于 漫 趙小輝 王文權(quán) 王慧遠

（吉林大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 吉林長春 130025）

引言

黨的十九屆五中全會制定的“十四五”規(guī)劃中明確提出“分類建設(shè)一流大學(xué)和一流學(xué)科，支持發(fā)展高水平研究型大學(xué)，建設(shè)高質(zhì)量本科教育”[1]。這是新時代社會主義現(xiàn)代化建設(shè)對高等教育人才培養(yǎng)提出的根本要求與基本綱領(lǐng)。有關(guān)部門、省市和高校積極貫徹落實黨中央決策部署，多措并舉，不斷強化本科教學(xué)的基礎(chǔ)地位和人才培養(yǎng)的中心地位，大力推進教育教學(xué)改革和人才培養(yǎng)機制改革。2017年，教育部高等教育司印發(fā)了“關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知”，“新工科”迅速成為高等教育領(lǐng)域新的著力點和出發(fā)點。新工科建設(shè)對于科技產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效、應(yīng)對新一輪產(chǎn)業(yè)升級與革命以及科技人才戰(zhàn)略儲備等方面具有重大意義。在這一時代大背景下，廣大高等院校承載著打造新時代科技人才培養(yǎng)高地、主動布局未來重大戰(zhàn)略領(lǐng)域的神圣使命[2]。

吉林大學(xué)材料類本科專業(yè)作為一個具有近70年發(fā)展歷程的傳統(tǒng)優(yōu)勢工科專業(yè)，立足東北，輻射全國，以培養(yǎng)國家亟須的材料領(lǐng)域高級專門科技人才為主，特別面向吉林省支柱產(chǎn)業(yè)——汽車和軌道交通制造業(yè)。近年來，隨著世界范圍內(nèi)科技和產(chǎn)業(yè)革命的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息和人工智能技術(shù)，現(xiàn)代工業(yè)模式和體系發(fā)生了巨大而深刻的變化。面對創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和建設(shè)制造強國的國家戰(zhàn)略，培養(yǎng)具有優(yōu)良科學(xué)素養(yǎng)和工程素養(yǎng)（雙核心素養(yǎng)）的拔尖創(chuàng)新人才已經(jīng)成為高水平研究型大學(xué)的重大責(zé)任與神圣使命，更是吉林大學(xué)材料學(xué)科的辦學(xué)宗旨和根本任務(wù)[3-4]。

近年來，圍繞國家新工科建設(shè)和發(fā)展的要求，吉林大學(xué)材料類專業(yè)持之以恒地開展教育教學(xué)改革，以培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)不斷變化的科學(xué)和工程創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，精準定位新工科人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建了高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)密切結(jié)合的課程體系與教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)建了育人新生態(tài)，形成了育人新環(huán)境，并建立建全了與新工科相適應(yīng)的專業(yè)管理機制，促進了本專業(yè)創(chuàng)新教育的全面提升，努力實現(xiàn)新工科背景下材料類專業(yè)人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的良性互動和相互促進。

一、材料類專業(yè)本科培養(yǎng)體系現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，受制于傳統(tǒng)因素和實際條件，現(xiàn)有的材料類專業(yè)人才培養(yǎng)模式和體系已無法滿足國家建設(shè)制造強國戰(zhàn)略對高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才的需求。伴隨著產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)更新迭代，人工智能、智能制造、大數(shù)據(jù)云計算、新能源技術(shù)等新業(yè)態(tài)、新熱點對材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的人才提出了更高的要求。國內(nèi)眾多高水平研究型大學(xué)為了適應(yīng)新工科建設(shè)的需要，對材料類專業(yè)進行了優(yōu)化升級，但絕大部分高校材料專業(yè)目前仍存在知識體系缺乏多學(xué)科交叉融合、課程體系構(gòu)建缺乏頂層思維和系統(tǒng)設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容更新相對滯后于現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，偏重理論教學(xué)、實踐教學(xué)沒有得到足夠重視、教學(xué)環(huán)境相對封閉、缺乏相關(guān)企業(yè)和行業(yè)對教育的深度介入等問題，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，材料類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念與目標相對滯后于新時代工科人才需求。傳統(tǒng)材料類專業(yè)在定位創(chuàng)新型拔尖人才培養(yǎng)目標時沒有瞄準時代發(fā)展和未來需求，同時缺乏對學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生適應(yīng)新時代科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的能力較差。目前使用的教材、教案等教學(xué)資源內(nèi)容陳舊，理論模型和工程實例沒有及時更新，跟不上前沿科技發(fā)展，致使課堂教學(xué)趣味性、創(chuàng)新性不足，學(xué)生的接受度和興趣不強。在工程實踐教育中，科研實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容相對單一，以演示性實驗為主，缺乏系統(tǒng)性、創(chuàng)新性的實踐內(nèi)容。

第二，材料類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程缺乏學(xué)科交叉融合。學(xué)科交叉邊緣領(lǐng)域是激發(fā)創(chuàng)新思維、孕育創(chuàng)新成果的陣地和舞臺，更是突破人才培養(yǎng)瓶頸、優(yōu)化高等教育的新思路、新方法。目前的材料類專業(yè)教育中，單一的“材料結(jié)構(gòu)-材料性能-材料應(yīng)用”學(xué)科思維已無法解決工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的實際問題，致使專業(yè)人才遭遇“校園里理論知識學(xué)得懂，企業(yè)中工程實際兩眼瞎”的尷尬局面。因此，全面打造多學(xué)科交叉融合的學(xué)術(shù)環(huán)境和氛圍，努力培養(yǎng)多學(xué)科復(fù)合型專業(yè)人才勢在必行！

