地方应用型高校材料科学与工程专业实践教学体系探索

地方应用型高校材料科学与工程专业实践教学体系探索
作者：叶舒冯超李宗群
来源：《科技风》2024年第02期
摘要：在新型工科教育背景下，培养具有创新创业能力的应用型人才是地方应用型高校的办学目标。

为此，学校采取了一系列措施改革和探索材料科学与工程专业的实践教学。

在理论教学中，注重对教材知识点进行讲解的同时，还结合企业中的经典案例对学生“工程化”能力进行提高，使其更好地理解所学知识并学以致用。

在实践教学中，注重实验课程的开设与本地产业的紧密结合，使学生更好地体会到理论知识在实际应用中的重要意义。

关键词：地方高校；材料科学与工程专业；实践教学；人才培养；改革
中图分类号：TQ460.14文献标识码：G642
材料科学与工程学科属于一级学科，涉及多个领域的知识，如材料科学、工程学、物理学化学等。

其主要目标是培养具备研发、生产工艺和生产技术能力，完成新材料开发工作等方面的高级人才。

在全国范围内，几乎所有应用型工科类院校都设置了材料科学与工程专业，但各高校所培养出来的材料类毕业生质量存在差异。

相比较而言，东部发达地区的重点高校由于政策导向和财政支持，能够吸引大批优秀教师，从而提高毕业生的培养质量；而中西部地区的地方型大学受到地缘性因素的影响，师资配置情况相对较弱，人才流失情况也比较严重，培养出来的毕业生质量水平会有所下降［1］。

为了提高人才培养的质量，各大普通高校需要在政策、财政、教师队伍和人才培养方案等方面解决问题。

此外，地方应用型高校在培养材料类人才时应该注重实践教学，因为实践教学是“应用”的最好体现，也是培养学生的创新能力和工程化能力、提升毕业生就业水平的重要手段之一。

为此，地方应用型高校需要构建符合自身情况的实践教学体系，强化实践教学环节，让学生在实践中加深对知识的理解和运用，提高应用能力，从而更好地适应社会需求。

本文就人才培养方案设置不合理、实践教学与社会脱节以及构建新的实践教学体系等相关问题，以安徽蚌埠学院材料科学与工程专业为例进行了探讨。

一、材料科学与工程专业实践教学现状
自2014年材料科学与工程专业成立以来，该专业已经成为蚌埠学院的重点学科专业。

虽然经过这些年的建设和发展，已在专业内涵建设、人才培养方案、软硬件建设以及师资队伍水平等方面取得了不错的成绩，但与地方性、应用型和工程化等硬性指标相比，仍存在一定的差距，主要存在以下问题：
（一）专业课重复开设，生产实践课时不够
实践教学是材料科学与工程专业教育中不可或缺的一环，旨在培养具有较强创新意识、创业精神、创新创业能力和社会责任感的高素质应用型专门人才［2］。

然而，国内大多数地方性高校材料科学与工程专业的培养方案多以理论教学为主，实践教学环节课时比重太低，许多专业基础课、专业必修课内容重复，实验课程内容也存在重复，同样的实验项目在不同的课程中多次出现。

比如，2018版材料科学与工程专业培养计划方案，实践教学环节仅占18个学分。

这种“重理论、轻实践”的培养模式，导致所培养的材料类专业毕业生实际运用能力差、本土企业不认可、就业率不高、专业不能持续良性发展等问题一直存在。

因此，2021年的人才培养计划重新架构了课程体系，增加了实验、实践课程的比例，其中生产实践环节比重提高到了38.0%，有效地改善了这一状况，具体见图1。

蚌埠学院材料科学与工程专业今后将向更加本土化、应用型、工程化方向发展，培养出更多高素质的应用型专门人才，具有较强的创新意识、企业家精神、创新创业能力和社会责任感。

