人才的培養(yǎng)機(jī)制有待進(jìn)一步改進(jìn)，以適應(yīng)新一代工程人才培養(yǎng)的要求。

一是基于協(xié)同創(chuàng)新的基本原則，積極探索復(fù)合交叉培養(yǎng)體制[6]。加強(qiáng)長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)與機(jī)械、汽車、力學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、生物等學(xué)科專業(yè)的交融。此外，關(guān)注學(xué)科前沿，特別是人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等發(fā)展為材料科學(xué)發(fā)展帶來的無限可能，加大科研平臺的建設(shè)力度，開發(fā)跨學(xué)科課程，改善課程體系設(shè)置，建設(shè)覆蓋范圍更為廣泛的通識教育和更加注重材料成型及控制工程與多學(xué)科交叉融合的學(xué)科專業(yè)課程集群。

二是在長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)依托的平臺即材料成型及控制工程系實(shí)行“班導(dǎo)師”和“學(xué)術(shù)導(dǎo)師”制。導(dǎo)師亦師亦友，對學(xué)生進(jìn)行全方位引導(dǎo)，通過言傳身教，既指導(dǎo)學(xué)生做人，樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，又提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生養(yǎng)成自主探索和獨(dú)立思考的習(xí)慣，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

三是實(shí)施大學(xué)生拔尖創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，同時(shí)，基于“挑戰(zhàn)杯”和“五小創(chuàng)賽事”，通過導(dǎo)師一對一地進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生全面地看待事物并把它們聯(lián)系起來進(jìn)行分析的能力，既強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，又讓學(xué)生的天賦盡情釋放。

四是在長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)建立本碩連讀的人才培養(yǎng)模式。將本科教育作為“新工科”教育承前啟后的最重要的階段，并與研究生培養(yǎng)貫通起來，通過本碩課程的貫通和聯(lián)系，工業(yè)與教育的合作，科學(xué)與教育的融合，課程體系的更新和完善，對學(xué)生的工程視野和思維進(jìn)行有效拓展，探索“新工科”工程人才的本碩連讀模式，克服以往本科生到碩士研究生人才培養(yǎng)斷層的弊端。

三、構(gòu)建適應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)要求的課程體系，創(chuàng)新教學(xué)方式與技術(shù)

基于“新工科”建設(shè)的材料成型及控制工程專業(yè)的教學(xué)改革的關(guān)鍵點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能[7]。目前長安大學(xué)的“材料成型及控制工程”課程教學(xué)中存在的問題主要體現(xiàn)在：單門課程過于強(qiáng)調(diào)知識體系的全面，導(dǎo)致課時(shí)膨脹與精簡課時(shí)的要求矛盾突出，學(xué)生的自主創(chuàng)新空間不足。教學(xué)手段相對單一，以知識講授為主，課堂調(diào)動學(xué)生的積極性不夠。

針對“新工科”建設(shè)對人才培養(yǎng)的要求，擬從以下方面對課程體系及教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)及更新。

一是將“大工程觀”融入課程體系設(shè)計(jì)和變革過程當(dāng)中，強(qiáng)調(diào)通識教育與專業(yè)教育課程的有機(jī)結(jié)合，將通識教育貫穿大學(xué)教育的始終。具體實(shí)踐上，可相應(yīng)增加通識教育理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程，以強(qiáng)化材料成型及控制工程技術(shù)技能為主線，同時(shí)增加通識教育以及藝術(shù)、文化、社科類等課程。例如：除“大學(xué)英語”“工程數(shù)學(xué)”課程外，可以增加“科技文獻(xiàn)檢索”“科技前沿講座”“計(jì)算機(jī)在材料工程中的應(yīng)用”等課程作為必修，還可以增加藝術(shù)、文化、社科類課程作為選修，且要求選夠所需學(xué)分。其目的在于，基于通識教育與專業(yè)教育課程的有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生在構(gòu)建“深厚的工程基礎(chǔ)”的條件下加強(qiáng)自身能力，能夠從技術(shù)、倫理甚至美學(xué)等角度綜合思考，注重科技與生活、自然環(huán)境的融合，為科技創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

二是更加注重雙語教學(xué)，強(qiáng)調(diào)材料成型及控制工程專業(yè)教育與國際接軌。通過培養(yǎng)使學(xué)生能夠同時(shí)利用中文資源和英文資源獲取相關(guān)專業(yè)信息，掌握科學(xué)思維方法，同時(shí)加強(qiáng)英文文獻(xiàn)閱讀、寫作和會話技能，具備初步的國際競爭力。根據(jù)目前材料成型及控制工程專業(yè)的課程設(shè)置情況，選取“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“傳熱學(xué)”“粉末冶金”“合金及熔煉”這幾門課程開設(shè)雙語課程，其中“材料科學(xué)基礎(chǔ)”為專業(yè)基礎(chǔ)課程，而“傳熱學(xué)”“粉末冶金”“合金及熔煉”為專業(yè)發(fā)展課程。這些課程內(nèi)容應(yīng)用性強(qiáng)，學(xué)生易于理解，而且采用雙語教學(xué)便于在課程內(nèi)容上參考國外的最新進(jìn)展，可更有效地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的能力。

