賴富明 胡硯強 周志凌

（金華高等研究院 新能源材料研究所 浙江金華 321013）

引言

隨著“中國制造2025、網(wǎng)絡(luò)強國、人工智能”等重大戰(zhàn)略計劃的實施，我國正快步地邁向工業(yè)工程強國和制造業(yè)現(xiàn)代化，材料、冶金、機械、建筑、汽車等以應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)為主體的產(chǎn)業(yè)亟待轉(zhuǎn)型升級，這對新時代應(yīng)用型的人才培養(yǎng)提出了新的、更高的要求[1]。我國多次明確提出，將重點支持以新材料為代表的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，這對推動新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義[2，3]。在國家積極布局新材料、新能源發(fā)展的時代背景下，浙江省作為新材料產(chǎn)業(yè)大省，其新材料產(chǎn)業(yè)在“十三五”期間發(fā)展迅猛。金華市作為浙江省新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃重點產(chǎn)業(yè)園區(qū)之一，擁有行業(yè)龍頭企業(yè)，具備良好的新材料創(chuàng)新基礎(chǔ)。著眼于金華市主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和金華經(jīng)濟社會建設(shè)人才要求，聚焦金華市“五大千億產(chǎn)業(yè)”的創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級，教育部“十三五”期間批復(fù)金華市籌建高水平應(yīng)用型本科高等院?！鹑A理工學(xué)院。目前，學(xué)校已初步制定材料科學(xué)與工程、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)、機械設(shè)計制造及自動化等11個專業(yè)首批人才培養(yǎng)方案，對接產(chǎn)業(yè)、瞄準(zhǔn)前沿、體現(xiàn)特色。根據(jù)“新工科”的建設(shè)要求，培養(yǎng)新時代復(fù)合型、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。

2017年，吳愛華等人正式提出“新工科”的概念[4]。對高校來說，新工科不僅針對新時代經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)下緊缺的智能制造、人工智能、云計算等專業(yè)，提出了要求，而且也在時刻地推動著傳統(tǒng)工科，如材料類、機械類等專業(yè)，進(jìn)行自我革新改造，以適應(yīng)新時代發(fā)展需求。新工科的發(fā)展建設(shè)理念，已經(jīng)成為工科及相關(guān)專業(yè)辦學(xué)改革的指導(dǎo)思想和方向標(biāo)[5]。新技術(shù)新科技的層出不窮推動，物聯(lián)網(wǎng)、智慧+等新興產(chǎn)業(yè)模式變革不斷深化，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新革命勢在必行。要想在這樣的趨勢下，占得發(fā)展先機和產(chǎn)業(yè)布局主動權(quán)，一方面要錨定新興領(lǐng)域加快培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力高素質(zhì)科技人才，另一方面需順應(yīng)時代腳步推進(jìn)傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)的改革創(chuàng)新，積極布局新時代卓越工程科技人才培養(yǎng)。隨著教育部牽頭實施“新工科”“雙萬計劃”等計劃，高校積極地響應(yīng)，并相繼推出“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”，開啟了新時代多元化工科人才培養(yǎng)的新篇章，各級高等教育機構(gòu)在工程教育領(lǐng)域就教育教學(xué)模式推動了諸多建設(shè)性的改革浪潮[6，7]。

在工程強國的新時代背景下，對當(dāng)下的工程科技人才培養(yǎng)提出了復(fù)合型、創(chuàng)新型的新要求，因此，大量高校在推進(jìn)本科工程教育認(rèn)證的過程中，重點訓(xùn)練學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的綜合能力。然而，傳統(tǒng)實踐教學(xué)模式已不能適應(yīng)新時代多元化的新型工科人才培養(yǎng)需求，導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)入工作崗位后，并不能解決企業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的實際問題。理論教學(xué)是學(xué)生獲取材料學(xué)專業(yè)理論知識的主要渠道，而專業(yè)實踐教學(xué)作為理論教學(xué)的重要補充，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的主要方式。因此，“新工科”的建設(shè)，離不開對實踐教學(xué)的重視。理論知識體系唯有經(jīng)過實踐的歷練，才能緊密結(jié)合、相互聯(lián)系，促進(jìn)理論與實踐創(chuàng)新良性互動，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

