地方應用型高校材料科學與工程專業實踐教學體系探索

葉舒 馮超 李宗群

摘?要：在新型工科教育背景下，培養具有創新創業能力的應用型人才是地方應用型高校的辦學目標。為此，學校采取了一系列措施改革和探索材料科學與工程專業的實踐教學。在理論教學中，注重對教材知識點進行講解的同時，還結合企業中的經典案例對學生“工程化”能力進行提高，使其更好地理解所學知識并學以致用。在實踐教學中，注重實驗課程的開設與本地產業的緊密結合，使學生更好地體會到理論知識在實際應用中的重要意義。

關鍵詞：地方高校；材料科學與工程專業；實踐教學；人才培養；改革

中圖分類號：TQ460.14??文獻標識碼：G642

材料科學與工程學科屬于一級學科，涉及多個領域的知識，如材料科學、工程學、物理學化學等。其主要目標是培養具備研發、生產工藝和生產技術能力，完成新材料開發工作等方面的高級人才。在全國范圍內，幾乎所有應用型工科類院校都設置了材料科學與工程專業，但各高校所培養出來的材料類畢業生質量存在差異。相比較而言，東部發達地區的重點高校由于政策導向和財政支持，能夠吸引大批優秀教師，從而提高畢業生的培養質量；而中西部地區的地方型大學受到地緣性因素的影響，師資配置情況相對較弱，人才流失情況也比較嚴重，培養出來的畢業生質量水平會有所下降［1］。為了提高人才培養的質量，各大普通高校需要在政策、財政、教師隊伍和人才培養方案等方面解決問題。此外，地方應用型高校在培養材料類人才時應該注重實踐教學，因為實踐教學是“應用”的最好體現，也是培養學生的創新能力和工程化能力、提升畢業生就業水平的重要手段之一。為此，地方應用型高校需要構建符合自身情況的實踐教學體系，強化實踐教學環節，讓學生在實踐中加深對知識的理解和運用，提高應用能力，從而更好地適應社會需求。

本文就人才培養方案設置不合理、實踐教學與社會脫節以及構建新的實踐教學體系等相關問題，以安徽蚌埠學院材料科學與工程專業為例進行了探討。

一、材料科學與工程專業實踐教學現狀

自2014年材料科學與工程專業成立以來，該專業已經成為蚌埠學院的重點學科專業。雖然經過這些年的建設和發展，已在專業內涵建設、人才培養方案、軟硬件建設以及師資隊伍水平等方面取得了不錯的成績，但與地方性、應用型和工程化等硬性指標相比，仍存在一定的差距，主要存在以下問題：

（一）專業課重復開設，生產實踐課時不夠

實踐教學是材料科學與工程專業教育中不可或缺的一環，旨在培養具有較強創新意識、創業精神、創新創業能力和社會責任感的高素質應用型專門人才［2］。然而，國內大多數地方性高校材料科學與工程專業的培養方案多以理論教學為主，實踐教學環節課時比重太低，許多專業基礎課、專業必修課內容重復，實驗課程內容也存在重復，同樣的實驗項目在不同的課程中多次出現。比如，2018版材料科學與工程專業培養計劃方案，實踐教學環節僅占18個學分。這種“重理論、輕實踐”的培養模式，導致所培養的材料類專業畢業生實際運用能力差、本土企業不認可、就業率不高、專業不能持續良性發展等問題一直存在。

因此，2021年的人才培養計劃重新架構了課程體系，增加了實驗、實踐課程的比例，其中生產實踐環節比重提高到了38.0%，有效地改善了這一狀況，具體見圖1。蚌埠學院材料科學與工程專業今后將向更加本土化、應用型、工程化方向發展，培養出更多高素質的應用型專門人才，具有較強的創新意識、企業家精神、創新創業能力和社會責任感。

（二）師生比和教師結構不合理

隨著高校的擴招，各校的招生人數逐年增加，師資力量也變得尤為緊張，出現了師資力量和生源比例嚴重失衡的現象［3］。為了解決這個問題，許多學校采用大班或者合班形式進行教學，但這種方式并未達到預期效果。盡管每年都會引進高層次人才充實教師隊伍，但新引進的博士更愿意以科研工作為主，教學工作只是輔助性質，使得許多專業課缺乏人手對接。