第三，教師理論教學(xué)水平和科研實踐能力有待提高。材料科學(xué)與工程學(xué)科作為科技領(lǐng)域前沿?zé)狳c學(xué)科，技術(shù)升級和理念創(chuàng)新速度極快，增材制造、新能源技術(shù)、智能制造、大數(shù)據(jù)分析等專業(yè)熱點層出不窮，專業(yè)教師如果仍然依托傳統(tǒng)課本開展教學(xué)，不能及時推陳出新，學(xué)生就無法及時接觸到本領(lǐng)域的新思想、新成果、新理念，這就極大地限制了學(xué)生綜合能力的開發(fā)與提高。同時，多數(shù)專業(yè)教師缺乏工程實踐經(jīng)歷，更多的工程實踐環(huán)節(jié)還是為了理論課程服務(wù)。此外，專業(yè)教師受科研業(yè)績壓力、職稱評定等因素影響，在理論教學(xué)和工程實踐方面投入的精力偏少。因此，專業(yè)教師還需進一步提高自身工程實踐能力，在教學(xué)環(huán)節(jié)中投入更多的精力。

綜上所述，為解決材料類本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式建設(shè)方面存在的問題，本文結(jié)合筆者所在的吉林大學(xué)材料學(xué)科新工科建設(shè)成果，深入分析探討了“本科創(chuàng)新人才融通式培養(yǎng)體系”的構(gòu)建理念、實踐內(nèi)容及落實成效，以期為推動材料類專業(yè)本科人才培養(yǎng)的思路優(yōu)化、體系完善貢獻力量，為國內(nèi)高校同類學(xué)科建設(shè)提供新思路。

二、基于“科學(xué)素養(yǎng)”提升的高水平理論課程體系建立

科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成教育是大學(xué)本科創(chuàng)新人才教學(xué)目標的重要組成部分。創(chuàng)新人才的科學(xué)素養(yǎng)由知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)方法、思維習(xí)慣四要素構(gòu)成，影響要素包括課程體系、教學(xué)方法、條件保障、教學(xué)管理、個性培養(yǎng)等五個方面，其中課程體系與教學(xué)方法是主要影響要素，如圖1所示。

圖1 科學(xué)素養(yǎng)和影響要素邏輯關(guān)系

理論課課程體系是科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成教育的支撐，只有構(gòu)建了科學(xué)系統(tǒng)的課程體系，才能有效有序?qū)嵤┛茖W(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成教育。無論是材料類專業(yè)建設(shè)的著力點，還是達成人才培養(yǎng)畢業(yè)要求的落腳點，歸根結(jié)底需要依賴課程建設(shè)，這也是高質(zhì)量工程教育之路最艱難的一公里[5-6]。為此，必須改革淺層知曉的知識內(nèi)容、單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方式、止于課堂的學(xué)習(xí)模式和一考終結(jié)的評價手段，也就是所謂的“水課”，取而代之的是有高度、有深度、有難度、有熱度和有效度的“金課”，走好材料類專業(yè)創(chuàng)新人才教育實踐過程的最后一公里。

1.強基—重知識，嚴把關(guān)，夯實課堂教育

課堂永遠是高等教育的主陣地、主戰(zhàn)場?！盎A(chǔ)不牢，地動山搖”。只有針對課堂教育采取強基固本、穩(wěn)中求進的強化和改革，才能在理論知識教育層面掌握主動權(quán)和話語權(quán)。基于此，吉林大學(xué)材料類專業(yè)近年來著重推進優(yōu)化招生和培養(yǎng)機制、建立全新課程體系、完善評價和考核機制等教學(xué)改革工作，以期實現(xiàn)理論課程教育由傳統(tǒng)工科向新工科的轉(zhuǎn)變，具體改革措施包括以下幾個方面。

首先，吉林大學(xué)材料學(xué)科自2018學(xué)年開始采用“大類招生、分流培養(yǎng)”模式，即在招生階段不劃分專業(yè)，按照一級學(xué)科材料類進行錄取，隨后在第四學(xué)期初在充分尊重學(xué)生個人意愿的前提下，依據(jù)學(xué)生在校表現(xiàn)、學(xué)業(yè)成績等考核標準完成專業(yè)分流。把整個大學(xué)的學(xué)習(xí)劃分為兩個階段：一年半的厚基礎(chǔ)通識教育階段；兩年半寬口徑專業(yè)教育及綜合應(yīng)用階段。這使得學(xué)生能夠基于自身的興趣進行專業(yè)選擇，并能夠有更充分的時間將所學(xué)的理論知識與社會實踐緊密聯(lián)系，有效解決了原培養(yǎng)模式中無法滿足學(xué)生基于自身興趣選擇專業(yè)的弊端，能夠有更充足的時間學(xué)習(xí)專業(yè)知識，解決復(fù)雜工程問題。