根據(jù)《金華理工學(xué)院學(xué)科專業(yè)建設(shè)規(guī)劃》，材料科學(xué)與工程專業(yè)為第一批（第一年）建設(shè)專業(yè)，如何適應(yīng)新一輪技術(shù)革命和新材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，培養(yǎng)符合時代特色、契合產(chǎn)業(yè)需求的工程技術(shù)人才，從而為區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)和經(jīng)濟創(chuàng)新協(xié)調(diào)發(fā)展提供科技支撐，是地方院校新建材料科學(xué)與工程專業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。大力發(fā)展工科中的材料類專業(yè)以適應(yīng)當(dāng)前科技發(fā)展需要，符合浙江省發(fā)展新材料的戰(zhàn)略布局。事實上，各級地方高校在工科類專業(yè)建設(shè)的摸索中，常常會經(jīng)歷眾多困難和阻礙。以基礎(chǔ)教育和理論教育為主的辦學(xué)模式，往往存在辦學(xué)定位不清晰、培養(yǎng)方案制定不科學(xué)、教學(xué)儀器設(shè)備缺乏、實踐教學(xué)單一、學(xué)生就業(yè)率低等問題，嚴(yán)重地影響了工科專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，不能被地方政府和企業(yè)所認(rèn)可，制約了新建工科專業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展[8]。此外，部分高校在教學(xué)活動中，長期秉持著“重理論、輕教學(xué)”的理念，教學(xué)形式多樣的實踐教學(xué)在規(guī)范性和教學(xué)成果檢驗上也亟須加強。尤其在新工科建設(shè)的指引下，本就工科發(fā)展薄弱的地方院校，面臨著新建工科專業(yè)以及新工科建設(shè)的雙重問題，發(fā)展工科專業(yè)時更加困難重重。本研究以金華理工學(xué)院創(chuàng)辦應(yīng)用型本科材料科學(xué)與工程專業(yè)為切入點，結(jié)合地方院校實際，在“新工科”背景下，針對性地提出了通過改進(jìn)人才培養(yǎng)理念，推進(jìn)實踐教學(xué)改革和創(chuàng)新評價方法等措施，來構(gòu)建實踐教學(xué)體系。

一、材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革的具體措施

1.優(yōu)化課程體系，促進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)

目前，大多數(shù)高校的人才培養(yǎng)都將工科人才分為學(xué)術(shù)型、應(yīng)用型兩個層次類別進(jìn)行培養(yǎng)。學(xué)術(shù)型人才主要進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)探索、理論創(chuàng)新研究。應(yīng)用型人才則與學(xué)術(shù)型人才側(cè)重點不同，是能夠跟隨國內(nèi)教育發(fā)展、理論革新、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)變革而不斷整合專業(yè)理論、技能能力，使之適應(yīng)專業(yè)相關(guān)實踐應(yīng)用的一類特殊人才[9]。近年來，我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大的變化，人工智能、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)制造業(yè)深度融合，傳統(tǒng)制造業(yè)邁向智能化時代，這也對相應(yīng)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式提出了新要求。

材料科學(xué)與工程專業(yè)的主要課程包括材料科學(xué)基礎(chǔ)、新材料前沿與應(yīng)用、計算材料學(xué)等?！靶鹿た啤弊畲蟮奶攸c是多學(xué)科交叉融合，從單一專業(yè)到多學(xué)科融合，將專業(yè)教育融入通識教育，培養(yǎng)學(xué)生能夠運用多學(xué)科綜合知識解決實際應(yīng)用問題的能力?！皩I(yè)素質(zhì)高、交叉整合能力強、創(chuàng)新思維活躍”，是新工科對卓越工程科技人才提出的最核心要求[10]。本校開設(shè)的材料科學(xué)與工程專業(yè)立足金華市，面向浙江省，輻射長三角地區(qū)，適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟和行業(yè)的發(fā)展需求，將課程類型分為通識課程、學(xué)科平臺課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)選修課程、拓展型課程和實踐課程六個模塊，以培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的應(yīng)用型創(chuàng)新人才目標(biāo)（圖1）。其中，通識課程是學(xué)校統(tǒng)一開設(shè)的基本知識和技能課程，專業(yè)選修課程和拓展型課程是培養(yǎng)學(xué)生掌握各種先進(jìn)材料的基礎(chǔ)與應(yīng)用的重要模塊，對促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展和學(xué)校辦學(xué)特色形成具有重要作用。此外，實踐課程的開展是為了在學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識之后，提升應(yīng)用能力，孵化創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維慣性。金華理工學(xué)院作為地方應(yīng)用型本科高校，根據(jù)新工科的建設(shè)要求和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需求，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。這就要求要進(jìn)一步完善材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程知識體系，落實知識結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)目標(biāo)的相對應(yīng)。

圖1 材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程體系構(gòu)建Fig.1 Curriculum system construction of materials science and engineering