（二）师生比和教师结构不合理
随着高校的扩招，各校的招生人数逐年增加，师资力量也变得尤为紧张，出现了师资力量和生源比例严重失衡的现象［3］。

为了解决这个问题，许多学校采用大班或者合班形式进行教学，但这种方式并未达到预期效果。

尽管每年都会引进高层次人才充实教师队伍，但新引进的博士更愿意以科研工作为主，教学工作只是辅助性质，使得许多专业课缺乏人手对接。

以蚌埠学院材料科学与工程专业为例，四个年级共有本科生约250人，平均每个年级约60人。

但材料教研室仅有17名教师（图2），其中2名在职读博，1名教授从事产业化活动，其余教师平均每人每学期需讲授3门专业课，分配给每位教师的课程过多，无法全身心投入教学，造成水课过多，学生厌学，教学质量因此受到严重影响。

针对这种情况，学校要采取措施，比如，加强教师队伍建设，提高教师的教学水平和工作积极性；加大招聘力度，引进更多具有丰富教学经验的教授或副教授進入重要专业领域，缓解
师资力量不足的问题；推行灵活的课程安排，使每位教师分配到的课程既适合自己，又有效地提高授课效率，提高授课质量。

二、材料科学与工程专业工程实践教学体系的构建
实践教学体系在构建应用型人才培养课程体系中起到了极其重要的作用［4］。

为了促进产业与教育的深度融合，服务于地方经济的高质量发展，加强校企合作并提高学生的实际操作能力，我们已逐渐停止单纯地追求规模的发展，并开始注重人才培养的质量。

而且要提高培养质量，首先需要对人才培养进行科学合理的目标定位。

因此，在2021年，得到学校职能部门的大力支持下，材料科学与工程教研室修订了本专业的人才培养方案，旨在培养具有较强创新意识、创业精神和社会责任感的高素质应用型专业人才。

我们已调整了人才培养方案，将实践教学环节的学分比例提高至38.0％，并新增了创新创业实践课程。

为了实现本专业的培养目标，合理构建实践教学体系至关重要。

这包括基础理论、实验技能以及生产实习实训等内容，也是2021版人才培养方案中的重点内容。

在高校创新创业教育中，各类企业特别是知名企业发挥了重要的示范作用，为实现高校毕业生创新创业目标做出了贡献。

专业实习是学生和企业之间的纽带，是高校贯彻理论联系实际原则的最好途径。

为了拓展实践教学资源，本专业仍需坚持工程化育人理念，并不断探索工科专业实践教学的边界，将与工科专业实践教学的资源融入具体教学过程。

高校还应强调网络资源的重要性，并在产教融合中对相关企业的资源进行转化和创新，共同运用于实践教学。

通过这种方式扩大实践教学资源，在构建材料科学与工程专业实践教学体系时，更加符合工程化教育的要求，能够更好地为社会培养适应人才需求的应用型专门人才。

材料科学与工程专业2021版人才培养方案中，非常注重学生参与教师个人的科研项目，旨在培养学生自主探究和创新能力。

该专业开放所有公共实验室，以支持学生开展综合性、设计性实验项目的开发和创新能力训练。

此外，毕业设计选题也应结合专业培养目标，体现工程化内涵。

实践教学不仅要为地方经济建设服务，而且需要紧随行业发展趋势。

材料科学与工程专业人才培养应积极地与相关企业对接，有效提高教师和学生的工程化能力，建立健全的学科实践教学体系。

为此，我们通过深度合作，鼓励教师到企业挂职锻炼，提高他们的工程化能力；邀请企业工程师走进大学课堂，为学生上一堂精彩的实践课，在具体的实践过程中将研发经验、企业管理经验等融入实践教学中，也可以把学生的一些毕业论文、毕业设计课题放到企业来完成。

