材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)研究

夏愛(ài)林，呂耀輝，斯松華

(安徽工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

工程教育專業(yè)認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)專業(yè)的課程體系建設(shè)有一系列的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這些標(biāo)準(zhǔn)和要求已經(jīng)成為高校本科生培養(yǎng)方案修訂的重要指南。

一、工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)課程體系的要求

工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)課程體系主要有以下要求：

首先，課程體系的設(shè)置必須能支撐畢業(yè)要求的達(dá)成。工程教育認(rèn)證的通用標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了12項(xiàng)畢業(yè)要求，規(guī)定專業(yè)必須有明確、公開(kāi)和可衡量的畢業(yè)要求，以支撐專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。每項(xiàng)畢業(yè)要求的達(dá)成則需要相應(yīng)的課程進(jìn)行支撐，所有課程都必須要支撐至少一項(xiàng)畢業(yè)要求。一般來(lái)說(shuō)，這里所說(shuō)的課程是指必修課程。

其次，不同類(lèi)型的課程必須在總學(xué)分中占有一定的比例。一般來(lái)說(shuō)，與本專業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類(lèi)課程應(yīng)該不少于總學(xué)分的15%，工程基礎(chǔ)類(lèi)、專業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)和專業(yè)類(lèi)課程不能少于總學(xué)分的30%，集中性工程實(shí)踐類(lèi)課程與畢業(yè)設(shè)計(jì)(或論文)不能少于總學(xué)分的20%，而人文社會(huì)科學(xué)類(lèi)通識(shí)教育課程則不能少于總學(xué)分的15%。

最后，必須要有企業(yè)或行業(yè)專家參與制定課程體系。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，企業(yè)對(duì)人才的需求呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)，對(duì)人才綜合能力的要求越來(lái)越高。因而，邀請(qǐng)企業(yè)或行業(yè)專家參與課程體系制定，有利于培養(yǎng)的學(xué)生更好地適應(yīng)企業(yè)的需求。

二、安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)

安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)先后獲批為省級(jí)“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”專業(yè)(2016年) 和省級(jí)“一流(品牌)專業(yè)”建設(shè)點(diǎn)(2018年)，并于2018年正式通過(guò)國(guó)家教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證。本專業(yè)“以工為主，理工融合”，培養(yǎng)具備扎實(shí)的材料科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)理論、畢業(yè)后5年左右能在新材料領(lǐng)域從事現(xiàn)有材料性能提升，新材料的研發(fā)、應(yīng)用、教學(xué)及相關(guān)管理工作的科學(xué)技術(shù)型或工程技術(shù)型專業(yè)人才。

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)2019版培養(yǎng)計(jì)劃在課程體系設(shè)置方面進(jìn)行一系列改革。

第一，設(shè)置合理的專業(yè)特色方向。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求培養(yǎng)計(jì)劃的制定必須以學(xué)生為核心。所以，課程體系的制定首要應(yīng)該考慮的就是將來(lái)學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題，這就必然和設(shè)置的專業(yè)特色方向緊密相關(guān)。從短期看，合理的專業(yè)特色方向可以保障學(xué)生的就業(yè)率，從長(zhǎng)期看還能為日后學(xué)生的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。專業(yè)特色方向的設(shè)置需要結(jié)合專業(yè)的發(fā)展特色和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合考慮。我校材料科學(xué)與工程專業(yè)2019版培養(yǎng)計(jì)劃，經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，最終確立了新能源材料與器件和功能材料兩個(gè)專業(yè)特色方向。其中，前者側(cè)重的是電池、儲(chǔ)氫和催化等相關(guān)的綠色能源材料，后者則側(cè)重于除能源材料外的磁、電和光學(xué)等相關(guān)的新型實(shí)用功能材料。這兩個(gè)方向相互補(bǔ)充和促進(jìn)，既體現(xiàn)了本專業(yè)的發(fā)展特色，也綜合考慮了當(dāng)下地方經(jīng)濟(jì)和行業(yè)企業(yè)的實(shí)際，可以說(shuō)是目前專業(yè)方向設(shè)置的最佳選擇。

第二，課程體系和授課內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)。工程教育專業(yè)認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)中需要明確畢業(yè)后未來(lái)5～10年學(xué)生所要達(dá)到的高度。要達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)，就要求培養(yǎng)的學(xué)生能適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)的需求，讓學(xué)生少走彎路，因而課程體系和授課內(nèi)容必須與時(shí)俱進(jìn)。隨著科技的進(jìn)步，新材料層出不窮，現(xiàn)有材料的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，材料領(lǐng)域的新知識(shí)呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)的趨勢(shì)，令人目不暇接[1]。為了培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)、適應(yīng)市場(chǎng)需求的高素質(zhì)人才，我校材料科學(xué)與工程專業(yè)做了如下幾項(xiàng)工作。首先，根據(jù)專業(yè)特色方向，制定課程體系和教學(xué)大綱。其次，邀請(qǐng)來(lái)自兄弟院校和相關(guān)大中型企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)豐富的專家召開(kāi)新版培養(yǎng)計(jì)劃評(píng)審會(huì)，對(duì)課程體系進(jìn)行把關(guān)。再次，初步嘗試和企業(yè)聯(lián)合辦學(xué)，包括邀請(qǐng)優(yōu)秀企業(yè)專家講授部分課程內(nèi)容，特別是選修課；聘請(qǐng)企業(yè)導(dǎo)師參與畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的指導(dǎo)和答辯等。最后，要求教師將自己的科研成果和材料學(xué)的最新進(jìn)展引入課堂。這些措施，有效保障課程體系和授課內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)、不與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)。

