周振君　羅偉華　叢培良　許培俊

摘 要 為了培養(yǎng)出適應經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的各類應用型專門人才，高等院校有必要對現(xiàn)有工科專業(yè)進行全面的改造升級。本文以無機非金屬材料工程專業(yè)的升級途徑為研究對象，分析了該專業(yè)開展面向新經(jīng)濟培養(yǎng)本科生的必要性。在確定了面向新經(jīng)濟培養(yǎng)無機非金屬材料工程專業(yè)本科生的目標的前提下，提出了該專業(yè)改革和提升的途徑。

關(guān)鍵詞 無機非金屬材料工程 新經(jīng)濟 升級改造

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.10.027

Preliminary Study of Specialty Construction under the New Economic Background

——Case Study of Inorganic Nonmetallic Materials Engineering Major of Chang'an University

ZHOU Zhenjun， LUO Weihua， CONG Peiliang， XU Peijun

（School of Materials Science and Engineering， Chang'an University， Xi'an， Shanxi 710064）

Abstract In order to cultivate all kinds of applied professionals adapting to economic transformation， it is necessary for colleges and universities to carry out comprehensive upgrading of existing engineering majors. Taking the upgrading way of inorganic nonmetallic materials engineering as the research object， this paper analyzes the necessity of developing undergraduates facing the new economy. On the premise of identifying the goal of training inorganic and non-metallic materials engineering undergraduates for new economy， the way to reform and enhance this specialty is put forward.

Keywords inorganic nonmetallic materials engineering； new economy； upgrading and transformation

0 引言

在信息技術(shù)革命、制度創(chuàng)新和經(jīng)濟全球化等多種因素的共同推動下，全球經(jīng)濟保持持續(xù)快速的發(fā)展。[1]在這種新的經(jīng)濟形勢下，支撐經(jīng)濟發(fā)展的的材料產(chǎn)業(yè)發(fā)生著巨大變化。首先，傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)因為受到國家產(chǎn)業(yè)政策、資源和環(huán)境的制約，削弱了其可持續(xù)發(fā)展能力，迫使企業(yè)利用高新技術(shù)向低能耗、高效率和高品質(zhì)方向發(fā)展，同時企業(yè)也向集約化、大規(guī)模、多種經(jīng)營的現(xiàn)代化大型企業(yè)集團轉(zhuǎn)型。[2]另外，新經(jīng)濟對信息材料、能源材料、高等生物材料、超導材料、納米材料和生態(tài)環(huán)境材料等現(xiàn)代功能材料的需求呈爆炸式增長，致使新材料產(chǎn)業(yè)成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。[3]新材料產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)密集，研發(fā)投入高，產(chǎn)品的附加值高特點，已經(jīng)被發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家視為新的經(jīng)濟增長點。[4]在大量人力、物力和財投入下，在全世界范圍內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大，同時引領(lǐng)其他領(lǐng)域技術(shù)實現(xiàn)飛躍。新材料更新?lián)Q代周期呈越來越短的趨勢。雖然近些年我國十分重視對新材料的研發(fā)，把新材料產(chǎn)業(yè)定為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，并在全國分布著49個國家級新材料產(chǎn)業(yè)基地，但是由于原始創(chuàng)新能力不足，導致在國際競爭力方面仍需加強，部分高端、關(guān)鍵材料對外依存度依然較高。[5]抓緊機遇，合理規(guī)劃，提升新材料產(chǎn)業(yè)的人才支撐能力勢在必行。因此，盡快培養(yǎng)出適應新工藝、新技術(shù)、新材料發(fā)展需求的應用型高級工程技術(shù)人才，是擁有材料學科的高等院校應該思考的問題。

長安大學的無機非金屬材料工程專業(yè)是具有較長的辦學歷史的成熟專業(yè)。在幾十年的辦學過程中，在省部共建特色發(fā)展的辦學方針指導下，依托科研特色凝練具有行業(yè)特點的專業(yè)課程體系，實現(xiàn)以高水平科研支撐教學的辦學模式，向耐火材料、建筑材料和交通行業(yè)輸送了大量高素質(zhì)專門人才。然而，現(xiàn)有的培養(yǎng)方案、教學內(nèi)容和管理模式面對新經(jīng)濟下的材料行業(yè)對人才的要求有不小的差距。本文擬以新工科建設(shè)為背景，在確定了面向新經(jīng)濟培養(yǎng)無機非金屬材料工程專業(yè)本科生的目標的前提下，提出了面向新經(jīng)濟的無機非金屬材料工程專業(yè)改革和提升的途徑。