隨后，基于新培養(yǎng)模式的變化以及新工科對高校人才培養(yǎng)的要求，以新工科人才培養(yǎng)目標為導(dǎo)向，吉林大學(xué)材料類專業(yè)在探索中逐步建立起由多個課程群支撐的通識教育、學(xué)科與專業(yè)教育、創(chuàng)新教育三層次全新課程體系，如圖2所示。

圖2 材料類專業(yè)三層次全新課程體系

在通識教育層面，針對大一、大二低年級學(xué)生開展維護身心健康、樹立理想信念的綜合文化素質(zhì)培養(yǎng)和教育。同時，針對數(shù)理化理論知識及計算機仿真、力學(xué)、機械設(shè)計等從事材料科學(xué)研究必備的知識與素養(yǎng)進行基礎(chǔ)夯實。在學(xué)科與專業(yè)教育層面，針對大三、大四高年級學(xué)生，突出教學(xué)和科研內(nèi)容的緊密銜接和聯(lián)動，融入“工程專業(yè)認證”理念，并引入大數(shù)據(jù)、云計算等新型信息技術(shù)，以汽車、軌道客車行業(yè)工程實例為切入點，逐步形成“原理-工藝-設(shè)備-生產(chǎn)”“新材料設(shè)計-新制備方法-成型新技術(shù)”為主線的專業(yè)理論和高新技術(shù)課程群。同時，在四年的培養(yǎng)過程中，貫穿配套的創(chuàng)新教育課程，突出能力培養(yǎng)和環(huán)境支撐，將企業(yè)的發(fā)展、運營、管理貫穿全課程，設(shè)置體驗式課程，形成以專業(yè)知識內(nèi)化和創(chuàng)新思維培養(yǎng)為核心的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與實操課程群。

再者，吉林大學(xué)材料類專業(yè)進一步優(yōu)化考核和評價機制，著重提高學(xué)生在課堂內(nèi)的參與度和沉浸度，進行小班制、互動式課堂教學(xué)改革，開啟“金課建設(shè)工程”，淘汰那些單向灌輸、淺層知曉、一考終結(jié)的水課。在考核機制上，依托隨堂測驗、動手實驗、主題發(fā)言、小組活動等考核模式，逐步提高學(xué)生日常在課堂上的表現(xiàn)在總成績的占比，使學(xué)院的本科生課堂教學(xué)內(nèi)容既有高度和深度，又有熱度和效度。同時，強化對課堂教學(xué)過程的監(jiān)督并重視學(xué)生的反饋，從教師、學(xué)生和教學(xué)管理部門多角度多層次共同保障課堂教學(xué)質(zhì)量。

2.啟迪—開視野，立素養(yǎng)，豐富教學(xué)內(nèi)涵

要打造“教師享受、學(xué)生歡迎、社會需要”的金牌課程，還需要在日常教學(xué)過程中積極融入先進的教育教學(xué)理念，以著力提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維為抓手，大力豐富本科課堂教學(xué)內(nèi)涵。吉林大學(xué)材料類專業(yè)高度重視學(xué)生創(chuàng)新品格的養(yǎng)成，在加強知識教育、能力培養(yǎng)的同時，更關(guān)注創(chuàng)新品格的塑造。從“重知識、提能力”的現(xiàn)行教育觀向“重知識、提能力、塑品質(zhì)”的教育觀轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)獨立人格、鼓勵質(zhì)疑精神、強化團隊合作，著力提升大學(xué)生的創(chuàng)新品格，具體措施包括如下幾個方面。

第一，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。綜合運用引導(dǎo)式、總結(jié)式、啟發(fā)式、研討式等教學(xué)方法開展課堂教學(xué)。開展第二課堂教學(xué)活動，如理論沙龍、專業(yè)前沿探索等，并運用現(xiàn)代教育技術(shù)，展示學(xué)科或?qū)I(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，拓展學(xué)生知識面。例如，學(xué)院定期開設(shè)“教授專題講座”，讓學(xué)生與知名專家學(xué)者面對面，為了解材料學(xué)科前沿發(fā)展提供了更多的機會；學(xué)院新建網(wǎng)絡(luò)慕課“材料學(xué)概論”，滿足了材料類不同專業(yè)學(xué)生對材料科學(xué)與工程領(lǐng)域全面認識、整體把握的需要。在專業(yè)課程的教育實踐過程中，堅持“貫穿主線、突出重點、強調(diào)應(yīng)用”的原則，摒棄“一言堂”教學(xué)模式、引入“翻轉(zhuǎn)教堂”教學(xué)模式，加強自主學(xué)習(xí)和課堂匯報及討論環(huán)節(jié)并注重師生互動，發(fā)展以學(xué)生為中心、以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和發(fā)展為核心的教學(xué)模式，使學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