第三，加強(qiáng)本科生專業(yè)基礎(chǔ)理論課的教學(xué)?；A(chǔ)扎實(shí)的專業(yè)人才會(huì)更受用人單位的歡迎。工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)的12項(xiàng)畢業(yè)要求中，第1條“工程知識(shí)”和第2條“問(wèn)題分析”等都重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題的重要性。安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)為了夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)，將學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)放在重要地位。除了必修的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)類(lèi)基礎(chǔ)課外，堅(jiān)持將熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)和固體物理等三門(mén)理論性極強(qiáng)的課程列為專業(yè)必修課，以改變學(xué)生在學(xué)習(xí)一些科學(xué)知識(shí)時(shí)候的“知其然，不知其所以然”的局面，使其既知其然，也知其所以然。即使在修訂2019版新的教學(xué)計(jì)劃時(shí)專業(yè)課程學(xué)分壓縮較多的情況下，依然保持這三門(mén)課的學(xué)分基本未變動(dòng)。這三門(mén)重要的基礎(chǔ)理論課，可以夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)一些材料類(lèi)基本概念的深層次理解，充分體現(xiàn)了“以工為主，理工融合”的專業(yè)特色，對(duì)本科生畢業(yè)后無(wú)論是進(jìn)入工作崗位還是繼續(xù)深造，都起到十分重要的作用。

第四，切實(shí)重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，這對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證中常提到的培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力尤為重要[2-3]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，為了加強(qiáng)已經(jīng)通過(guò)工程認(rèn)證專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，我校每年都為認(rèn)證通過(guò)專業(yè)提供一定的資金支持，用于實(shí)驗(yàn)室新設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)和舊設(shè)備的維護(hù)。在實(shí)踐教學(xué)方面，首先努力開(kāi)拓與專業(yè)方向相近的實(shí)習(xí)基地，除馬鋼之外，與近10家相關(guān)的功能材料企業(yè)簽訂了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議和校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)協(xié)議；其次在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)引入校外企業(yè)導(dǎo)師，引導(dǎo)部分學(xué)生進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)；另外正在積極爭(zhēng)取學(xué)校資金支持，建設(shè)校內(nèi)能源材料和磁性材料實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。這些措施，都更好地支持學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)的提高。

第五，重視和完善專業(yè)選修課程體系。雖然在工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)中，沒(méi)有對(duì)選修課學(xué)分的占比作出明確的要求，但是選修課在支撐全體學(xué)生的畢業(yè)要求達(dá)成上也有重要作用。專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課是為了給學(xué)生在專業(yè)知識(shí)與技術(shù)方面打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，而專業(yè)選修課則是為了拓展學(xué)生的知識(shí)面和拓寬學(xué)生的就業(yè)面，在學(xué)生培養(yǎng)中起到十分關(guān)鍵的作用。為突出選修課的地位，在修訂2019版新的培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，增加了選修課所需的學(xué)分，并根據(jù)設(shè)立的專業(yè)特色方向調(diào)整了部分選課程。另外，在新工科概念逐漸深入人心之際，還增加了幾門(mén)與新工科緊密相聯(lián)系的材料學(xué)科與其他學(xué)科交叉的選修課程。要求教師在課堂授課時(shí)，對(duì)學(xué)生的選修課進(jìn)行選課指導(dǎo)，使得學(xué)生能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣選修適當(dāng)?shù)恼n程，避免盲目選課。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，新材料呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展態(tài)勢(shì)，材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案特別是課程體系因此需要不斷進(jìn)行調(diào)整。在工程教育專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為核心”的思想和通用標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)修訂了2019年新版培養(yǎng)方案特別是課程體系。新的培養(yǎng)方案根據(jù)新能源材料與器件和功能材料兩個(gè)專業(yè)特色方向設(shè)置了與時(shí)俱進(jìn)的課程體系，重視本科生專業(yè)基礎(chǔ)理論課的學(xué)習(xí)以及實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并且進(jìn)一步強(qiáng)化了選修課的地位。新培養(yǎng)計(jì)劃各種類(lèi)型課程所占總學(xué)分的比例為：數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類(lèi)課程為15.9%，工程基礎(chǔ)類(lèi)課程、專業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)課程與專業(yè)類(lèi)課程為34.4%，工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)為20.9%，人文社會(huì)科學(xué)類(lèi)通識(shí)教育課程為17.4%，符合工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，體現(xiàn)了“以工為主，理工融合”的專業(yè)特色。