1 明確應用型人才的培養(yǎng)目標

對于所有工程類本科專業(yè)來說，培養(yǎng)出來的畢業(yè)生必須具有把學校學習和掌握的現(xiàn)代科學知識轉(zhuǎn)化為具體的工程方案的能力，因此工程技術(shù)能力的培養(yǎng)應成為人才培養(yǎng)的核心。把工程類本科專業(yè)培養(yǎng)人才的目標定為：以立德樹人為根本任務，以一流人才培養(yǎng)、一流本科教育和一流專業(yè)建設(shè)為目標，以加入國際工程教育本科專業(yè)學位互認協(xié)議為契機，以實施“卓越工程師”教育為切入點，把握新經(jīng)濟下工科教育的新特點和新要求，加快新興工科的全面發(fā)展，持續(xù)探索工程教育的新途徑，培養(yǎng)品德高尚、知識淵博的高素質(zhì)工程人才。

無機非金屬材料工程專業(yè)屬于工程類本科專業(yè)，它的應用型人才的培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)具有完整的材料科學知識體系，勝任新材料的研發(fā)和新工藝與新設(shè)備的設(shè)計工作，獲得較強的無機非金屬材料工程專業(yè)的技能訓練，能夠發(fā)現(xiàn)、分析和解決在無機非金屬材料合成與制備、成型與加工、檢測與檢驗和應用與失效等各方面出現(xiàn)的實際問題，具備較強的工程倫理、組織生產(chǎn)和企業(yè)管理等方面工作能力的高級工程技術(shù)人才。新經(jīng)濟背景新材料產(chǎn)業(yè)對工科人才在工程實踐能力、學科交叉能力、自主學習能力和一定的人文素養(yǎng)，并對社會責任提出了更高的要求，其中工程實踐能力的提升仍為核心。[6]

2 構(gòu)建新型課程教學體系

在面向未來的新工科建設(shè)中，要從新興、新型和新生三個方面體現(xiàn)“新”。[7]因此，在根據(jù)無機非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)目標的定位構(gòu)建新型的本科課程體系時，要把這三個“新”，要落實到課程體系之中。首先，要密切關(guān)注由應用物理、化學等基礎(chǔ)學科孕育的新材料技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化后就形成了新興材料產(chǎn)業(yè)，如光伏發(fā)電、LED、鋰離子電池等等。有必要及時地把與新材料相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識補充于相應的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程中，并且以光伏發(fā)電和LED照明應用于隧道照明作為重點內(nèi)容介紹其在各領(lǐng)域中的應用。其次，對傳統(tǒng)的無機非金屬材料學科進行改造和升級，從而轉(zhuǎn)型改造成為新型無機非金屬材料學科。將無機非金屬材料工程學科與各種高新技術(shù)，比如，與大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、機器人、3D打印和人工智能等等進行嫁接，將大大提升該學科的科技含量。這個提升過程中會涉及到大量計算機、信息技術(shù)和自動化等方面的知識，因此要增開這方面的基礎(chǔ)課程。最后，盡力把無機非金屬材料學科與其他工程學科交叉復合產(chǎn)生出來的新生學科分支納入教學中來，比如，與礦業(yè)結(jié)合催生出石墨烯、鋰離子電池電極材料、稀土永磁材料等新材料；與生物醫(yī)學結(jié)合產(chǎn)生出生物醫(yī)學材料；與環(huán)境科學結(jié)合產(chǎn)生環(huán)境友好材料等。

