魏端麗，杜 妮，唐 婧，王 穎

(武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 化工與材料工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)

新材料產(chǎn)業(yè)是我國材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)，是七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。近年來，在政府引導(dǎo)和企業(yè)自主創(chuàng)新兩種力量作用下，我國新材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出集群化發(fā)展態(tài)勢(shì)，并顯現(xiàn)出專業(yè)化和特色化的特征[1-3]。在此背景下，企業(yè)也逐漸青睞于多元化人才和應(yīng)用型人才[4-6]。

材料類專業(yè)作為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前驅(qū)動(dòng)力，應(yīng)充分考量行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)接行業(yè)需求適當(dāng)做出調(diào)整。高分子材料與工程專業(yè)在材料類專業(yè)中占有重要的地位，全國約有100余所院校開設(shè)了該專業(yè)。因此，本文以高分子材料與工程專業(yè)為例，在新材料產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢(shì)的背景下，分析討論了其人才培養(yǎng)?，F(xiàn)存的問題，并提出了改革的建議。

1 高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)存問題

1.1 課程設(shè)置陳舊，教育理念落后

新材料產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展的同時(shí)本科教育也逐漸從理論型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)向于應(yīng)用型人才培養(yǎng)。這一轉(zhuǎn)變也迫使各高校對(duì)高分子材料與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)整[7]。然而，目前大部分院校的人才培養(yǎng)方案還是墨守成規(guī)。具體表現(xiàn)為課程設(shè)置陳舊、專業(yè)特色不突出、教育理念落后。

在課程設(shè)置方面，大部分院校的高分子材料與工程專業(yè)的課程體系相似。以我院高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案為例，其各類課程的學(xué)分占比如表1所示。從表1中看出，通識(shí)課程所占比例較大，專業(yè)教育模塊所占學(xué)分比例略低，創(chuàng)新教育模塊稍有不足。要適應(yīng)新材料產(chǎn)業(yè)對(duì)人才多元化和應(yīng)用型的要求，課程體系的設(shè)置還需進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化。

表1 高分子材料與工程專業(yè)各類課程學(xué)分占比 %

在專業(yè)特色方面，現(xiàn)如今的材料早已不是單一的，而是具有多功能的復(fù)合型材料。新材料產(chǎn)業(yè)的集群化發(fā)展也對(duì)材料的多元化和智能化提出了更高的要求。然而，大部分院校所設(shè)置的專業(yè)課程仍然拘泥于傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)的成型方法，缺少與新材料和新工業(yè)的連接。若要適應(yīng)新材料產(chǎn)業(yè)集群化的發(fā)展趨勢(shì)，還需進(jìn)一步調(diào)整和加強(qiáng)專業(yè)課程建設(shè)。

在教育理念方面，部分教師不注重及時(shí)更換教學(xué)內(nèi)容，忽略了新材料產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展的趨勢(shì)，仍然認(rèn)為學(xué)時(shí)長短是決定學(xué)生學(xué)習(xí)好壞的標(biāo)準(zhǔn)，并且只注重理論教學(xué)而忽視了能力培養(yǎng)，結(jié)果只能將學(xué)生培養(yǎng)成理論者，而不是實(shí)際工作者，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)時(shí)無法適應(yīng)快速變化的市場需求，難以順利就業(yè)。

1.2 授課方式單一，缺乏學(xué)科互通

目前，各大高校主要的授課方式仍然是以課堂教學(xué)為主，多媒體展示為輔，這種授課方式既傳統(tǒng)又單一，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性[8-9]。更重要的是，這種教學(xué)模式是一次性的，學(xué)生無法在課下回顧上課講授過程，只能通過看書自學(xué)的形式消化難點(diǎn)和疑點(diǎn)，這種學(xué)習(xí)方式使得學(xué)習(xí)效率大大降低，學(xué)習(xí)質(zhì)量也得不到有力的保障。另外，該方式往往受限于課時(shí)，從1.1的分析中看出，課程體系中專業(yè)教育模塊的學(xué)分比例本來就受限，再加上課堂教學(xué)學(xué)時(shí)的限制，根本無法進(jìn)行相關(guān)學(xué)科知識(shí)的有效拓展和互通。

