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

羅春華　董秋靜　李瑞乾　姜廣鵬　張宏

［摘 要］在新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)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(xué)構(gòu)建了基于“打通基礎(chǔ)，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(jié)構(gòu)；建設(shè)校內(nèi)外產(chǎn)教融合的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和科研創(chuàng)新平臺(tái)，探索并實(shí)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(shù)和新能源材料技術(shù)融入材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系中，探索實(shí)踐了基于“新材料+3D打印”和太陽能電池的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，開展大學(xué)生創(chuàng)客教育，培養(yǎng)適應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)型人才；開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，培養(yǎng)材料類專業(yè)學(xué)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(jìn)中使學(xué)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(jí)，不斷提高材料類專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］新工科建設(shè)；工程教育認(rèn)證；材料類專業(yè)；人才培養(yǎng)

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）04-0124-03

為了加快培養(yǎng)新興領(lǐng)域工程科技人才，改造升級(jí)傳統(tǒng)工科專業(yè)，主動(dòng)布局未來戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域人才培養(yǎng)，提升國(guó)家硬實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，教育部于2017年啟動(dòng)了新工科建設(shè)[1-3]。同時(shí)，為適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢(shì)，緊緊圍繞國(guó)家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設(shè)發(fā)展新工科，探索形成中國(guó)特色、世界水平的工程教育體系，促進(jìn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)，教育部、工業(yè)和信息化部、中國(guó)工程院在2018年發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》[4-5]。緊接著在2019年，教育部啟動(dòng)一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計(jì)劃”，遵循“面向各類高校”“面向全部專業(yè)”“突出示范領(lǐng)跑”“分‘賽道建設(shè)”和“‘兩步走實(shí)施”的建設(shè)原則，計(jì)劃三年內(nèi)建設(shè)10000個(gè)左右國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)點(diǎn)和10000個(gè)左右省級(jí)一流本科專業(yè)點(diǎn)，全面振興本科教育[6]。

阜陽師范大學(xué)是一所地方性應(yīng)用型高水平師范大學(xué)，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(xué)校材料類專業(yè)有材料化學(xué)、復(fù)合材料與工程2個(gè)本科專業(yè)，分別在2008年和2016年開始招生。材料化學(xué)專業(yè)經(jīng)過學(xué)校近10年的投入和建設(shè)，形成了高分子材料和無機(jī)材料2個(gè)鮮明的專業(yè)特色發(fā)展方向，重點(diǎn)突出學(xué)生在科研創(chuàng)新和工程應(yīng)用實(shí)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(jì)劃、安徽省特色（品牌）專業(yè)和安徽省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。復(fù)合材料與工程專業(yè)從一開始就定位在聚合物基復(fù)合材料專業(yè)方向，對(duì)接的是國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)——新材料，瞄準(zhǔn)民用和軍用復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨蟆．?dāng)前這兩個(gè)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(xué)生工程實(shí)踐方面還有待進(jìn)一步提高，專業(yè)實(shí)踐教育體系也還需進(jìn)一步完善。

因此，在目前高等教育新形勢(shì)下，需要深入實(shí)施新工科改革與建設(shè)，對(duì)接區(qū)域經(jīng)濟(jì)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，以卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的人才培養(yǎng)模式融合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)推進(jìn)學(xué)校傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級(jí)。阜陽師范大學(xué)以國(guó)家工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，對(duì)標(biāo)專業(yè)認(rèn)證國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)評(píng)估認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以成果導(dǎo)向教育（OBE）理念重構(gòu)材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系；再以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)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(huì)適應(yīng)性和人才培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)需求的吻合度。

一、“打通基礎(chǔ)，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(shè)計(jì)

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(xué)材料類專業(yè)以學(xué)生為中心，基于OBE教育理念以及材料類專業(yè)“打通基礎(chǔ)，專業(yè)分流，特色培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)思想，對(duì)阜陽師范大學(xué)人才培養(yǎng)方案編制的理論與技術(shù)進(jìn)行研究，完成了新一輪的人才培養(yǎng)方案修訂。

打通基礎(chǔ)：在目前學(xué)校人才培養(yǎng)方案的大框架內(nèi)統(tǒng)一設(shè)置大一和大二年級(jí)的各專業(yè)基礎(chǔ)課程通識(shí)教育平臺(tái)（通識(shí)基礎(chǔ)和通識(shí)拓展課程模塊）和學(xué)科專業(yè)教育平臺(tái)（學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊），再按照學(xué)校材料科學(xué)與工程學(xué)科大類統(tǒng)一設(shè)置專業(yè)核心課程（如材料學(xué)概論、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料性能學(xué)及實(shí)驗(yàn)、材料研究方法等）。

