農(nóng)林院校材料化學(xué)專業(yè)的特色與未來

胡冰 ，肖雯 ，崔彥君 ，徐玉梅 ，鞏海鵬 ，魏佳

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 1. 理學(xué)院，2. 農(nóng)業(yè)資源化學(xué)與應(yīng)用研究所，甘肅 蘭州 730070）

材料、能源、信息是當代技術(shù)的三大支柱，而材料又是能源和信息技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中新材料被視為高新技術(shù)革命的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是推動“大國重器”快速發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)[1-2]．與此同時，材料科學(xué)對推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、確保國家糧食安全也起到了巨大的促進作用，農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式對農(nóng)業(yè)相關(guān)材料化學(xué)專門人才培養(yǎng)也提出新要求[3]．為了更好地滿足農(nóng)林經(jīng)濟對材料相關(guān)專業(yè)人才的需求，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)于2013年招收材料化學(xué)專業(yè)本科學(xué)生．

然而，目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)院校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)校數(shù)量較為有限，相關(guān)教學(xué)研究存在整體滯后、研究基礎(chǔ)薄弱、資金投入少等問題[4-6]，迫使我們必須挺進縱深、探索構(gòu)建出以化學(xué)理論為基礎(chǔ)，材料為專業(yè)方向，并且緊密結(jié)合學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科，特色凸顯的材料化學(xué)專業(yè)課程新體系[7-9]．

1 教學(xué)改革整體情況

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)于2019年4月獲批甘肅省本科一批次招生，隨后材料化學(xué)教學(xué)團隊緊抓契機，加強專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，積極開展問卷調(diào)查及座談，及時掌握教師、學(xué)生和市場的反饋與需求，有針對性地優(yōu)化培養(yǎng)方式，進一步修訂和完善教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案．在完備專業(yè)課程知識體系，流暢銜接各課程內(nèi)容的同時，借助農(nóng)科類專業(yè)的學(xué)科優(yōu)勢，多渠道糅合農(nóng)用新型材料方面的教學(xué)內(nèi)容．在培養(yǎng)計劃中刪除與專業(yè)培養(yǎng)特色相對疏離的部分選修課，改為開設(shè)生物質(zhì)能、農(nóng)業(yè)材料前沿、科技創(chuàng)新與新產(chǎn)品開發(fā)、農(nóng)用功能材料等更具辦學(xué)特點的選修課程，突出辦學(xué)特色．經(jīng)專業(yè)理論課程、實習實踐環(huán)節(jié)，乃至雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)等多方渠道，在教學(xué)中逐級開展農(nóng)用新材料的創(chuàng)新研制，有效幫助學(xué)生擴寬知識體系，提高專業(yè)興趣，提升專業(yè)綜合素養(yǎng)，了解相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，拓展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，進而增強畢業(yè)生在就業(yè)市場的競爭力，為最終辦好中國特色社會主義農(nóng)業(yè)大學(xué)的材料化學(xué)專業(yè)積累經(jīng)驗[10]，進一步促進各類高校學(xué)科間的聚力、融合、創(chuàng)新（見圖1）．

圖1 學(xué)科間聚力、融合、創(chuàng)新關(guān)系

2 課程體系與專業(yè)特色建設(shè)

2.1 理論課教學(xué)

在專業(yè)課程（如材料成型與加工、高分子材料與物理、復(fù)合材料、生物質(zhì)材料等）中增加相關(guān)新型農(nóng)業(yè)材料的授課專題，介紹目前國內(nèi)外的研究進展及發(fā)展方向．如在高分子材料與物理課程中主要介紹合成高分子材料的相關(guān)內(nèi)容及其在農(nóng)業(yè)材料中的實際應(yīng)用，涉及農(nóng)用地膜、食品包裝膜等．再如目前生物質(zhì)材料已成為全世界開發(fā)研究的熱點，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可用作高吸水保水性功能材料、緩釋肥料、農(nóng)藥緩釋劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、土壤改良劑、飼料添加劑、沙土穩(wěn)定劑、食品添加劑等，教師在教學(xué)中增加相關(guān)內(nèi)容的傳授，強化學(xué)生對知識能學(xué)以致用，專業(yè)能大有可為的思想理念．

此外，材料化學(xué)專業(yè)緊跟時代發(fā)展的腳步，積極開展混合式教學(xué)改革工作，并為順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代信息化教育的發(fā)展趨勢，引入國家級精品課程作為在線開放課程，促進優(yōu)質(zhì)教育資源共享，不斷深化教育教學(xué)改革．部分課程實行了雙語教學(xué)，努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量．