以蚌埠學院材料科學與工程專業為例，四個年級共有本科生約250人，平均每個年級約60人。但材料教研室僅有17名教師（圖2），其中2名在職讀博，1名教授從事產業化活動，其余教師平均每人每學期需講授3門專業課，分配給每位教師的課程過多，無法全身心投入教學，造成水課過多，學生厭學，教學質量因此受到嚴重影響。

針對這種情況，學校要采取措施，比如，加強教師隊伍建設，提高教師的教學水平和工作積極性；加大招聘力度，引進更多具有豐富教學經驗的教授或副教授進入重要專業領域，緩解師資力量不足的問題；推行靈活的課程安排，使每位教師分配到的課程既適合自己，又有效地提高授課效率，提高授課質量。

二、材料科學與工程專業工程實踐教學體系的構建

實踐教學體系在構建應用型人才培養課程體系中起到了極其重要的作用［4］。為了促進產業與教育的深度融合，服務于地方經濟的高質量發展，加強校企合作并提高學生的實際操作能力，我們已逐漸停止單純地追求規模的發展，并開始注重人才培養的質量。而且要提高培養質量，首先需要對人才培養進行科學合理的目標定位。因此，在2021年，得到學校職能部門的大力支持下，材料科學與工程教研室修訂了本專業的人才培養方案，旨在培養具有較強創新意識、創業精神和社會責任感的高素質應用型專業人才。我們已調整了人才培養方案，將實踐教學環節的學分比例提高至38.0％，并新增了創新創業實踐課程。

為了實現本專業的培養目標，合理構建實踐教學體系至關重要。這包括基礎理論、實驗技能以及生產實習實訓等內容，也是2021版人才培養方案中的重點內容。在高校創新創業教育中，各類企業特別是知名企業發揮了重要的示范作用，為實現高校畢業生創新創業目標做出了貢獻。專業實習是學生和企業之間的紐帶，是高校貫徹理論聯系實際原則的最好途徑。

為了拓展實踐教學資源，本專業仍需堅持工程化育人理念，并不斷探索工科專業實踐教學的邊界，將與工科專業實踐教學的資源融入具體教學過程。高校還應強調網絡資源的重要性，并在產教融合中對相關企業的資源進行轉化和創新，共同運用于實踐教學。通過這種方式擴大實踐教學資源，在構建材料科學與工程專業實踐教學體系時，更加符合工程化教育的要求，能夠更好地為社會培養適應人才需求的應用型專門人才。

材料科學與工程專業2021版人才培養方案中，非常注重學生參與教師個人的科研項目，旨在培養學生自主探究和創新能力。該專業開放所有公共實驗室，以支持學生開展綜合性、設計性實驗項目的開發和創新能力訓練。此外，畢業設計選題也應結合專業培養目標，體現工程化內涵。

實踐教學不僅要為地方經濟建設服務，而且需要緊隨行業發展趨勢。材料科學與工程專業人才培養應積極地與相關企業對接，有效提高教師和學生的工程化能力，建立健全的學科實踐教學體系。為此，我們通過深度合作，鼓勵教師到企業掛職鍛煉，提高他們的工程化能力；邀請企業工程師走進大學課堂，為學生上一堂精彩的實踐課，在具體的實踐過程中將研發經驗、企業管理經驗等融入實踐教學中，也可以把學生的一些畢業論文、畢業設計課題放到企業來完成。建立起以校內和企業為代表的校外兩種環境共同培養應用型人才的實踐教學模式。具體模式如圖3所示：

三、材料科學與工程專業工程實踐教學體系構建內容

（一）加強實驗室建設

為了促進應用型人才的培養，我們需要切實加強實驗室制度建設和管理。因此，我們需要用好、管好實驗室各類設備和儀器，并且擴大實驗室面積并新建相關實驗室，同時加大實驗室建設資金投入以新增一批先進、大型的相關設備。除此之外，我們還需要加強實驗室網站建設，并建立數字化的現代管理信息系統，以便實現實驗室管理數字化。這將有助于促進資源共享，提高實驗室服務水平，在實驗室管理方面實現更高效的運作。我們還應充分利用“蚌埠學院安徽省硅基新材料工程實驗室”建設，并切實提高其水平。通過這些舉措，為學科建設和學科發展提供切實保障，使實驗室成為培養高水平人才、開展高水平科研的基地。