第二，樹立“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”新理念，引進先進教學(xué)資源。材料類專業(yè)在新工科建設(shè)和“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，基于OBE（Outcome Based on Education，產(chǎn)出導(dǎo)向教育）理念進行人才培養(yǎng)，并對課堂教學(xué)情況進行診斷與反饋。通過教師引導(dǎo)、啟發(fā)、總結(jié)、學(xué)生研討，點對點地實現(xiàn)對學(xué)生思維的引導(dǎo)和開發(fā)。鼓勵學(xué)生敢于提出問題、擅于提出問題，將邏輯方法、自然科學(xué)方法論等應(yīng)用在教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的渴望與追求，引導(dǎo)學(xué)生積極深入思考。針對理論課程以課堂傳授知識為主要方式、實踐課程以觀摩為主要方式的教學(xué)方法單一和教學(xué)手段匱乏問題，構(gòu)建了“理論夯實、能力拔高、實踐創(chuàng)新”的新工科本科教學(xué)方法，形成產(chǎn)教學(xué)研融合教學(xué)新模式。在理論教學(xué)中運用概念、判斷、分析、比較、演繹、推理、歸納等科學(xué)思維培養(yǎng)方式，在實踐教學(xué)中運用觀察、實驗、實操、調(diào)查等實踐教學(xué)方法，積極運用“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、大數(shù)據(jù)云計算、虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代教育手段，形成理論課以科學(xué)邏輯教學(xué)方法、實踐課以科學(xué)技術(shù)方法為主的系統(tǒng)教學(xué)方法和形式多樣的教學(xué)手段。

第三，促進學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)新型復(fù)合型人才。利用跨學(xué)科課程資源提升創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)是實現(xiàn)理論教學(xué)質(zhì)量突破的又一有效手段。因此，在培養(yǎng)方案制定上，吉林大學(xué)材料類專業(yè)提出“課程體系模塊化”設(shè)計理念，學(xué)生在滿足專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)分的前提下，可在材料類專業(yè)不同方向個性化選擇課程。該項舉措有效提升了學(xué)習(xí)的積極性和探索的靈活性?！罢n程體系模塊化”設(shè)計理念已經(jīng)在吉林大學(xué)2018版培養(yǎng)方案中貫徹執(zhí)行，受到了學(xué)生和社會的好評。同時，提出材料類與機械、汽車特色學(xué)科交叉融合的復(fù)合型人才培養(yǎng)理念，夯實數(shù)理化及力、熱、電、材料、信息等方面基礎(chǔ)知識，形成多學(xué)科根基與跨界思維，構(gòu)建以“材料設(shè)計、材料制備”等為主的專業(yè)基礎(chǔ)模塊，拓展以“材料應(yīng)用”等為主的專業(yè)方向模塊，面向產(chǎn)業(yè)融合及新技術(shù)，形成機械、汽車等相關(guān)學(xué)科的交叉。另外，采用合作申報科研課題、舉辦國際會議以及派青年教師到世界一流大學(xué)交流等措施拓寬師資隊伍國際化視野，從而利用突破傳統(tǒng)材料專業(yè)思維領(lǐng)域的學(xué)科交叉類科研工作及在學(xué)科交叉點上產(chǎn)生的創(chuàng)新性成果，組織學(xué)生進行驗證性、創(chuàng)新性的科學(xué)實驗和工程實踐，同時積極結(jié)合“大學(xué)生創(chuàng)新實驗”“大學(xué)生科技創(chuàng)新展”等項目培養(yǎng)具有學(xué)科交叉融合背景的新型復(fù)合型人才。

3.優(yōu)化—提質(zhì)量，促升級，完善教學(xué)配套

除了對理論課程進行內(nèi)容改革和理念創(chuàng)新外，還應(yīng)積極完善配套保障、優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu)、合理分配本科教學(xué)管理資源、完善評價和考核機制等，在客觀條件上保障理論課程改革精準落地和有效實施。

吉林大學(xué)材料類專業(yè)近年來持續(xù)加大資金投入，在教學(xué)場地、儀器設(shè)備、教輔材料等各方面，全力保障本科教學(xué)資源配套供給。同時，著力圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力形成規(guī)律，按照多維度創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，全方位運用視頻共享課等多種教學(xué)手段，升級已擁有的在線課程等教學(xué)資源，打造多場景、沉浸式學(xué)習(xí)新體驗，進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，使學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力顯著提高。

形成“雙師型”師資隊伍新模式。吉林大學(xué)材料學(xué)院非常注重任課教師的企業(yè)經(jīng)歷和背景，任課教師中90%以上具有工程背景和經(jīng)歷。這種“雙師型”師資隊伍注重理論與實踐相結(jié)合，以實際工程問題為背景，鼓勵教師將實驗室最新獲得的新成果、新進展作為理論知識的講解案例進行展示，或?qū)a(chǎn)學(xué)研合作中的實際工程案例或時下技術(shù)熱點轉(zhuǎn)化為教學(xué)模型，引導(dǎo)學(xué)生逐步接觸科研，形成“科學(xué)家、工程師”思維，顯著提升學(xué)生的工程素養(yǎng)。