我國在工程教育體系認(rèn)證的工作上起步較晚，2005年開始，致力于實現(xiàn)國際教育標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)，直到2016年，才正式簽約加入《華盛頓協(xié)議》。但這之后幾年內(nèi)，各大高校積極主動推進(jìn)，在教育質(zhì)量管理和專業(yè)認(rèn)證領(lǐng)域都取得了不俗的進(jìn)展[11]。工程教育專業(yè)認(rèn)證，既是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認(rèn)證緊緊圍繞以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育理念（OBE），將面向產(chǎn)出的OBE教育理念融入人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過校企合作開展材料科學(xué)與工程專業(yè)課程建設(shè)與改革，由材料行業(yè)專家、本校教師、學(xué)生代表等組成材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)委員會，共同參與制定符合地方發(fā)展的人才培養(yǎng)方案。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需求，遴選相關(guān)行業(yè)教師共同構(gòu)成學(xué)生的實踐教學(xué)、評價隊伍，同時充分地發(fā)揮相關(guān)企業(yè)專家在實踐能力培養(yǎng)過程中的主導(dǎo)作用，推進(jìn)建設(shè)校企一體、專兼結(jié)合的雙師型課程教學(xué)團隊。通過科學(xué)精細(xì)的教學(xué)設(shè)計和全面精準(zhǔn)的課堂教學(xué)實施，實現(xiàn)從課堂走向課程，從課程走向全面育人[12～14]。

2.構(gòu)建“基礎(chǔ)—應(yīng)用—開拓”三維度分層遞進(jìn)的實踐教學(xué)體系

將工程教育專業(yè)認(rèn)證工作作為切入點，深度地契合“新工科”對高校專業(yè)建設(shè)，特別是實驗與實踐教學(xué)平臺構(gòu)建所提出的新挑戰(zhàn)、新要求，針對生產(chǎn)實習(xí)與專業(yè)課程結(jié)合所面對的困難和不足，以畢業(yè)生就業(yè)領(lǐng)域為導(dǎo)向，實踐教學(xué)課程根據(jù)實踐能力層次分為基礎(chǔ)型實驗課程、應(yīng)用型實驗課程和開拓型實踐模塊三個依次遞進(jìn)的模塊（圖2）。材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗、工程圖學(xué)綜合訓(xùn)練、電工電子技術(shù)實驗、大學(xué)化學(xué)實驗、金工實習(xí)、社會實踐等作為基礎(chǔ)型實踐課程，該實踐課程是學(xué)生掌握材料晶體學(xué)、相圖的基本構(gòu)成和應(yīng)用、晶體缺陷對形變行為的作用、材料實驗的主要方法和操作技術(shù)等基本知識、基本理論、基本方法的重要環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生初步掌握材料研究的宏觀分析方法與微觀分析方法。材料測試與分析實驗、新能源材料生產(chǎn)工藝實踐、功能結(jié)構(gòu)材料仿真實踐、材料創(chuàng)新設(shè)計、專業(yè)見習(xí)等作為應(yīng)用型實踐課程。這是對學(xué)生使用專業(yè)基礎(chǔ)理論技術(shù)、實踐解決簡單工程能力和基礎(chǔ)創(chuàng)新能力的綜合訓(xùn)練培養(yǎng)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)過程質(zhì)量監(jiān)控的重要途徑[15～17]。以“挑戰(zhàn)杯”為代表的全國性專業(yè)競賽、職業(yè)技能等級認(rèn)證等作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，為學(xué)生在專業(yè)創(chuàng)新提供契機，在解決實際復(fù)雜工程問題中鞏固專業(yè)理論知識，扎實專業(yè)應(yīng)用實踐能力，還可以促進(jìn)學(xué)生主動地了解和掌握創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理論、邏輯和方法，構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍，充分調(diào)動其學(xué)習(xí)創(chuàng)造熱情，并在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和水平?；A(chǔ)型實驗課程、應(yīng)用型實驗課程和開拓型實踐體系共同構(gòu)建層次清晰、立足時代發(fā)展的工程實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)意識、職業(yè)意識、工作能力潛力、終身學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識，確保學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得以提高，最終構(gòu)建“基礎(chǔ)-應(yīng)用-開拓”三維度分層遞進(jìn)的、面向新工科的、應(yīng)用型本科高校材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系[18～19]。

圖2 “基礎(chǔ)-應(yīng)用-開拓”三維度分層遞進(jìn)的專業(yè)實踐教學(xué)體系Fig.2 Practice teaching system based on the hierarchical progression of “foundation-Application-development”

材料專業(yè)是實驗科學(xué)，實驗課程體系是學(xué)生實踐應(yīng)用能力的主要教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗室則是專業(yè)實踐教學(xué)和科學(xué)研究的基礎(chǔ)設(shè)施依托。學(xué)校應(yīng)圍繞實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)方案、實踐教學(xué)目標(biāo)等，針對校內(nèi)實踐教學(xué)基地構(gòu)建需求，通過實驗室的建設(shè)，有目標(biāo)地完善課內(nèi)和課外實踐教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，為三維度分層遞進(jìn)的實踐教學(xué)體系提供堅實保障。高校實驗室除了為學(xué)生的實踐教學(xué)體系提供保障外，同時也承擔(dān)著培養(yǎng)教師、服務(wù)社會的重大職責(zé)。這就需要組建滿足三維度分層遞進(jìn)的實踐教學(xué)體系的高素質(zhì)實踐教學(xué)隊伍，建設(shè)優(yōu)良的科研服務(wù)平臺，建立完善的體制機制，充分地調(diào)動中青年教師的積極性和創(chuàng)造性。這也是形成以研促教、以教促學(xué)、以學(xué)促產(chǎn)良好循環(huán)的根本[20～21]。