建立起以校内和企业为代表的校外两种环境共同培养应用型人才的实践教学模式。

具体模式如图3所示：
三、材料科学与工程专业工程实践教学体系构建内容
（一）加强实验室建设
为了促进应用型人才的培养，我们需要切实加强实验室制度建设和管理。

因此，我们需要用好、管好实验室各类设备和仪器，并且扩大实验室面积并新建相关实验室，同时加大实验室建设资金投入以新增一批先进、大型的相关设备。

除此之外，我们还需要加强实验室网站建设，并建立数字化的现代管理信息系统，以便实现实验室管理数字化。

这将有助于促进资源共享，提高实验室服务水平，在实验室管理方面实现更高效的运作。

我们还应充分利用“蚌埠学院安徽省硅基新材料工程实验室”建设，并切实提高其水平。

通过这些举措，为学科建设和学科发展提供切实保障，使实验室成为培养高水平人才、开展高水平科研的基地。

（二）高度重视实践环节，提高学生实践能力
作为课堂和实践教学的重要参与者，学生对于最终学习成果的好坏和教学实践评价体系的质量有直接影响［5］。

因此，实验教学在整个教学过程中具有不可替代的作用，对于培养学生的动手能力至关重要。

本文建议，实验教学应该被视为和理论课教学同等重要，并且专业实验应该被设为独立的、计学分的课程。

同时，教师们也应该积极参与实验教学工作，不断更新和充实实验内容。

在保证实验学时数的情况下，应该加强实验教学内容的更新和充实，以满足新时代的需求。

可以考虑增加一些从科研成果转化而来，代表材料科学和工程前沿领域的应用性、设计性、综合性的测试，着重培养学生的科研创新能力。

（三）严把毕业论文选题关，加入设计元素
在选择毕业论文或设计的课题时，指导教师需要考虑到多个因素。

首先，应该选择那些对学科发展有实用价值、能够培养学生综合训练能力的课题。

其次，论文或设计题目应该具有新颖性，并与材料工业相结合，能够解决工业上存在的实际问题，同时还要具备一定的理论研究水平，在一定程度上体现地方材料研究的新趋势、新工艺、新技术。

材料科学与工程专业从论文立题、总体设计、科学实验、研究创新、实践检验等方面深入研究，依托安徽省硅基新材料工程實验室。

同时，在教学方式上，提出设计以省级科研课题为背景的论文题目，为学生拓宽视野，认识科学问题，培养学生自主科研的创新能力。

这种做法鼓励学生在毕业环节中进行探索和尝试，不仅有助于提高他们的综合能力和解决问题的能力，还可以促进学校的科研发展和产学研结合。

（四）深化校企合作，产教融合
校企合作是以实现学校与企业共同发展为目标的紧密合作模式。

在当今社会竞争激烈的情况下，大学为了实现自身的发展目标，采取与企业合作的方式，注重培养实用性和实效性的人
才［6］。

这些实验实训体系包括完善的教学实验实训体系、功能完备的实验教学平台和灵活多样的实验实训管理制度，能够有效提升校企协同育人的能力。

在材料科学与工程专业开展校企合作办学过程中，专业教师可以借助企业生产管理经验，进入企业进行挂职，在生产一线深入了解工程化流程、行业标准以及企业对高校人才培养的要求，从而提升专业教师的工程化能力，促进本专业的工程化教学和实验室建设。

结语
实践教学对于高质量大学教育至关重要，可以帮助学生培养实际操作和创新能力。

为了更好地满足社会需求，材料科学与工程专业通过改革实践教学内容并构建“校企合作、产教融合”模式，从注重动手能力向全面素质教育转变，培养出了更符合社会需求的人才。

参考文献：
［1］任俊鹏，王毓，甄承，等.地方院校新建工科专业实践教学体系构建——以贵州师范学院材料科学与工程专业为例［J］.中国现代教育装备，2021（17）：99101.
［2］黄朝文，雷源源，万明攀，等.地方高校在材料科学与工程专业人才培养中存在的问题及建议［J］.教育教学论坛，2018（50）：3132.
［3］郑玉船，李瑞锋，李长江.新工科背景下材料科学与工程专业实践教学研究［J］.黄山学院学报，2021，23（3）：122124.
［4］邰燕芳，石春杰，秦英月，等.校企协同育人机制下材料科学与工程专业工程实践教学体系研究——以蚌埠学院为例［J］.湖北工程学院学报，2021，041（003）：117120.
［5］李华，胡国勤，赵蕾，等.重视实践环节提高学生动手能力［J］.药学教育，2007，23（2）：5153.
［6］邓慧宇，陈庆春，金天翔，等.工程教育认证背景下材料科学与工程专业实践教学模式改革［J］.教育教学论坛，2020（37）：142143.
基金项目：安徽省高校优秀青年人才支持项目（gxyq2022109）；蚌埠学院《材料科学与工程专业英语》双语课程（2020SYKC16）
作者简介：叶舒（1987—），男，安徽定远人，博士，讲师，主要研究方向为新型碳化学材料。

*通讯作者：冯超。