努力貫徹“一切為了學(xué)生，為了學(xué)生一切”的教學(xué)管理理念，促進教學(xué)管理工作從管理學(xué)生的“事務(wù)型”向服務(wù)學(xué)生的“支持型”轉(zhuǎn)變。構(gòu)建了以學(xué)生為中心的教學(xué)管理系統(tǒng)，提供面向教學(xué)管理的信息資源和業(yè)務(wù)流程服務(wù)。對于教學(xué)資源合理分配的設(shè)計思路是以促進學(xué)生學(xué)業(yè)成長為出發(fā)點，既要符合教學(xué)基本運行規(guī)律，又要滿足未來教學(xué)改革需要，使教學(xué)管理工作從傳統(tǒng)管理型、事務(wù)型向服務(wù)支持型轉(zhuǎn)變，為新時代下的教育教學(xué)改革提供有效的支撐。學(xué)院逐步依托QQ、微信群組、學(xué)院官網(wǎng)、郵箱等新媒體平臺，完善了“學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)—本科教務(wù)工作辦公室—教師、學(xué)生”這條清晰通暢的信息流。通過問卷調(diào)查、查課聽課、座談交流等形式了解教師在授課過程中存在的困難、疑惑，及時聯(lián)系相關(guān)部門采購備品，及時邀請知名專家學(xué)者為教師答疑解惑；收集學(xué)生在課堂上對于授課質(zhì)量、課程進度等方面的建議與意見，及時將信息反饋給教師，并針對具體反饋內(nèi)容，嚴格落實整改及相應(yīng)獎懲措施。

評價與監(jiān)控也是專業(yè)建設(shè)和升級改造成功的重要保障。依照“以人為本、科學(xué)性、可操作性、客觀性、系統(tǒng)性、可比性和綜合性”五項原則構(gòu)建“創(chuàng)新教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系”，逐步形成教師定量考核標準、教學(xué)能力教學(xué)水平評價管理辦法、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控辦法等在內(nèi)的多項規(guī)章制度，同時建立完善院、系（專業(yè)）、教研室三級督導(dǎo)制度，健全專業(yè)監(jiān)督與檢查及建設(shè)與評價機制。通過多年持續(xù)的教學(xué)管理建設(shè)和改革，已形成了適應(yīng)新工科發(fā)展的材料類專業(yè)教育教學(xué)過程管理體系、專業(yè)升級實施評價與監(jiān)控體系和社會評價與反饋機制。

三、拓展“工程素養(yǎng)”培養(yǎng)思路，構(gòu)建高質(zhì)量工程實踐平臺

提升本科生的工程意識，增強工程實踐能力是本科創(chuàng)新人才工程素養(yǎng)養(yǎng)成教育的重要目標組成[7-9]。工程素養(yǎng)包括工程意識、工程方案（手段）、工程規(guī)范、實踐能力等要素，工程素養(yǎng)要素與影響因素邏輯關(guān)系如圖3所示。

圖3 工程素養(yǎng)與影響要素邏輯關(guān)系

科學(xué)理論知識最終還要服務(wù)于科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)實踐。為了理論知識真正被學(xué)生內(nèi)化于心，外化于行，必須集中優(yōu)勢資源，搭建高質(zhì)量工程實踐平臺，從有序開展本科生日?？蒲谢顒?、搭建產(chǎn)學(xué)研合作實踐平臺、構(gòu)建跨學(xué)科科研實踐機制三方面入手開展改革工作。

1.優(yōu)化全流程科研體驗，營造學(xué)以致用新環(huán)境

落實工程素養(yǎng)、提升任務(wù)需要，讓學(xué)生走進科研、沉浸于科研、愛上科研，并將實踐創(chuàng)新教育貫穿落實于人才培養(yǎng)的全過程。2018至2021級三屆本科生有序開展創(chuàng)新實踐教育，例如，大學(xué)一年級開始就全面開展車、鉗、銑、刨、磨、拆裝、控制、現(xiàn)代加工技術(shù)等工程訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生在實際工程背景下樹立工程意識；二年級理論課程結(jié)束后在實習(xí)教學(xué)基地進行為期3周的專業(yè)認識實習(xí)；三年級開展40項本科實驗與實習(xí)教學(xué)任務(wù)；四年級進行覆蓋一學(xué)年的本科畢業(yè)論文（設(shè)計）教學(xué)。同時，有序開展課外創(chuàng)新實踐教育，包括開放性創(chuàng)新實驗、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、科研訓(xùn)練等。從大學(xué)二年級開始，開展當(dāng)屆近50%的本科生選做開放性創(chuàng)新實驗，近53%的本科生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃；大學(xué)四年級近80%的本科生參與教師科研項目。

另外，本著“以賽育人、以賽促教、以賽促改”的宗旨，建了實踐創(chuàng)新教育新模式，通過創(chuàng)客空間、科研實踐等形式建立了學(xué)科創(chuàng)新競賽長效機制，強化學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在專業(yè)內(nèi)部，通過舉辦院徽設(shè)計大賽、學(xué)術(shù)海報設(shè)計大賽、“材料之美”顯微作品設(shè)計大賽等形式多樣的學(xué)術(shù)活動和課外比賽，積極調(diào)動本科生的科研興趣，充分挖掘本科生的潛力。同時，積極鼓勵本科生積極參加“創(chuàng)青春”“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)術(shù)競賽，配備具有豐富參賽經(jīng)驗和深厚學(xué)術(shù)功底的專家學(xué)者進行全程指導(dǎo)，集中訓(xùn)練快速搜集文獻和整理資料的能力，錘煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)和快速學(xué)習(xí)的技能，培養(yǎng)團隊合作意識和邏輯思維能力。最后，認真做好賽后總結(jié)分析工作，開展優(yōu)秀項目回顧點評、優(yōu)秀學(xué)員經(jīng)驗分享座談、優(yōu)秀作品的展示、選編和歸檔，優(yōu)秀項目的后續(xù)深度研究和產(chǎn)學(xué)研對接等。