不僅如此，對(duì)于高分子材料與工程專業(yè)而言，知識(shí)面涵蓋非常廣，不僅包括了高分子科學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論，如高分子化學(xué)、高分子物理、合成工藝學(xué)等，還涉及到材料加工、成型、設(shè)備和測試等。如此龐大的知識(shí)體系本來就需要大量得時(shí)間和實(shí)踐去完成，再加上要適應(yīng)當(dāng)下新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，必然還要加強(qiáng)和其他學(xué)科、其他專業(yè)之間的互融，這就要求更多的教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)方式做支撐。

最后，理論知識(shí)固然重要，但實(shí)操能力更是適應(yīng)新材料產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢(shì)的必備條件。傳統(tǒng)課堂教學(xué)無法培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，更不能滿足個(gè)性化培養(yǎng)的需求。這一點(diǎn)已成為現(xiàn)階段人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)的一大弊病。

1.3 “產(chǎn)、學(xué)、研”融合度不夠

為了促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，其中多次強(qiáng)調(diào)了“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合、相融合的重要性。然而，絕大多數(shù)本科院校中，高分子材料與工程專業(yè)的課程設(shè)置偏重于理論教學(xué)，對(duì)于“產(chǎn)”和“研”的重視程度不夠，或者存在“產(chǎn)、學(xué)、研”各培養(yǎng)環(huán)節(jié)聯(lián)系不緊密，甚至脫節(jié)的問題[10]。特別是，近年來受市場大環(huán)境的影響，與企業(yè)合作的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)也備受限制，學(xué)生無法進(jìn)入工廠實(shí)地觀察和學(xué)習(xí)相關(guān)成型設(shè)備的操作，而校方受限于資金問題，也無法采購最新或品種多樣的教學(xué)設(shè)備，因此無法滿足對(duì)于學(xué)生工程訓(xùn)練的要求。另一方面，本科教育階段往往更加注重學(xué)分的積累，對(duì)于“研”的重視程度不夠，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)大多是遵循指導(dǎo)老師給定的實(shí)驗(yàn)方案機(jī)械的完成操作步驟，并沒有達(dá)到科研實(shí)訓(xùn)的效果。

2 高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的改革探討

2.1 改革教學(xué)模式，加強(qiáng)混合式教學(xué)模式的建立

近年來，各大高校均建立了線上教學(xué)平臺(tái)。如我校是通過優(yōu)學(xué)院平臺(tái)建課，將電子版教材、課件、習(xí)題集和相關(guān)教學(xué)視頻上傳，分享給學(xué)生，然后再進(jìn)行直播教學(xué)。然而存粹的線上教學(xué)存在師生互動(dòng)差、網(wǎng)速受限、監(jiān)管不便等問題。因此，完全依賴線上教學(xué)也不能滿足當(dāng)下人才培養(yǎng)的需求，而是應(yīng)將線下傳統(tǒng)教學(xué)與線上教學(xué)相結(jié)合，建立混合式教學(xué)模式，并利用線下教學(xué)講授基本原理，再利用線上平臺(tái)分享拓展知識(shí)、設(shè)置考核標(biāo)準(zhǔn)，以此來加強(qiáng)混合式教學(xué)效果。可供參考的線上考核標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示。

圖1 線上考核標(biāo)準(zhǔn)參考圖

以高分子材料與工程專業(yè)必修課《高分子合成工藝設(shè)計(jì)》為例，工藝流程圖的繪制方法、物料衡算、熱量衡算，以及設(shè)備工藝計(jì)算可在線下進(jìn)行，通過一步步演算推導(dǎo)加強(qiáng)和學(xué)生的互動(dòng)，幫助學(xué)生理解。再利用線上平臺(tái)分享工藝設(shè)計(jì)實(shí)例、化工設(shè)計(jì)大賽動(dòng)畫等內(nèi)容，并設(shè)置線上課件學(xué)習(xí)時(shí)長、課件學(xué)習(xí)進(jìn)度、單元測試、線上話題討論、作業(yè)等考核標(biāo)準(zhǔn)。一方面可幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)，另一方面可引發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。更重要的是，線上平臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測記錄每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)反饋給任課老師，有利于老師更好的掌握每一位學(xué)生對(duì)各章節(jié)的學(xué)習(xí)情況，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案，查漏補(bǔ)缺。