（二）高度重視實踐環節，提高學生實踐能力

作為課堂和實踐教學的重要參與者，學生對于最終學習成果的好壞和教學實踐評價體系的質量有直接影響［5］。因此，實驗教學在整個教學過程中具有不可替代的作用，對于培養學生的動手能力至關重要。本文建議，實驗教學應該被視為和理論課教學同等重要，并且專業實驗應該被設為獨立的、計學分的課程。

同時，教師們也應該積極參與實驗教學工作，不斷更新和充實實驗內容。在保證實驗學時數的情況下，應該加強實驗教學內容的更新和充實，以滿足新時代的需求?？梢钥紤]增加一些從科研成果轉化而來，代表材料科學和工程前沿領域的應用性、設計性、綜合性的測試，著重培養學生的科研創新能力。

（三）嚴把畢業論文選題關，加入設計元素

在選擇畢業論文或設計的課題時，指導教師需要考慮到多個因素。首先，應該選擇那些對學科發展有實用價值、能夠培養學生綜合訓練能力的課題。其次，論文或設計題目應該具有新穎性，并與材料工業相結合，能夠解決工業上存在的實際問題，同時還要具備一定的理論研究水平，在一定程度上體現地方材料研究的新趨勢、新工藝、新技術。

材料科學與工程專業從論文立題、總體設計、科學實驗、研究創新、實踐檢驗等方面深入研究，依托安徽省硅基新材料工程實驗室。同時，在教學方式上，提出設計以省級科研課題為背景的論文題目，為學生拓寬視野，認識科學問題，培養學生自主科研的創新能力。這種做法鼓勵學生在畢業環節中進行探索和嘗試，不僅有助于提高他們的綜合能力和解決問題的能力，還可以促進學校的科研發展和產學研結合。

（四）深化校企合作，產教融合

校企合作是以實現學校與企業共同發展為目標的緊密合作模式。在當今社會競爭激烈的情況下，大學為了實現自身的發展目標，采取與企業合作的方式，注重培養實用性和實效性的人才［6］。這些實驗實訓體系包括完善的教學實驗實訓體系、功能完備的實驗教學平臺和靈活多樣的實驗實訓管理制度，能夠有效提升校企協同育人的能力。

在材料科學與工程專業開展校企合作辦學過程中，專業教師可以借助企業生產管理經驗，進入企業進行掛職，在生產一線深入了解工程化流程、行業標準以及企業對高校人才培養的要求，從而提升專業教師的工程化能力，促進本專業的工程化教學和實驗室建設。

結語

實踐教學對于高質量大學教育至關重要，可以幫助學生培養實際操作和創新能力。為了更好地滿足社會需求，材料科學與工程專業通過改革實踐教學內容并構建“校企合作、產教融合”模式，從注重動手能力向全面素質教育轉變，培養出了更符合社會需求的人才。

參考文獻：

［1］任俊鵬，王毓，甄承，等.地方院校新建工科專業實踐教學體系構建——以貴州師范學院材料科學與工程專業為例［J］.中國現代教育裝備，2021（17）：99101.

［2］黃朝文，雷源源，萬明攀，等.地方高校在材料科學與工程專業人才培養中存在的問題及建議［J］.教育教學論壇，2018（50）：3132.

［3］鄭玉船，李瑞鋒，李長江.新工科背景下材料科學與工程專業實踐教學研究［J］.黃山學院學報，2021，23（3）：122124.

［4］邰燕芳，石春杰，秦英月，等.校企協同育人機制下材料科學與工程專業工程實踐教學體系研究——以蚌埠學院為例［J］.湖北工程學院學報，2021，041（003）：117120.

［5］李華，胡國勤，趙蕾，等.重視實踐環節提高學生動手能力［J］.藥學教育，2007，23（2）：5153.

［6］鄧慧宇，陳慶春，金天翔，等.工程教育認證背景下材料科學與工程專業實踐教學模式改革［J］.教育教學論壇，2020（37）：142143.

基金項目：安徽省高校優秀青年人才支持項目（gxyq2022109）；蚌埠學院《材料科學與工程專業英語》雙語課程（2020SYKC16）

作者簡介：葉舒（1987—?），男，安徽定遠人，博士，講師，主要研究方向為新型碳化學材料。

*通訊作者：馮超。