再者，為了營造濃厚的科研學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)正確的學(xué)習(xí)觀念，構(gòu)建了新工科背景下材料類本科學(xué)生綜合能力的新評判方式，在一定程度上摒棄了以“以卷面論成敗”的傳統(tǒng)評定體系，而把學(xué)生創(chuàng)新成果數(shù)量及質(zhì)量、學(xué)科創(chuàng)新競賽獎項及經(jīng)歷、創(chuàng)新實驗及課程設(shè)計表現(xiàn)與成績等體現(xiàn)工程實踐能力的成績納入榮譽稱號認定、獎助學(xué)金評定、免試推薦攻讀研究生等考核評判當(dāng)中。例如，提高學(xué)術(shù)競賽、學(xué)術(shù)研究成果在本科生免試推薦攻讀研究生資格選拔過程中的權(quán)重占比，對與本科生發(fā)表SCI、EI檢索論文予以適當(dāng)獎學(xué)金獎勵等措施，都極大地激發(fā)了同學(xué)們參加實踐鍛煉、了解專業(yè)前沿發(fā)展動向及國家重大需求的積極性和興趣，顯著提高了同學(xué)們的科學(xué)和工程素養(yǎng)。

2.積極拓展合作渠道，搭建產(chǎn)學(xué)研結(jié)合新陣地

工程素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升必須在工程實際應(yīng)用場景下完成[10-12]。近年來，吉林大學(xué)材料類專業(yè)不斷拓寬工程實踐場景教學(xué)的新思路、新模式，緊緊圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)總目標，搭建產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的科研實踐平臺，保障實踐教育順利實施。

在校內(nèi)，充分依托汽車材料教育部重點實驗室、吉林省金屬材料及加工技術(shù)工程研究中心等多個實驗教學(xué)示范中心在內(nèi)的一批儀器齊全、場地充足、實力雄厚的科研平臺，通過中央高校改善基本辦學(xué)條件（設(shè)備類）建設(shè)項目與學(xué)校實驗教學(xué)建設(shè)項目，完善實驗教學(xué)中心設(shè)備建設(shè)；并積極整合本學(xué)院和兄弟學(xué)院的優(yōu)勢學(xué)科及資源，將校內(nèi)分散采購和管理的儀器設(shè)備統(tǒng)一規(guī)劃調(diào)配，搭建起多學(xué)科交叉融合、資源合理化利用的高效科研實踐平臺，積極向本科學(xué)生開放。同時，實踐平臺的搭建還更有益于教學(xué)和科研工作的協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步形成“培訓(xùn)—預(yù)約—審批—實驗—監(jiān)督—追溯”的科研實踐全流程機制，沿著“材料設(shè)計合成-結(jié)構(gòu)表征-性能測試-功能應(yīng)用”主線，讓更多的先進科研資源更好地為本科實踐教學(xué)服務(wù)，從而推動本科生工程素養(yǎng)提升工作實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

在校外，以實踐教學(xué)環(huán)節(jié)為著力點，緊緊依靠校友院友資源、產(chǎn)學(xué)研合作資源等，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。吉林大學(xué)材料類專業(yè)目前已與以一汽集團、中車集團、鞍山鋼鐵、寶物鋼鐵等一大批專業(yè)對口、科技研發(fā)實力雄厚的國內(nèi)一流企業(yè)搭建校外時間教學(xué)基地和平臺，通過與對口企業(yè)合作，派遣本科生前往企業(yè)參觀調(diào)研、生產(chǎn)實習(xí)，邀請企業(yè)工程技術(shù)人員來校授課、講演，組織校企合作指導(dǎo)本科學(xué)生創(chuàng)新實踐項目等形式，采用觀摩式、情景式、典型案例、研討教學(xué)等方式進行實踐，探索形成“企業(yè)+學(xué)?！钡娜瞬排囵B(yǎng)新模式。

此外，構(gòu)建了新工科實踐教學(xué)新環(huán)境。吉林大學(xué)材料類專業(yè)現(xiàn)有20余個實踐教學(xué)基地，構(gòu)建了包括國際（美國、英國、澳大利亞、瑞典、新加坡、日本等）、國內(nèi)（寶鋼、鞍鋼、一汽、北車等）、校內(nèi)（工程訓(xùn)練中心、電工電子中心、計算機中心等）及院內(nèi)（各專業(yè)實驗室教學(xué)中心）的四維度創(chuàng)新實踐教育平臺，以此加強學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

四、建立“雙核心素養(yǎng)”融通式培養(yǎng)體系，回歸高層次育人初心本位

1.回歸常識，促進理論實踐融通，夯實“真材實學(xué)”總?cè)蝿?wù)

要實現(xiàn)本科人才“雙核心”素養(yǎng)（科學(xué)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)）的有效提高，就必須把握好理論教學(xué)和工程實踐的結(jié)合與交融，寓教于工，聽作結(jié)合[13-14]。完善清晰的“學(xué)-研-創(chuàng)”全方位人才培養(yǎng)思路和體系如圖4所示。

