專業(yè)認(rèn)證背景下無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革與實(shí)踐

張俊才，畢建聰

（黑龍江科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150022）

一、無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證的必要性

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實(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)。通過(guò)認(rèn)證，對(duì)達(dá)到或超過(guò)既定教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的高?；蚬こ虒I(yè)給予認(rèn)可，從而協(xié)助院校和專業(yè)進(jìn)一步提高教育質(zhì)量，因此，積極參與國(guó)際互認(rèn)是實(shí)現(xiàn)工程教育全球化戰(zhàn)略和工程技術(shù)人員全球流動(dòng)的必然選擇。

為增強(qiáng)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，更好滿足材料產(chǎn)業(yè)人才需求，以及提升無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)生國(guó)際和國(guó)內(nèi)影響力和競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)國(guó)際互認(rèn)，從而提高就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量，無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)有必要進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證。

二、基于專業(yè)認(rèn)證和石墨烯特色修訂優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案

根據(jù)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)認(rèn)證12 個(gè)畢業(yè)要求及黑龍江省相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的客觀要求，充分考慮黑龍江省地方經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料方面人才的需求，尤其是石墨深加工產(chǎn)業(yè)人才需求，研究在國(guó)際化背景下無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)人才需求的知識(shí)體系、技術(shù)能力、創(chuàng)新技能等，并根據(jù)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)認(rèn)證12 個(gè)畢業(yè)要求建立相應(yīng)的目標(biāo)體系，從市場(chǎng)需求和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂優(yōu)化。

黑龍江是中國(guó)乃至世界石墨儲(chǔ)量最多的省份，資源優(yōu)勢(shì)突出。黑龍江省“十三五”的目標(biāo)之一是將黑龍江省打造成為集石墨礦山采選、科研開(kāi)發(fā)、石墨新材料制造為一體的國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，成為全國(guó)乃至全球石墨及石墨新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)跑者。石墨深加工人才培養(yǎng)成為黑龍江省無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)特色，滿足本省、全國(guó)及國(guó)際石墨烯人才需求，為此在新修訂的人才培養(yǎng)方案中增設(shè)《碳素工藝學(xué)》、《新型碳材料》、《無(wú)機(jī)非金屬材料新技術(shù)》、《無(wú)機(jī)非金屬材料工程案例分析》、《納米材料》、《材料前沿講座》、《專業(yè)技能訓(xùn)練》和《綜合實(shí)驗(yàn)》等課程，從而更加完善了學(xué)生的知識(shí)體系，強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐技能，拓寬了學(xué)生的就業(yè)方向。

三、專業(yè)認(rèn)證下課程體系CDIO 項(xiàng)目式改革

CDIO 教學(xué)模式是以學(xué)生為中心、使學(xué)生參與產(chǎn)品整個(gè)生命周期的一個(gè)教學(xué)過(guò)程。讓學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，以團(tuán)隊(duì)合作的方式，借助CDIO 項(xiàng)目平臺(tái)整合《無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)》、《材料工程基礎(chǔ)》和《材料工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》等課程講述的知識(shí)，讓學(xué)生在“學(xué)中做”和“做中學(xué)”，進(jìn)行主動(dòng)的探索和創(chuàng)作。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的達(dá)成度分析中，專業(yè)課程體系對(duì)畢業(yè)要求的支撐極為重要。引入以學(xué)生為中心的CDIO 教學(xué)模式，能夠優(yōu)化專業(yè)課程體系，有助于對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)能力進(jìn)行培養(yǎng)并評(píng)價(jià)，從而更加有助于工程教育認(rèn)證過(guò)程中畢業(yè)要求達(dá)成度的分析和評(píng)價(jià)。

四、理論教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)三位一體教學(xué)模式改革

無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)。在現(xiàn)行教學(xué)體系的教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)脫節(jié)，至少是缺少緊密聯(lián)系?！稛o(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)》、《無(wú)機(jī)非金屬材料設(shè)備》、《材料工程基礎(chǔ)》等課程是無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，《無(wú)機(jī)非金屬材料工廠工藝設(shè)計(jì)》是無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)重要的專業(yè)方向課，這些課程都與生產(chǎn)實(shí)踐有著密切的聯(lián)系。

生產(chǎn)實(shí)習(xí)是從理論到實(shí)踐的第二次結(jié)合（第一次結(jié)合為認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)），通過(guò)到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，學(xué)生能夠獲得從原材料的種類、特點(diǎn)、配料、加工到成品批量生產(chǎn)的全過(guò)程，以及對(duì)生產(chǎn)組織管理等的感性認(rèn)識(shí)，并與理論教學(xué)中獲得的理性認(rèn)識(shí)（理論知識(shí)）相結(jié)合，從而加以驗(yàn)證、深化、鞏固和充實(shí)；同時(shí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查、研究、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