2.2 充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)融合，培養(yǎng)多元化人才

在5G時(shí)代，高校應(yīng)充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，打造數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)各學(xué)科之間的互通?？刹僮鞯姆桨赣校旱谝?，可充分利用VR技術(shù)，搭載互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，形成虛擬工廠生產(chǎn)實(shí)景，建立沉浸式線上課堂；第二，利用“5G+VR”技術(shù)打造虛擬教師，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)；第三，可通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建學(xué)科交流群，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科多專業(yè)的溝通和融合，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型人才；第四，可通過平臺(tái)發(fā)布校內(nèi)學(xué)術(shù)研究資源、學(xué)科競賽信息、校企合作項(xiàng)目、企業(yè)資訊、企業(yè)招聘信息等內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與活動(dòng)，培養(yǎng)與學(xué)科相關(guān)的興趣愛好，自由組建學(xué)科討論組。上述舉措不僅能實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的融合，還能打破實(shí)地教學(xué)界限，實(shí)現(xiàn)資源共享，促進(jìn)“產(chǎn)、學(xué)、研”相互結(jié)合。

對(duì)高分子材料與工程專業(yè)而言，可與材料成型及控制工程(偏重模具和加工成型)、化學(xué)工程與工藝(偏重工藝設(shè)計(jì))、材料物理(偏重微觀結(jié)構(gòu))、材料化學(xué)(偏綜合)等專業(yè)共建學(xué)科交流群，便于學(xué)生交流、比較專業(yè)特色和優(yōu)勢(shì)，互通各類學(xué)科競賽信息(比如“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生高分子材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽)等，這樣也有利于打造多學(xué)科互通、互融的參賽隊(duì)伍，提升競爭力。

2.3 與企業(yè)建立合作平臺(tái)，探索“3+1”培養(yǎng)模式，培養(yǎng)應(yīng)用型人才

目前，大部分材料類專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)都存在走馬觀花的問題，尤其是在近幾年，線下實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)受限，大大影響了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，探索“3+1”培養(yǎng)模式很有必要。所謂“3+1”是指將大學(xué)4年拆分開，前三年在校學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，最后一年提前進(jìn)入工廠或企業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，這就需要通過搭建校企合作實(shí)訓(xùn)基地來實(shí)現(xiàn)。

就高分子材料與工程專業(yè)而言，通識(shí)課程(如大學(xué)語文、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、思政類課程、體育等)、專業(yè)基礎(chǔ)課(如基礎(chǔ)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、高分子化學(xué)、高分子物理等)、專業(yè)必修課(如工程制圖與AUTO CAD、聚合物合成工藝學(xué)、聚合反應(yīng)工程、聚合物加工工程、聚合物合成工藝設(shè)計(jì)、材料研究方法等)可在校進(jìn)行“線上+線下”的混合式教學(xué)，而專業(yè)選修課和實(shí)踐教育環(huán)節(jié)，可根據(jù)專業(yè)特色或?qū)W生興趣選擇去相應(yīng)的企業(yè)或工廠進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。在企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，學(xué)生所學(xué)知識(shí)不再是紙上談兵，而是真正可以用來解決實(shí)際生產(chǎn)問題，從現(xiàn)實(shí)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。這樣的教學(xué)模式也有利于幫助學(xué)生更好的適應(yīng)新材料產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展的趨勢(shì)。

綜合2.1～2.3的內(nèi)容，可供參考的課程體系如圖2所示。

圖2 高分子材料與工程專業(yè)課程體系

3 結(jié)語

在新材料產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢(shì)下，材料類專業(yè)的人才培養(yǎng)重心必然要向多元化、應(yīng)用型方向轉(zhuǎn)變。高分子材料與工程專業(yè)作為典型的材料類專業(yè)，其人才培養(yǎng)方案也應(yīng)順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求做出調(diào)整。充分利用5G時(shí)代提供的網(wǎng)絡(luò)資源，加強(qiáng)建立混合式教學(xué)模式應(yīng)實(shí)現(xiàn)常態(tài)化。此外，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”為實(shí)現(xiàn)多專業(yè)融合、培養(yǎng)多元化人才也提供了途徑。不僅如此，積極探索“3+1”培養(yǎng)模式也為培養(yǎng)材料類專業(yè)應(yīng)用型人才提供了思路。