圖4 “學(xué)-研-創(chuàng)”全方位培養(yǎng)體系

在理論課程方面，結(jié)合材料科技前沿與多學(xué)科交叉特色，融合創(chuàng)新思維，將知識體系按點、線、面、樹進行多層次、系統(tǒng)化的整合。轉(zhuǎn)變“重課堂教學(xué)輕工程教育”“重理論學(xué)習(xí)輕實踐訓(xùn)練”觀念，提升大工程教育意識。同時，將現(xiàn)代化生產(chǎn)中不斷涌現(xiàn)的新工藝、新材料、新方法、新手段融入理論教學(xué)內(nèi)容體系，形成科學(xué)素養(yǎng)與工程素養(yǎng)并重的教育理念。

在工程實踐方面，將現(xiàn)有實踐教學(xué)中驗證性、演示性實驗替換為探索性試驗，讓學(xué)生帶著問題、帶著思考做試驗，促進學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)素養(yǎng)的形成。同時，從工程實踐課程設(shè)置入手，融入工程項目管理的理念，使其在將來的工作領(lǐng)域不僅知道“會不會做”，還要懂得“該不該做、可不可做和值不值做”，真正成為復(fù)合型的工程技術(shù)專門人才。

綜合運用教學(xué)方法與教學(xué)手段，采用仿真實驗教學(xué)、視頻教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、慕課等形式，實現(xiàn)課內(nèi)與課外相結(jié)合，課堂與工程實景相結(jié)合，切實做到科學(xué)素養(yǎng)教育活動與工程素養(yǎng)教育活動相互滲透的融通式教育?；谛掳媾囵B(yǎng)方案的修訂，深入理解并導(dǎo)入國際工程教育專業(yè)認證理念：學(xué)生中心、結(jié)果導(dǎo)向、持續(xù)改進。

2.回歸本分，優(yōu)化師資隊伍建設(shè)，牢牢把握“為國育材”總目標

完善本科教學(xué)師資隊伍建設(shè)，是能否實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量跨越式提升的關(guān)鍵保障和前提，首先，依托內(nèi)生培養(yǎng)和外部引進，通過領(lǐng)軍人才托舉工程、中青年教師培養(yǎng)計劃、創(chuàng)新團隊建設(shè)體系，培育一支跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)合理、學(xué)識淵博、思想品德高尚的優(yōu)秀教師隊伍。同時，堅持把師德師風(fēng)作為教師素質(zhì)評價的第一標準，實現(xiàn)師德師風(fēng)教育常態(tài)化，完善監(jiān)督機制。此外，還要積極引導(dǎo)廣大教師在做好科學(xué)研究本職工作的前提下，不斷提高對于本科教學(xué)的重視程度，提高本科教學(xué)質(zhì)量在教師考核機制的權(quán)重。

在日常教學(xué)工作中，要求廣大教師，無論是理論教學(xué)課程還是工程實踐課程，都要緊緊圍繞“雙核心”素養(yǎng)提升教學(xué)總目標，及時根據(jù)前沿科技熱點、熱門工程實例以及學(xué)生對于課程內(nèi)容的認可度、接受度、完成度對教學(xué)方案和進度進行動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。學(xué)院—專業(yè)—教研室三級定期組織集體備課、觀摩授課、教師授課技能競賽、學(xué)生問卷調(diào)查等活動，共同為教學(xué)工作保駕護航。

3.回歸初心，強化思政教育融合，積極塑造“德材兼?zhèn)洹笨傟P(guān)鍵

堅持本科教學(xué)的正確政治方向，把“又紅又專”作為人才培養(yǎng)的核心目標，促進專業(yè)知識教育與思想政治教育相結(jié)合。在教學(xué)過程中向?qū)W生貫徹老一輩材料人艱苦奮斗、自力更生，依靠簡陋設(shè)備完成一項項科研壯舉的奮斗精神。例如，在日常課程中將黃旭華、南仁東、師昌緒、黃大年等當(dāng)代愛國知名科學(xué)家的先進事跡及其優(yōu)良學(xué)術(shù)操守和高尚為人品德，結(jié)合他們的學(xué)術(shù)成果和科研經(jīng)歷，向?qū)W生系統(tǒng)詳細闡述，有效提高學(xué)生作為理工科學(xué)生的歸屬感、自豪感、使命感，積極引導(dǎo)學(xué)生提高自身思想覺悟[15-17]。將“四個自信”理念融入專業(yè)課程教學(xué)中，結(jié)合材料學(xué)科重點課程內(nèi)容，以我國材料發(fā)展歷史和在世界材料史上的重要貢獻為切入點，引導(dǎo)學(xué)生樹立身為中國人的自豪感、使命感和責(zé)任感。以典型專業(yè)課程為交流平臺，把思想價值引領(lǐng)貫穿在課堂教學(xué)的過程中，以先進材料的應(yīng)用需求為導(dǎo)向，以相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和差異為切入點，以與材料加工制備相關(guān)的“卡脖子”技術(shù)為討論點，定期展開研討交流等方式，引導(dǎo)學(xué)生樹立“干一行、愛一行”的職業(yè)觀。

4.回歸夢想，加強理想信念教育，堅定引領(lǐng)“雄材大略”總基調(diào)