課程設(shè)計(jì)是在理論到實(shí)踐的兩次結(jié)合之后，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用某門(mén)課程及先修課程的基本知識(shí)來(lái)解決某一實(shí)際問(wèn)題的能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)計(jì)算、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面能力。只有在充分了解了生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)，以及對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和工藝有了較深入的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，才能真正進(jìn)行有意義的課程設(shè)計(jì)，否則課程設(shè)計(jì)只能是無(wú)源之水、無(wú)本之木。材料工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)和無(wú)機(jī)非金屬材料工廠工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。以往的課程設(shè)計(jì)，由于指導(dǎo)教師不一定參與指導(dǎo)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)，因而無(wú)法按照設(shè)計(jì)要求有針對(duì)性地安排生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容，從而導(dǎo)致生產(chǎn)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)本來(lái)應(yīng)該緊密聯(lián)系的教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)生脫節(jié)。

為此，要在專業(yè)課理論教學(xué)中密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將前一輪的實(shí)踐成果應(yīng)用于理論教學(xué)，并為下一輪的實(shí)踐教學(xué)布置具體任務(wù)。理論教學(xué)應(yīng)更多結(jié)合前一輪生產(chǎn)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)的成果進(jìn)行討論式教學(xué)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)要帶著理論課學(xué)習(xí)的待檢驗(yàn)成果和課程設(shè)計(jì)的任務(wù)深入企業(yè)進(jìn)行理論與實(shí)踐的結(jié)合，生產(chǎn)實(shí)習(xí)把以往的由企業(yè)人員指導(dǎo)改為以指導(dǎo)教師指導(dǎo)為主、企業(yè)人員指導(dǎo)為輔的形式。最后用以老帶新的組合方式安排指導(dǎo)教師指導(dǎo)新一輪的課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)以實(shí)習(xí)的對(duì)象企業(yè)為藍(lán)本，根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，利用生產(chǎn)實(shí)習(xí)的成果和理論學(xué)習(xí)的系統(tǒng)知識(shí)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)輔助手段要由以往的以設(shè)計(jì)手冊(cè)為主改為以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐獲得的信息為主、設(shè)計(jì)手冊(cè)為輔的形式，真正將課堂與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合。

五、專業(yè)認(rèn)證下分層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系改革

按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位及目標(biāo)要求，進(jìn)一步增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的層次性及其與理論課程的匹配性，并在保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的整合建設(shè)。無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)應(yīng)建立生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)技能訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）分層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，各種教學(xué)方式相互滲透。并對(duì)技能訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中增加與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的訓(xùn)練題目。

（一）專業(yè)技能訓(xùn)練改革

無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)技能訓(xùn)練4 周，分水泥、陶瓷、石墨等不同方向。水泥方向主要是水泥使用過(guò)程中各項(xiàng)性能的檢測(cè)（包括水泥的細(xì)度及凝結(jié)時(shí)間測(cè)定、表觀密度測(cè)定，水泥膠砂標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，水泥的安定性測(cè)定，水泥不同齡期抗壓和抗折強(qiáng)度等）；陶瓷方向主要是針對(duì)不同的成型方式對(duì)應(yīng)的陶瓷粉體的制備、泥漿和泥坯的制備，以及后續(xù)的成型、燒成、檢測(cè)等系統(tǒng)性訓(xùn)練；石墨方向主要是石墨提純、膨脹石墨制備以及新型石墨材料（石墨烯）制備等。在每個(gè)方向配備基本訓(xùn)練內(nèi)容供學(xué)生自行選題，形成小組獨(dú)立完成，學(xué)生按照教師給出的任務(wù)和目標(biāo)，設(shè)計(jì)訓(xùn)練方案，最終獲得相關(guān)結(jié)論或試驗(yàn)產(chǎn)品。專業(yè)技能訓(xùn)練使學(xué)生能夠熟練掌握儀器設(shè)備的使用，了解無(wú)機(jī)材料工藝設(shè)計(jì)方案以及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作和加工以及檢測(cè)。

（二）綜合實(shí)驗(yàn)改革

綜合實(shí)驗(yàn)所體現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)合性、實(shí)驗(yàn)方法的多元性、實(shí)驗(yàn)手段的多樣性以及人才培養(yǎng)的綜合性，更有助于展現(xiàn)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)方面的重要作用。綜合實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生具有一定專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用相關(guān)課程的綜合知識(shí)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實(shí)驗(yàn)。無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)需要在工程教育認(rèn)證的引導(dǎo)下，優(yōu)化與整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)體系，將孤立、分散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合，圍繞材料制備、成分分析、結(jié)構(gòu)表征、性能分析等環(huán)節(jié)依次開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成一套完備知識(shí)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)更趨先進(jìn)性、科學(xué)性和系統(tǒng)性。同時(shí)，依托本專業(yè)發(fā)展平臺(tái)，總結(jié)最新科研成果，將教學(xué)和科研充分熔接，以科研引領(lǐng)教學(xué)，改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新性發(fā)展。這種教學(xué)方式對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、提升學(xué)生創(chuàng)新能力，以適應(yīng)工程教育認(rèn)證對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的要求具有重要的實(shí)踐意義。