3 完善實踐教學體系

實踐教學是不僅可以鞏固理論知識，而且是加深對理論認識認知和培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的有效途徑。通過實踐環(huán)節(jié)把理論知識與實際相互聯(lián)系起來，更加有利于學生掌握科學的方法和提高他們的動手能力。一般實踐教學包括課程實驗、課程設(shè)計、各種實習和畢業(yè)設(shè)計等幾個方面?，F(xiàn)有的實踐教學存在相對獨立，不能形成相互支撐的實踐教學體系。要想給學生一個系統(tǒng)完整的動手能力訓練，有必要構(gòu)建和完善實踐教學體系。為此，在制定培養(yǎng)計劃時，務必召集所有任課教師共同制定實踐教學框架，并把該框架滲透到每一門課程中，進而將實踐教學理念貫徹到整個教學活動中。在確定開設(shè)開設(shè)課程時，優(yōu)先考慮開設(shè)實用性課程，并且盡量增大實踐環(huán)節(jié)的教學比重。在制定實用性課程教學大綱時，保證每門專業(yè)課有20%以上的實驗教學占比。

學校應該加大校內(nèi)實習平臺建設(shè)力度，建設(shè)“基礎(chǔ)工業(yè)技能訓練與服務中心”來全面負責金工實習、土木實習、電子工藝實習及熱工儀表實習等實踐教學工作和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務工作。不僅能夠滿足低年級學生在完成各種實習的過程中全面掌握基礎(chǔ)工業(yè)技能，而且能夠為參與各種創(chuàng)新計劃的高年級學生提供實踐平臺和技術(shù)服務。各個學院的教學實驗室和實驗教學示范中心，對全校師生全面免費開放，做到資源共享，為不同專業(yè)的學生進行學科交叉提供暢通渠道。

在骨干專業(yè)課的實驗設(shè)置時，全面分析各門課程之間的相關(guān)性，盡可能做到縱向銜接。首先，在“粉體工程”課程中可以設(shè)置各種化學合成粉體的制備、分級和表征實驗，在“無機材料機械設(shè)備”中設(shè)置天然礦物材料的提純、粉碎和分級實驗。通過上述兩門課程的實驗，不僅使學生對原料的種類、合成和性能有了充分的認識和了解，而且為“無機材料工藝學”實驗提供合格的原材料。在“無機材料工藝學”課程中，利用前驅(qū)課程得到的粉體原料，進行配料、混料、成型和燒結(jié)等實驗。在完成“無機材料工藝學”實驗課程時，所得到的試樣可以作為“無機材料力學性能”的性能檢測試件。經(jīng)過性能測定后的試件可以作為“現(xiàn)代材料測試技術(shù)”課程的試樣。

課程設(shè)計環(huán)節(jié)是訓練學生綜合運用知識能力和提高實踐能力的重要手段。無機非金屬材料工程專業(yè)開設(shè)的許多專業(yè)課程都可以開出相應的課程設(shè)計，例如，無機非金屬材料工廠設(shè)計概論、無機非金屬材料工藝學、硅酸鹽熱工設(shè)備等等。根據(jù)學生的就業(yè)意向這三個課程設(shè)計可以有機銜接。工廠設(shè)計是根據(jù)原料產(chǎn)地、交通運輸和水文地質(zhì)等條件從宏觀上設(shè)計出節(jié)約土地、物流高效和人流安全合理的工廠布局。工藝課程設(shè)計是使學生針對水泥、玻璃、陶瓷的工藝特點，進行原料的選定、配方計算、設(shè)備選型和車間工藝布置設(shè)計。硅酸鹽熱工設(shè)備課程設(shè)計是針對無機非金屬材料最重要的燒結(jié)工藝，使學生熟練掌握玻璃浮法窯、陶瓷隧道窯和水泥回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)、性能和工作原理，培養(yǎng)學生運用熱工基本理論設(shè)計窯爐的能力，并通過對窯爐的熱工標定找出窯爐存在的結(jié)構(gòu)和操作問題，為畢業(yè)后從事設(shè)計窯爐、熱工設(shè)備改進和窯爐的科學操作等工作打下堅實基礎(chǔ)。

