王煥磊 高榮杰 張玥

摘 ? ?要：依托于海洋材料和能源材料的特色學(xué)科方向，中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)通過構(gòu)建模塊化選修課程體系、建設(shè)多層次實(shí)驗(yàn)體系、挖掘思政資源、彰顯畢業(yè)論文專業(yè)特色等一系列舉措，全力打造“‘材料’+‘海洋/能源’”特色的人才培養(yǎng)體系，強(qiáng)化學(xué)生主體地位，從而全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量及創(chuàng)新精神和能力。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程;課程設(shè)置;特色培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2021）12-0055-02

人類社會的發(fā)展史就是材料的發(fā)展史，材料與社會的關(guān)系越來越密切，無論是“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器“下五洋捉鱉”，還是“嫦娥”探測器“飛九天攬?jiān)隆?，都離不開高性能材料支持。我國材料類專業(yè)在借鑒蘇聯(lián)模式、學(xué)習(xí)歐美經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得到了蓬勃發(fā)展[1-2]。根據(jù)2020版普通高等學(xué)校專業(yè)目錄，材料類專業(yè)下設(shè)材料科學(xué)與工程、材料物理、材料化學(xué)等17個專業(yè)類別。其中，材料科學(xué)與工程是研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)以及制備工藝與性能之間關(guān)系的交叉學(xué)科。目前，隨著材料科技的迅猛發(fā)展及材料類畢業(yè)生的急劇增加，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量成為提高競爭力的有效手段[3-5]。同時，在工程教育認(rèn)證和“新工科”建設(shè)的背景下，需要突出專業(yè)培養(yǎng)特色，進(jìn)而凸顯出有別于其他學(xué)校的專業(yè)能力。因此，筆者所在的中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)基于學(xué)科優(yōu)勢，致力于打造“‘材料’+‘海洋/能源’”的特色培養(yǎng)體系，以適應(yīng)國家重大戰(zhàn)略需求及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要。

一、中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)介紹

中國海洋大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)始建于2002年，經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)形成了較為完備的專業(yè)人才培養(yǎng)體系。材料化學(xué)專業(yè)從一開始就定位于培養(yǎng)具有工科屬性、掌握一定工程技術(shù)與能力的高級專門人才，因此在培養(yǎng)計(jì)劃中全面系統(tǒng)地開設(shè)了具有工科屬性的專業(yè)課程。2016年，應(yīng)國家戰(zhàn)略、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展及學(xué)科發(fā)展的需求，將材料化學(xué)專業(yè)調(diào)整為材料科學(xué)與工程專業(yè)。2017年，該專業(yè)首次按照材料科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)行招生。2020年，學(xué)校按照材料類專業(yè)實(shí)行大類招生，采用“1+3”培養(yǎng)模式，即第一年實(shí)行大類內(nèi)統(tǒng)一培養(yǎng)，之后分專業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)。2020版材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中指出：“本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)和海洋行業(yè)發(fā)展需要，具有家國情懷、國際視野、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的社會主義事業(yè)建設(shè)者和接班人，畢業(yè)后可到科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)等單位從事材料科學(xué)與工程及相關(guān)領(lǐng)域（特別是海洋材料或能源材料領(lǐng)域）的科學(xué)研究、教學(xué)與科技管理、新材料新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)與管理等工作的高層次專業(yè)人才?！睂?shí)際上，中國海洋大學(xué)最早在國內(nèi)提出“海洋材料”特色研究領(lǐng)域，同時學(xué)校材料學(xué)科長期聚焦“海洋材料”和“新能源材料”研究方向，為形成 “‘材料’+‘海洋/能源’”的特色人才培養(yǎng)體系奠定了基礎(chǔ)。