3.產(chǎn)教融合，建立多元評價體系

在碳達(dá)峰、碳中和的時代要求下，新材料產(chǎn)業(yè)已成為國家、長三角區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展、長三角G60科創(chuàng)走廊、浙江省、金華市等培育發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。面對新材料及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，金華作為國內(nèi)重要的新材料生產(chǎn)基地之一，擁有眾多和新材料相關(guān)的企業(yè)。但是，企業(yè)、高校、研究機構(gòu)之間交流合作不足。服務(wù)社會是高校的基本功能之一，地方院校應(yīng)“準(zhǔn)確識變，主動求變”，服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展，打造“產(chǎn)教融合”的人才培養(yǎng)新模式，形成高校與地方融合發(fā)展、融合發(fā)力的良好格局。結(jié)合“新工科”的教育理念，學(xué)校應(yīng)積極地推進(jìn)與行業(yè)知名企業(yè)的合作，發(fā)展“產(chǎn)教融合、校企共育”人才培養(yǎng)組織模式。同時，為了調(diào)動校企結(jié)合的主動性和積極性，構(gòu)建項目共建與利益共享創(chuàng)新機制[22]。在人才培養(yǎng)上，學(xué)校制定符合企業(yè)實際需求的人才培養(yǎng)方案，減少企業(yè)人才培養(yǎng)成本，為企業(yè)發(fā)展培養(yǎng)“愿意來、留得住，用得上、干得好”的高水平創(chuàng)新性人才。普通高校教師一般會一直從事教學(xué)科研工作，普遍缺乏企業(yè)實踐工作經(jīng)歷和經(jīng)驗。教師可以定期到行業(yè)企業(yè)掛職鍛煉，把學(xué)問做在車間里，參與企業(yè)的科研立項和技術(shù)改革。這樣，教師可以了解企業(yè)技術(shù)發(fā)展，提升專業(yè)能力，實現(xiàn)專業(yè)建設(shè)和自身成長相輔相成[23]。

此外，從材料行業(yè)中，遴選同時具備扎實理論基礎(chǔ)、豐富從業(yè)經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員作為兼職教師，和企業(yè)共建校外實踐教育基地，企業(yè)相關(guān)人員也作為行業(yè)導(dǎo)師全程參與人才培養(yǎng)及最終考核評價，以企業(yè)所需能力為核心，由學(xué)校和企業(yè)共同制定評價標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的“高校+企業(yè)”的實踐教學(xué)評價體系。該體系可以改善原有的只憑實踐課程論文、實驗報告、實驗操作等來考核的評價模式，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實驗操作能力、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力，讓學(xué)生通過訂單培養(yǎng)實現(xiàn)高質(zhì)量就業(yè)，為地方企業(yè)、社會培養(yǎng)應(yīng)用型、多元化、創(chuàng)新型卓越新型工科人才，保障學(xué)生沖高校到企業(yè)的順利對接，實現(xiàn)材料科學(xué)與工程專業(yè)的長久可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語

地方應(yīng)用型本科高校的材料科學(xué)與工程專業(yè)，在新工科建設(shè)背景下，如何構(gòu)建實踐教學(xué)體系，是當(dāng)亟待解決的主要問題。本研究以金華理工學(xué)院新建材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建為切入點，將課程類型分為通識課程、學(xué)科平臺課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)選修課程、拓展型課程和實踐課程六個模塊。以培養(yǎng)符合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才為基本目標(biāo)，成立由行業(yè)企業(yè)專家、教科研人員、一線教師和學(xué)生代表組成的專業(yè)建設(shè)委員會，共同做好符合地方發(fā)展的人才培養(yǎng)方案制定。將實踐教學(xué)課程分為基礎(chǔ)性實驗課程、提高性實驗課程和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，構(gòu)建了“基礎(chǔ)—應(yīng)用—開拓”三維度分層遞進(jìn)的面向新工科的地方應(yīng)用型本科材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系。此外，結(jié)合“新工科”的教育理念，聘請企業(yè)相關(guān)人員也作為行業(yè)導(dǎo)師全程參與人才培養(yǎng)及最終考核評價，為地方企業(yè)、社會培養(yǎng)應(yīng)用型人才。通過以上研究，本文以期為材料科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的體系構(gòu)建提供支持與幫助，培養(yǎng)出適用于材料行業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)人才，進(jìn)而為地方院校創(chuàng)新發(fā)展工科專業(yè)提供指引。