畢業(yè)設(shè)計的主要目的是通過文獻檢索、資料收集、設(shè)計計算、制圖和撰寫設(shè)計說明書等系列環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎(chǔ)和專業(yè)知識，和獨立完成課題的能力。因此，指導教師在制定畢業(yè)設(shè)計題目時，應結(jié)合科研課題或生產(chǎn)實際選擇某項實際工程設(shè)計內(nèi)容的全部或一部分。也可以利用學生在低年級進行認識實習和生產(chǎn)實習時，對所實習工廠的生產(chǎn)流程、設(shè)備數(shù)量和型號、工廠平面布置、勞動定員、主要技術(shù)經(jīng)濟指標等設(shè)計所需要的資料進行收集整理后確定設(shè)計題目。例如，日產(chǎn)5000件衛(wèi)生潔具生產(chǎn)線的生產(chǎn)車間設(shè)計。這樣就把實習與畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來，使生產(chǎn)實習更加深入仔細。

4 教師業(yè)務水平和實踐能力的提高

組建一支學術(shù)水平較高，政治思想過硬，對我國高等教育事業(yè)有良好責任感的教師團隊是達到上述培養(yǎng)目標的保證。經(jīng)過幾十年的團隊建設(shè)，無機非金屬材料工程系教師具有博士學位的占比在90%以上，又經(jīng)過了創(chuàng)特色專業(yè)創(chuàng)建的鍛煉，已表現(xiàn)出具有優(yōu)秀的思想素質(zhì)和職業(yè)道德，較強的責任感和使命感，較高的學術(shù)水平和業(yè)務水平。然而，在教師隊伍中具有工程背景的占比非常低，導致教師在實際生產(chǎn)實踐方面，缺乏對現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)熟悉程度，特別缺乏運用材料專業(yè)高端技術(shù)于教學、實驗實訓和科研的綜合能力。

建設(shè)一支具有高水平實踐教學能力的教師隊伍，必須多管齊下。首先，在每年引進新教師時，逐年減少高校新畢業(yè)博士生的數(shù)量，加大從企業(yè)引進具有生產(chǎn)實踐能力和工程師資格的工程技術(shù)人員的力度。并且在面試時，重視考察應聘人實際工作經(jīng)驗和實際操作水平，而不是僅僅看應聘者的應聘材料和技術(shù)等級證書。其次，持續(xù)保證現(xiàn)任教師實踐知識的先進性和實用性。通過簽署校企聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議加強企業(yè)與學校的聯(lián)系，一方面，可以邀請高技術(shù)企業(yè)有實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員到學校為學生作專題報告或做短期的實驗指導；另一方面，采取得力的措施，鼓勵年輕骨干教師深入企業(yè)，密切跟蹤（下轉(zhuǎn)第58頁）（上接第56頁）高新企業(yè)的先進技術(shù)水平，及時更新實驗教學的內(nèi)容。最后，通過科研項目立項解決企業(yè)技術(shù)難題，使得由教師和學生組成的課題組人員經(jīng)常穿梭于企業(yè)與學校之間。一方面，充分利用高校教師扎實的理論知識，使得企業(yè)技術(shù)水平得到提升，得到擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果，教師也可以把第一手資料直接應用到教學；另一方面，參與其中的學生可以接觸到本專業(yè)領(lǐng)域較先進的生產(chǎn)技術(shù)和熟練達的技術(shù)操作本領(lǐng)。這就形成了企業(yè)得到了研發(fā)成果而得到技術(shù)升級，教師得到了知識更新而豐富授課內(nèi)容，學生得到了從事科研工作的能力，實現(xiàn)企業(yè)效益與教學質(zhì)量雙豐收的局面。

5 結(jié)束語

新經(jīng)濟的到來對于無機非金屬材料工程專業(yè)教學既是挑戰(zhàn)又是機遇。只有順應新經(jīng)濟下材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，結(jié)合長安大學自身發(fā)展策略，在保持我校無機非金屬材料工程專業(yè)傳統(tǒng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，迎接挑戰(zhàn)、大膽嘗試教學改革與實踐，才能培養(yǎng)出現(xiàn)代新材料產(chǎn)業(yè)急需的有道德、有知識、有文化、有能力的綜合型應用人才。

基金項目：長安大學2018年中央高校“雙一流”引導專項資金本科教學建設(shè)項目（300104283137）

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