二、材料科學(xué)與工程專業(yè)特色建設(shè)思路

（一）建設(shè)“海洋材料”和“能源材料”特色課程模塊

本專業(yè)人才培養(yǎng)方案按照公共基礎(chǔ)必修課、通識教育選修課、學(xué)科基礎(chǔ)課（必修和選修）、專業(yè)知識課 （必修和選修）和工作技能必修課進(jìn)行模塊化的課程設(shè)置。緊緊圍繞學(xué)科發(fā)展方向與特色，將教學(xué)工作與學(xué)科建設(shè)、科研工作有機(jī)結(jié)合，在專業(yè)課層面設(shè)置了“海洋材料”和“能源材料”兩類特色選修課程模塊。海洋材料模塊形成了“材料腐蝕與防護(hù)技術(shù)”“傳感材料與技術(shù)”“海洋工程材料”“海洋涂層技術(shù)與工藝”“材料表面工程”“海洋可再生能源概論”等課程體系，提供了“取之海洋、用于海洋”并解決海洋環(huán)境適應(yīng)性問題的材料體系的系統(tǒng)性知識架構(gòu)。能源材料模塊形成了“新能源材料與技術(shù)”“新型碳材料”“光電子材料與器件”“海洋可再生能源概論”“多孔能源與催化材料”“膜材料與電化學(xué)器件”等課程體系，將太陽能、海洋能、氫能等清潔能源及儲能技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)講授，使學(xué)生充分掌握能源材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用之間的構(gòu)效關(guān)系，并培養(yǎng)其分析實(shí)際復(fù)雜工程問題的能力。學(xué)生可根據(jù)自身興趣，自由選擇任一模塊，有利于體現(xiàn)出其在學(xué)習(xí)中的主體地位。同時，教師還可以通過“材料科學(xué)前沿講座”課程向?qū)W生介紹“海洋材料”和“能源材料”領(lǐng)域最新前沿的知識和技術(shù)。

（二）構(gòu)建“海洋/能源”特色多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

以成果導(dǎo)向教育理念為指引，建設(shè)“基礎(chǔ)—專業(yè)—綜合—創(chuàng)新”四層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層次依托“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。專業(yè)實(shí)驗(yàn)層次依托“材料合成與制備工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，培養(yǎng)學(xué)生在材料合成與制備方面的動手能力與系統(tǒng)科學(xué)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。綜合實(shí)驗(yàn)層次通過設(shè)置“專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”課程實(shí)現(xiàn)，根據(jù)材料學(xué)科發(fā)展趨勢，實(shí)現(xiàn)“材料”與“海洋/能源”的交叉滲透和輻射，形成了以海洋材料、能源材料為主的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)與鍛煉了學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力。以能源材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)為例，教師可通過鋰離子電池電極材料制備、電池組裝、性能測試等系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，來鍛煉學(xué)生的動手能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，實(shí)現(xiàn)全鏈條的材料科學(xué)研究的基本訓(xùn)練。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)層次主要通過設(shè)置“海洋材料/能源材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”課程實(shí)現(xiàn)。海洋材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容集中在海洋涂料、海洋腐蝕與防護(hù)、海洋傳感器、海洋檢測等領(lǐng)域，而能源材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容集中在氫能源、太陽能電池、鋰離子電池、超級電容器、海洋能源等能量存儲與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域。創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實(shí)施教學(xué)，學(xué)生根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，通過文獻(xiàn)查閱等前期工作提煉出科學(xué)問題，圍繞科學(xué)問題開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)施，最后對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與評價，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)新能力的目的。