三是創(chuàng)新教學(xué)方式與技術(shù)。首先積極采用啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)方式，以問題為導(dǎo)線，啟發(fā)學(xué)生思考、查新、小組討論等，變注入式教學(xué)為以問題為導(dǎo)向教學(xué)。其次，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，合理利用慕課形式的課程資源，融合線上和線下兩類資源，將部分精心設(shè)計(jì)的教學(xué)課程以及相關(guān)資源以在線課程的形式呈現(xiàn)出來，允許學(xué)生自主選擇在線學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)。這樣做的目的在于推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)技術(shù)的深度融合，豐富教學(xué)方法，提高學(xué)生的自主能力，將以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，提高工科人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

四、加強(qiáng)適應(yīng)“新工科”發(fā)展的師資隊(duì)伍建設(shè)

根據(jù)“新工科”建設(shè)的要求，圍繞“新工科”的內(nèi)涵和任務(wù)，長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)大力加強(qiáng)了師資隊(duì)伍建設(shè)，特別是注重青年教師培養(yǎng)以及具有國際化視野的海外人才引進(jìn)，具體包括以下幾個(gè)方面。

一是建設(shè)高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成有效的團(tuán)隊(duì)合作機(jī)制。以長安大學(xué)材料成型及控制工程系為建設(shè)平臺，以經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀教師為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，建立合作互助的教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。通過安排名師講座以及教學(xué)專題研討會等多種學(xué)習(xí)和實(shí)踐形式，在治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀教師的帶領(lǐng)下以及年輕教師的合作交流下，分析、總結(jié)教學(xué)的風(fēng)格、理念和經(jīng)驗(yàn)，改革教學(xué)的內(nèi)容和方法，開發(fā)教學(xué)新模式。這樣既培養(yǎng)了教學(xué)團(tuán)隊(duì)精神，又科學(xué)有效地提升了任課教師的教學(xué)能力。

二是特別注重加強(qiáng)對具有國際視野的高水平海外名校人才的引進(jìn)，同時(shí)，在國家自然基金委出國留學(xué)項(xiàng)目以及長安大學(xué)雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持下，鼓勵和選送教師到海外名校進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)以及合作，借鑒海外名校的教學(xué)理念、方法和手段，打造經(jīng)驗(yàn)豐富、視野寬廣的師資隊(duì)伍。

五、結(jié)語

本文針對長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討，從培養(yǎng)教育理念更新、培養(yǎng)機(jī)制改革、課程體系改革與教學(xué)、方式創(chuàng)新、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面提出建設(shè)思路，為全周期、多方位培養(yǎng)學(xué)生的格局、發(fā)展人才培養(yǎng)新理念奠定基礎(chǔ)。在培養(yǎng)教育理念更新方面，更新了長安大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)的教育培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生分析并解決復(fù)雜工程問題的能力、創(chuàng)造性思維、團(tuán)隊(duì)合作意識以及終身學(xué)習(xí)的能力。在培養(yǎng)機(jī)制改革方面，實(shí)行“班導(dǎo)師”和“學(xué)術(shù)導(dǎo)師”制度，并積極開展大學(xué)生拔尖創(chuàng)新訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目。在課程體系改革及教學(xué)方式創(chuàng)新方面，相應(yīng)增加通識教育理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程，注重雙語教學(xué)，充分整合線上線下兩類資源。在師資隊(duì)伍建設(shè)方面，注重青年教師培養(yǎng)以及具有國際化視野的海外人才引進(jìn)，打造經(jīng)驗(yàn)豐富、視野寬廣的師資隊(duì)伍。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] “新工科”建設(shè)復(fù)旦共識[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[2] “新工科”建設(shè)行動路線：“天大行動”[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[3] 姜曉坤，朱泓，李志義.面向新工業(yè)革命的新工科人才素質(zhì)結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2017（12）：13-17+23.

[4] 任振華，曾憲桃.“新工科”背景下應(yīng)用型大學(xué)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的改革與探索[J].西部素質(zhì)教育，2017（17）：1-3.

[5] 陳慧，陳敏.關(guān)于綜合性大學(xué)培養(yǎng)新工科人才的思考與探索[J].高等工程教育研究，2017（2）：19-23+47.

[6] 張海生.我國高校“新工科”建設(shè)的實(shí)踐探索與分類發(fā)展[J].重慶高教研究，2018（1）：41-55.

[7] 侯赤，趙美英，惠嘉，等.面向新工科的飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程群建設(shè)探索[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2017（4）：86-90+109.

[責(zé)任編輯：龐丹丹]