專業(yè)分流：經(jīng)過2年的學(xué)科基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)，在學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)及其方向有了較為深入的了解和認(rèn)同后，在第四學(xué)期末按照學(xué)生本人意向完成專業(yè)分流。結(jié)合學(xué)校教學(xué)資源和學(xué)生規(guī)模，復(fù)合材料與工程專業(yè)設(shè)置1個(gè)班級(jí)，專業(yè)培養(yǎng)方向?yàn)榫酆衔锘鶑?fù)合材料模塊；材料化學(xué)專業(yè)先設(shè)置2個(gè)班級(jí)，進(jìn)一步在第五學(xué)期末按專業(yè)方向分流設(shè)置無機(jī)材料和高分子材料2個(gè)專業(yè)方向模塊，并按模塊分班教學(xué)。

特色培養(yǎng)：一是學(xué)校以材料化學(xué)省級(jí)特色（品牌）專業(yè)強(qiáng)化學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，形成鮮明的專業(yè)特色；根據(jù)社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的需求，材料類專業(yè)可以設(shè)置3個(gè)專業(yè)方向的教學(xué)模塊（聚合物基復(fù)合材料、無機(jī)材料和高分子材料），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)按社會(huì)需求來培養(yǎng)人才。二是學(xué)校以培養(yǎng)途徑的多樣化體現(xiàn)特色，推進(jìn)產(chǎn)教融合，保持與材料、化工類行業(yè)的緊密關(guān)聯(lián)，依托學(xué)校專業(yè)和企業(yè)聯(lián)合引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，如材料化學(xué)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(jié)構(gòu)

根據(jù)“地方性應(yīng)用型高水平師范大學(xué)”的辦學(xué)定位和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，阜陽師范大學(xué)材料類專業(yè)確定了學(xué)生畢業(yè)要求，細(xì)化了工程教育認(rèn)證12條畢業(yè)要求，確定了專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步細(xì)化了專業(yè)課程體系。這樣，使內(nèi)外需求與培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)目標(biāo)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(guān)系，構(gòu)建了以“學(xué)”為中心的課程教學(xué)體系。

按照學(xué)校人才培養(yǎng)的模塊化設(shè)計(jì)，通識(shí)基礎(chǔ)和通識(shí)拓展課程為48學(xué)分，包含政治思想、英語、體育、軍事理論、創(chuàng)業(yè)就業(yè)、計(jì)算機(jī)、表達(dá)等課程的學(xué)分。學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊為59學(xué)分，包含化學(xué)類課程22學(xué)分、化工類課程7學(xué)分、數(shù)學(xué)類課程12學(xué)分、物理與力學(xué)類課程8學(xué)分、電工電子類課程4學(xué)分、工程機(jī)械類課程6學(xué)分。其中，化學(xué)類課程包含無機(jī)及分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)（7+3學(xué)分）、有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)（4+2學(xué)分）和物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)（4+2學(xué)分），化工類課程包含化工原理及實(shí)驗(yàn)（6+1學(xué)分），數(shù)學(xué)類課程包含高等數(shù)學(xué)（7學(xué)分）、線性代數(shù)（2學(xué)分）和概率統(tǒng)計(jì)（3學(xué)分），物理與力學(xué)類課程包含大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)（4+1學(xué)分）和工程力學(xué)（3學(xué)分），電工電子類課程包含電工電子基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)（3+1學(xué)分），工程機(jī)械類課程包含工程制圖（3學(xué)分）和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（3學(xué)分）。對(duì)于專業(yè)核心課程，主要按照學(xué)校材料類專業(yè)大類進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)要求和專業(yè)方向來確定材料類專業(yè)核心課程。進(jìn)行專業(yè)分流后，按照專業(yè)方向設(shè)置了聚合物基復(fù)合材料、無機(jī)材料和高分子材料3個(gè)專業(yè)方向的模塊課程。在這3個(gè)專業(yè)方向模塊課程中融入3D打印材料技術(shù)和新能源材料技術(shù)課程，按照工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，對(duì)3個(gè)專業(yè)方向的課程模塊進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，突出了材料工藝及設(shè)計(jì)、材料與環(huán)境保護(hù)、3D打印材料技術(shù)、新能源材料技術(shù)、材料選擇應(yīng)用、工程項(xiàng)目管理等方面的特色課程。具體學(xué)科基礎(chǔ)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(shí)踐