（三）深入挖掘“海洋+能源”課程思政資源

為更好地將家國情懷、價值塑造和文化素養(yǎng)等教育與知識傳授、能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，需要教師在課程建設(shè)中深挖思政教育資源，實(shí)現(xiàn)立德樹人的“潤物細(xì)無聲”。海洋和能源領(lǐng)域有很多可供挖掘的思政資源，比如：材料的腐蝕可以對應(yīng)于現(xiàn)實(shí)生活中腐敗現(xiàn)象，“拒腐防腐”對于腐蝕和腐敗同等重要。教師要引導(dǎo)新時代青年抵御不良思想侵蝕，并在授課中分析我國儲能材料與技術(shù)行業(yè)狀況、國際能源形勢以及海洋中所需求的能源技術(shù)等情況，以此增進(jìn)學(xué)生對解決“卡脖子”問題的認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生樹立“為中華之崛起而讀書”的理想。當(dāng)然，在“海洋”和“能源”領(lǐng)域還有諸多材料科學(xué)家的先進(jìn)事跡，比如：中國科學(xué)院海洋研究所侯保榮院士長期致力于海洋腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域研究，培養(yǎng)了一大批腐蝕領(lǐng)域高水平人才，即使近80歲高齡仍保持高強(qiáng)度工作，將腐蝕與防護(hù)作為一生的事業(yè)，體現(xiàn)出精益求精、吃苦耐勞的科學(xué)精神;中國科學(xué)院青島生物能源所崔光磊團(tuán)隊(duì)秉承“不忘初心、牢記使命”的時代號召和“十年磨一劍”的科研精神，持續(xù)關(guān)注深海電源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了材料體系和儲能技術(shù)的突破，助推了國家能源安全戰(zhàn)略。這些先進(jìn)事跡有利于塑造學(xué)生的科研精神。

（四）圍繞“海洋”和“能源”領(lǐng)域開展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作

作為學(xué)生在校期間的最后一個實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不僅是對前期學(xué)習(xí)成效的全面檢驗(yàn)和總結(jié)，也是檢視專業(yè)育人水平高低及培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成與否的重要一環(huán)。本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）優(yōu)先支持圍繞“海洋”和“能源”領(lǐng)域開展選題，鼓勵選題與指導(dǎo)教師的科研工作、合作企業(yè)相結(jié)合，從而保證選題既結(jié)合當(dāng)前的科研前沿，具有較強(qiáng)的理論價值，又耦合實(shí)際工程問題，具備較強(qiáng)的應(yīng)用價值，從而提升學(xué)生解決海洋/能源領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。近年來，指導(dǎo)教師申報的選題數(shù)量均大于學(xué)生數(shù)量，學(xué)生可根據(jù)自身的興趣愛好和需求選擇，更好地調(diào)動了其參與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的積極性。另外，教師依托學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理系統(tǒng)，加強(qiáng)了對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各環(huán)節(jié)的質(zhì)量把關(guān)，切實(shí)保障了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作的有效推進(jìn)。

三、結(jié)語

總之，中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)依托學(xué)科方向和特色，圍繞選修模塊、實(shí)驗(yàn)課程體系、課程思政以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等角度打造“海洋”和“能源”特色人才培養(yǎng)體系，與國家重大發(fā)展需求和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要緊密結(jié)合，有助于培養(yǎng)具有國際視野和家國情懷的高水平人才。未來我校將繼續(xù)密切結(jié)合本專業(yè)的特色與優(yōu)勢，不斷完善人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程內(nèi)容與體系，實(shí)現(xiàn)持續(xù)培養(yǎng)高質(zhì)量人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟彬，王劍華，祖恩東，等.基于材料科學(xué)與工程專業(yè)特色的課程設(shè)置方案實(shí)踐與探討[J].中國教育技術(shù)裝備，2013（33）.

[2]趙毅，梅迎軍，黃維蓉.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與探索[J].大學(xué)教育，2020（11）.

[3]鄧慧宇，陳慶春，金天翔，等.工程教育認(rèn)證背景下材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式改革[J].教育教學(xué)論壇，2020（37）.

[4]王利霞，張林森，方華，等.淺談新能源材料與器件專業(yè)思政進(jìn)課堂的改革[J].河南化工，2020（10）.

[5]李祎.新工科建設(shè)思路下的材料專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索——以吉林建筑大學(xué)為例[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（1）.

收稿日期：2020-04-11

作者簡介：王煥磊（1983—），男，山東膠南人，中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院系主任，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事能源材料研究。

基金項(xiàng)目：2019年度中國海洋大學(xué)本科教育教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“材料科學(xué)與工程專業(yè)多層次梯度式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建”

（2019ZD19）;2019年度中國海洋大學(xué)研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目“材料分析與表征”（HDYK19046）