加強理想信念教育是實現(xiàn)育人初心的重要途徑和手段。在日常教學(xué)工作中，多措并舉，不斷提高本科生對于材料科學(xué)與工程學(xué)科的歸屬感和使命感，樹立遠大抱負，不斷夯實廣大學(xué)生“小我融入大我，青春科研報國”的偉大理想信念[18-20]。在“雙核心”素養(yǎng)培養(yǎng)中，注重激發(fā)大學(xué)生從事科研實踐的興趣和內(nèi)在動機。教師在講授重大科學(xué)成果的發(fā)現(xiàn)過程時，要側(cè)重講解科學(xué)家探索求知過程中的故事和經(jīng)歷，強調(diào)科研真理發(fā)掘的困難性和緊迫性，闡釋前輩師長們在去偽存真、追根溯源過程中展現(xiàn)出來的高超技藝和高尚品格，激發(fā)學(xué)生在個人成長和科研道路上不怕苦、不怕累，敢質(zhì)疑、敢較真的精神。同時，專業(yè)課程教師必須跟緊學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)前沿科技動態(tài)，并及時將其轉(zhuǎn)化為課程內(nèi)容，深入淺出地傳授給學(xué)生，從而進一步激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自覺探究的興趣。同時，及時回應(yīng)學(xué)生對于重大科技進展的好奇心和疑問，及時給予學(xué)生正確的引導(dǎo)，使教學(xué)與科研實踐更加緊密地聯(lián)系在一起。

此外，提倡“科研轉(zhuǎn)化為教學(xué)，科研促進教學(xué)”。促進創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是本科教學(xué)秉承的理念，應(yīng)促進科研成果以課堂教學(xué)、專題講座、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃等形式轉(zhuǎn)化為本科教學(xué)素材。學(xué)院應(yīng)鼓勵教師把科研成果作為例證固化為教材內(nèi)容，引入課程教學(xué)，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。同時，在學(xué)院范圍內(nèi)持續(xù)開展學(xué)術(shù)報告、專家講座等活動，擴展學(xué)生的視野，增加學(xué)生對學(xué)科前沿知識的掌握程度，從而在整體上加強理想信念教育，引領(lǐng)“雄材大略”總基調(diào)。

五、體系建設(shè)與實踐成效

吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院針對本科創(chuàng)新人才融通式培養(yǎng)教育教學(xué)系統(tǒng)進行改革實踐，獲得了理想的效果。在基礎(chǔ)能力培養(yǎng)層面，通過“通識教育課+課外拓展課”，覆蓋100%本科學(xué)生，學(xué)生創(chuàng)新意識明顯增強，實踐能力明顯提升。在“雙核心”素養(yǎng)提升層面，堅持“專業(yè)理論課+工程實踐課”的培養(yǎng)方案，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力，累計建設(shè)包括工程實踐基地25個，聘請校外合作導(dǎo)師56名；材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)國際焊接工程師158人，培訓(xùn)并通過ISO90001質(zhì)量體系、ISO14001環(huán)境管理體系內(nèi)審員資格認證210人。同時，2017年以來，483人次在國際、國家級競賽中獲獎204項，10%收獲金獎/一等獎13項，約占學(xué)院本科生比例為10%，其中連續(xù)五年獲得“永冠杯”全國大學(xué)生鑄造工藝大賽一等獎。另外，多年來，吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等科研和創(chuàng)新活動，參加“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”項目103項，其中24項被評為國家級項目、省級項目24項、校級項目55項，參與人數(shù)384人，累計申請專利18項，發(fā)表SCI檢索學(xué)術(shù)論文41篇。在教育教學(xué)改革研究方面，學(xué)院曾獲批教育部第二批新工科研究與實踐項目立項，先后榮獲國家教學(xué)成果獎二等獎、吉林省教學(xué)成果獎特等獎各1項，并累計主持省校級精品課程、教改項目、教學(xué)成果獎等共計15項，為材料類專業(yè)本科創(chuàng)新人才融通式培養(yǎng)體系構(gòu)建積累了大量理論與實踐經(jīng)驗。

結(jié)語

新工科背景下構(gòu)建材料類專業(yè)本科創(chuàng)新人才融通式培養(yǎng)體系，要著眼高等教育改革發(fā)展全局，牢牢把握“立德樹人”教育總?cè)蝿?wù)；要著力聚焦國家發(fā)展戰(zhàn)略，促進優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級；要主動面向未來，全面深化培養(yǎng)新型復(fù)合型人才的教育理念。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，新工科背景下材料類專業(yè)本科創(chuàng)新人才融通式培養(yǎng)體系需要及時更新，要以學(xué)生為中心，并不斷積極調(diào)研和努力回應(yīng)產(chǎn)業(yè)界需求和關(guān)切，確立材料類拔尖人才的共性能力特征與培養(yǎng)目標。按照“人才能力需求→設(shè)置培養(yǎng)目標→確定畢業(yè)要求→構(gòu)建課程體系”的工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式思路，確立了人文素養(yǎng)、專業(yè)知識與創(chuàng)新能力并重的拔尖人才培養(yǎng)目標。未來，相信在“回歸常識、回歸本分、回歸初心、回歸夢想”四個回歸的新時代教育思想指導(dǎo)下，包括吉林大學(xué)在內(nèi)的高水平研究型大學(xué)必將走出一條更加符合人才發(fā)展規(guī)律、更加有利于國家建設(shè)和民族復(fù)興的人才培養(yǎng)新道路。