新工科背景下的人才培養(yǎng)要體現(xiàn)出學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)融合的特征[2]。阜陽師范大學(xué)結(jié)合皖北區(qū)域新材料產(chǎn)業(yè)與行業(yè)發(fā)展對(duì)材料類高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求，加強(qiáng)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(shí)現(xiàn)學(xué)校專業(yè)與社會(huì)產(chǎn)業(yè)、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)過程的無縫對(duì)接。學(xué)校以教學(xué)方式與教學(xué)方法改革為突破點(diǎn)，重點(diǎn)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè)，促進(jìn)產(chǎn)教融合，突出科研創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，探索實(shí)施頂崗實(shí)習(xí)和訂單式培養(yǎng)的試點(diǎn)計(jì)劃，培養(yǎng)出一批學(xué)科基礎(chǔ)扎實(shí)、綜合素質(zhì)高、科研創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力強(qiáng)的材料類專業(yè)優(yōu)秀人才，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)建設(shè)輸送高素質(zhì)的工程應(yīng)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(shí)施，學(xué)校與阜陽市周邊企業(yè)共建了多個(gè)產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教育基地。通過在產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教育基地開展學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐，實(shí)施以就業(yè)為導(dǎo)向的頂崗專業(yè)實(shí)習(xí)，架起了學(xué)生踏入社會(huì)工作的橋梁，縮短了他們的工作適應(yīng)期。同時(shí)，開展了以項(xiàng)目為依托的產(chǎn)學(xué)研訓(xùn)實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)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(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、工程應(yīng)用和科研創(chuàng)新能力，進(jìn)而有力提升了畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。通過校企產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目合作，促進(jìn)了學(xué)?？萍汲晒D(zhuǎn)化，同時(shí)大大提升了合作企業(yè)的科技創(chuàng)新能力。教師在產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教育基地掛職鍛煉，開展研究，不僅打造了應(yīng)用型師資隊(duì)伍，還不斷穩(wěn)定和拓展了校外實(shí)踐教學(xué)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(jī)制，使學(xué)生、企業(yè)、教師和學(xué)校四方都受益[7-8]。

四、校內(nèi)外產(chǎn)教融合的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和科研創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)

針對(duì)工程教育認(rèn)證和新工科建設(shè)背景下的人才培養(yǎng)，學(xué)校不斷提升材料類專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的硬件條件和管理水平，完善全天候面向?qū)W生開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度，建立與產(chǎn)業(yè)企業(yè)鏈對(duì)接且開放式的校內(nèi)外專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和科研創(chuàng)新平臺(tái)。依托各種校內(nèi)外專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和科研創(chuàng)新平臺(tái)，開展在校內(nèi)研發(fā)中心進(jìn)行實(shí)訓(xùn)與創(chuàng)新訓(xùn)練、科研訓(xùn)練、畢業(yè)論文寫作和在企業(yè)進(jìn)行專業(yè)見習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)兩大部分結(jié)合的學(xué)生專業(yè)實(shí)踐教育。

五、創(chuàng)客教育和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練

學(xué)校結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和新材料發(fā)展趨勢(shì)，探索和研究培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的突破口，以大學(xué)生創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為契機(jī)，將創(chuàng)客教育模式引入專業(yè)人才培養(yǎng)中。學(xué)校將3D打印技術(shù)也引入專業(yè)人才培養(yǎng)中，通過3D打印技術(shù)對(duì)材料化學(xué)專業(yè)進(jìn)行改造，培養(yǎng)適應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)型人才，在已有的材料3D打印實(shí)訓(xùn)室和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，建成了“新材料+3D打印”大學(xué)生創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室。學(xué)校還將新能源材料作為材料化學(xué)專業(yè)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的方向，在電池封裝與性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，建成了“太陽能電池”創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室?？偟膩碚f，通過開展大學(xué)生創(chuàng)客教育，不僅提升了大學(xué)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(jì)社會(huì)發(fā)展需求的吻合度[9]。

學(xué)校依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，培養(yǎng)材料類專業(yè)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力為目的，強(qiáng)化材料類專業(yè)學(xué)生理論知識(shí)與科研實(shí)踐的相互滲透、相互促進(jìn)。教師積極引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立開展科研創(chuàng)新項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力，這對(duì)材料類專業(yè)學(xué)生的整體知識(shí)體系構(gòu)建和創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有非常重要的實(shí)際意義。

六、結(jié)語

在新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)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(yīng)新工業(yè)革命前景下的工程教育變革。以學(xué)生為中心，基于OBE理念構(gòu)建基于“打通基礎(chǔ)，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(xué)生畢業(yè)要求對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐度、課程體系對(duì)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(jì)社會(huì)發(fā)展和學(xué)生發(fā)展需求的契合度。阜陽師范大學(xué)通過建設(shè)校內(nèi)外產(chǎn)教研融合的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和科研創(chuàng)新平臺(tái)，探索出產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式。面對(duì)新一輪工業(yè)革命，學(xué)校將3D打印技術(shù)和新能源材料技術(shù)融入材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系中，建設(shè)大學(xué)生創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室和開展大學(xué)生創(chuàng)客教育，探索新工科建設(shè)，不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)材料類專業(yè)的改造升級(jí)，還提高了學(xué)校材料類專業(yè)人才的社會(huì)適應(yīng)性和人才培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)需求的吻合度。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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

[2] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動(dòng)[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(duì)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(guó)工程院關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)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(guó).實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)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(guān)于實(shí)施一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計(jì)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(rèn)證背景下材料化學(xué)專業(yè)校外育人模式的探索與實(shí)踐[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，33（1）：96-99.

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

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

［責(zé)任編輯：周侯辰］