無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，以提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，主要是掌握關(guān)于水泥、陶瓷、石墨檢測(cè)方面的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，包括常用儀器設(shè)備講解和安全規(guī)范操作訓(xùn)練，對(duì)一些科學(xué)技術(shù)的原理進(jìn)行驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作技能和安全防護(hù)。專業(yè)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生所學(xué)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行的獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到對(duì)水泥、陶瓷、石墨材料的一種綜合性測(cè)試。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是對(duì)前沿的石墨材料（石墨烯）進(jìn)行制備、復(fù)合以及相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行探索性研究。分層次綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不僅使學(xué)生掌握了基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和基本操作技術(shù)，更能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練，與企業(yè)人才能力需求無(wú)縫對(duì)接。分層次綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革使學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力得到了提高，更好地滿足了考研和找工作同學(xué)不同需求。

（三）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）改革

無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的基本訓(xùn)練，是本科教學(xué)中至關(guān)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生畢業(yè)后從事無(wú)機(jī)非金屬材料研究、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和運(yùn)行管理等工作奠定基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目來(lái)源以就業(yè)為導(dǎo)向，與就業(yè)崗位緊密結(jié)合。學(xué)生也可以在擬就業(yè)企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），通過(guò)在企業(yè)實(shí)習(xí)的過(guò)程，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，選擇與企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的課題。設(shè)計(jì)（論文）既可以在企業(yè)完成，也可以在學(xué)校完成，也可以兩邊各做一部分工作。使學(xué)生進(jìn)一步了解就業(yè)方向與工作對(duì)象，最大限度地縮小畢業(yè)生綜合職業(yè)能力與用人單位崗位要求的差距。部分題目來(lái)自企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，實(shí)戰(zhàn)性強(qiáng)，最大限度地激發(fā)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，激發(fā)創(chuàng)新思維，提高實(shí)踐能力，一旦被企業(yè)采用，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生極大的自信心與成就感。

六、專業(yè)認(rèn)證下學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)搭建

無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)依托教師科研項(xiàng)目、全國(guó)混凝土設(shè)計(jì)大賽、黑龍江科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目等搭建大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，學(xué)生可以利用這些平臺(tái)組建科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練。由指導(dǎo)教師提出工作方向和任務(wù)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)在教師指導(dǎo)下協(xié)助完成科研項(xiàng)目，能有效激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的潛力，并在工作中獲得成就感。在實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生不僅能夠接觸科技前沿領(lǐng)域，而且可以強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終以學(xué)生為中心、教師為輔助，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合、動(dòng)腦和動(dòng)手相結(jié)合，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高及創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

七、專業(yè)認(rèn)證下校企合作模式深化改革

利用黑龍江地域優(yōu)勢(shì)和企業(yè)資源擴(kuò)大實(shí)習(xí)實(shí)踐基地。黑龍江科技大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)與依安縣政府簽訂了產(chǎn)學(xué)研實(shí)習(xí)合作協(xié)議，在校企聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生、科研合作學(xué)生帶薪頂崗實(shí)習(xí)和學(xué)生就業(yè)等方面深化合作。黑龍江科技大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)還與牡丹江水泥廠、哈爾濱電碳廠、哈爾濱市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、哈爾濱水泥廠等企業(yè)合作，深化校企聯(lián)合培養(yǎng)。黑龍江科技大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)將常規(guī)實(shí)習(xí)與頂崗實(shí)習(xí)相結(jié)合，由學(xué)院和企業(yè)簽訂合作協(xié)議，共同制定實(shí)習(xí)學(xué)生的選拔、指導(dǎo)、管理和評(píng)估制度和辦法，加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地建設(shè)。頂崗實(shí)習(xí)可以使學(xué)生獲得工作經(jīng)驗(yàn)，增加學(xué)生收入，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。學(xué)生通過(guò)頂崗實(shí)習(xí)建立起無(wú)機(jī)非金屬行業(yè)的發(fā)展理念和工作需求，從而能夠較快適應(yīng)企業(yè)研究和生產(chǎn)實(shí)際。提前接受企業(yè)的培訓(xùn)，感受崗位對(duì)自身能力的要求，對(duì)于學(xué)生的就業(yè)有極大的推動(dòng)作用。目前，黑龍江科技大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)已經(jīng)為哈爾濱電碳廠、牡丹江水泥廠等相關(guān)企業(yè)輸送20 余名畢業(yè)生。通過(guò)走訪用人單位獲知，黑龍江科技大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)生深得用人單位好評(píng)，滿意程度較高。