2.2 實習實踐

進一步推動專業(yè)綜合實驗教學(xué)改革，增加專業(yè)綜合實驗至176學(xué)時，注重專業(yè)實驗的綜合性、設(shè)計性、研究性及學(xué)科發(fā)展的前瞻性，強化學(xué)生對專業(yè)知識的理解與運用，進而彌補專業(yè)課學(xué)分比例下降（專業(yè)類課程學(xué)分比例從2015年的59.69%降至2020年的55.00%）所帶來的不利影響．在加強反映近代材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的實驗項目的同時，注重農(nóng)林院校的專業(yè)特色，增開與農(nóng)用功能材料、生物質(zhì)材料等緊密相關(guān)的實驗項目，強化學(xué)生對知識的認識與應(yīng)用，形成多層次的綜合性、設(shè)計性和開放性實驗．如在材料化學(xué)專業(yè)綜合實驗課程中，增加木質(zhì)素脲醛基載藥微膠囊的制備及性能研究，天然橡膠配方設(shè)計及加工實驗，吸水保水緩釋多功能復(fù)合肥制備及性能研究，食品涂膜保鮮工藝的研究，農(nóng)用功能性聚烯烴覆蓋材料的制備、表征及性能研究，環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)淀粉的制備，以生物質(zhì)材料為原料制備炭材料及其電性能研究等具有農(nóng)科院校特點的實驗內(nèi)容，幫助學(xué)生熟悉材料制備在農(nóng)業(yè)科學(xué)中的應(yīng)用，在增強學(xué)習興趣的同時培養(yǎng)創(chuàng)新能力．在實踐方面，積極拓展實習實訓(xùn)基地，新增蘭州金通儲能動力新材料有限公司，甘肅省職業(yè)技能公共實訓(xùn)中心等多家實習基地，同時進一步加強與已有實習基地（如甘肅省農(nóng)科院）的聯(lián)系與合作，加大開展農(nóng)用新材料的研制實習，拓寬學(xué)生視野，提高學(xué)生獨立科研和工作的能力．

2.3 雙創(chuàng)項目指導(dǎo)

充分調(diào)研，明確目前農(nóng)業(yè)新材料的缺口或熱點方向，進而加強大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的申報與實施，鼓勵與農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品科學(xué)、資源與環(huán)境科學(xué)、動物醫(yī)學(xué)、動物科學(xué)等多學(xué)科進行交叉融合（見表1），積極鼓勵并吸收各專業(yè)學(xué)生聯(lián)合組隊，進一步為學(xué)生提供創(chuàng)新性學(xué)習、研究平臺．以實際項目研究加深對課堂知識的理解與掌握，加強對學(xué)生雙創(chuàng)能力的培養(yǎng)，為進一步推進雙創(chuàng)教育積累經(jīng)驗．積極開展暑期實踐，指導(dǎo)學(xué)生開展對農(nóng)村環(huán)境污染與保護的實踐調(diào)查，研究土地、水質(zhì)污染情況，并嘗試開展新材料對污染治理的應(yīng)用研究．2016—2019年SRTP項目中學(xué)科交叉項目所占比例分別為62.50%，58.33%，38.46%，53.85%．

表1 多學(xué)科交叉融合參與內(nèi)容

2.4 畢業(yè)論文選題安排

在本專業(yè)的本科畢業(yè)論文選題中，為學(xué)生充分提供農(nóng)用新型材料研制的論文選題，結(jié)合本科SRTP等項目的相關(guān)研究基礎(chǔ)，每屆開展一定比例農(nóng)業(yè)材料有關(guān)內(nèi)容的論文工作．近年來項目比例呈現(xiàn)總體平穩(wěn)、穩(wěn)中有進的發(fā)展態(tài)勢，幫助學(xué)生擴寬知識體系、提升綜合素質(zhì)、拓展專業(yè)技能．招生以來，2017—2019年本科畢業(yè)論文中農(nóng)業(yè)材料項目所占比例分別為44.83%，53.57%，56.90%．

3 結(jié)語

通過對材料化學(xué)專業(yè)課程體系與專業(yè)特色的建設(shè)，在我校實現(xiàn)了多學(xué)科的交叉融合，依靠緊密結(jié)合學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科，凝煉出材料化學(xué)本科專業(yè)方向，形成了以化學(xué)和材料理論為基礎(chǔ)、特色凸顯的課程新體系．通過學(xué)科交叉，進一步提高了學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，拓寬了各專業(yè)學(xué)生的知識領(lǐng)域，培養(yǎng)與訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了學(xué)生的獨立科研和工作能力，增強了畢業(yè)競爭力．教學(xué)體系綜合改革效果良好，輻射面寬，受益面廣，為進一步實施相關(guān)教學(xué)研究、提升研究層次奠定了良好的前期準備基礎(chǔ)．同時，對全國農(nóng)林院校材料化學(xué)專業(yè)的特色培養(yǎng)提供了研究基礎(chǔ)，為進一步促進各類高校學(xué)科間的聚力、融合、創(chuàng)新具有積極的推動作用．