新工科建設背景下的材料專業(yè)模塊融合實踐

左宏森，張琳琪，任 瑛

(河南工業(yè)大學 材料科學與工程學院，河南 鄭州 450000)

隨著工業(yè)不斷向生產(chǎn)高效化、控制智能化、領域綜合化的發(fā)展，國家提出了新工科建設計劃。面對高等學校專業(yè)門類繁多，專業(yè)方向細分過重，尤其對于傳統(tǒng)專業(yè)，如何適應高等教育發(fā)展、適應工科新需求，是一個迫切需要思考和實踐的問題。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)工業(yè)中以單一生產(chǎn)技術為主就可以基本完成產(chǎn)品制造，而隨著制造技術自動化、網(wǎng)絡化、智能化和技術的相互滲透，僅靠單一專業(yè)技術或技能將很難滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，更難以引領行業(yè)的進步，可以預計對綜合性具有學科交叉知識的人才需求比例將越來越強。要面對和解決不斷出現(xiàn)的各種復雜工程技術問題，在人才培養(yǎng)中就需要對學生綜合知識、綜合能力、綜合素質的再提升，而人才培養(yǎng)中最核心也是最重要的就是課程結構設計。新形勢下重塑知識結構，對在有限的教學時間里提升人才培養(yǎng)質量至關重要。

1 大類專業(yè)分模塊實施的利與弊

大類專業(yè)分模塊教學通常簡稱為大類招生，就是高考學生選專業(yè)時無明顯專業(yè)方向即不分專業(yè)模塊。新生一般在經(jīng)過第一學年通識教育課程學習結束后，再進行模塊確定的二次選擇方法。這種方式也是目前不少高校采取的方式。

從發(fā)展歷史上看，也是在傳統(tǒng)的各專業(yè)單獨培養(yǎng)多年教學中曾經(jīng)改革的結果。其優(yōu)點：一是從學生角度來看，經(jīng)歷大學一年的學習和對專業(yè)知識的初步認識后，從中學純數(shù)理化的純理論學習轉化為與社會需求、個人興趣愛好、對專業(yè)的理解、就業(yè)或升學等綜合考慮后的一個較好的二次選擇，學生的專業(yè)內容針對性更強，往往僅涉及個別領域；其二是從教學設計方面，整合的通識課程和專業(yè)平臺課程，有較好的整齊化一效果，層次感較好。

大類招生培養(yǎng)也有明顯的不足：其一學生日常管理復雜化，班級模塊化后學生班級的調整造成學號的混亂，增加了學生管理不便性；其二是在對綜合知識要求越來越高的年代，過于專業(yè)化不利于學生未來的發(fā)展；其三是有些專業(yè)模塊內容類同或相似，相溶性很高，機械地分開并不利用學生綜合能力和解決復雜問題能力提高的培養(yǎng)[1]。在新工科建設過程中，除引入智能化課程外，更需要錘煉傳統(tǒng)專業(yè)課程體系，一味固守舊格式，畢竟被時代所拋棄[2]。

2 人才培養(yǎng)方案融合的可能性

在大專業(yè)招生后分方向的方式中，培養(yǎng)方案中通識平臺課與專業(yè)平臺部分課程(早期的專業(yè)基礎課)是相同的，所不同的主要是有知識結構上特有的專業(yè)課程部分。現(xiàn)以河南工業(yè)大學材料科學與工程專業(yè)培養(yǎng)方案為例進行對比說明。材料專業(yè)下分兩個模塊，分別是超硬材料和磨料磨具。

2.1 專業(yè)必修課兩模塊課程對比

表1反映了在其它專業(yè)必修課相同的情況下，其它課程的方案比較。從學分分布來看，總學分完全相同，課程門數(shù)相近。實際課程內容中，《材料工程基礎A》和《材料工程基礎B》、《材料科學與工程實驗(一)(二)》和《材料科學與工程實驗(三)(四)》從課程名稱上看類同，但內容不同。各模塊獨立所占學分比例在專業(yè)總學分170學分要求中所占比例適中。

表1 材料專業(yè)兩模塊主要不同專業(yè)課程對比表

表1(續(xù))

2.2 兩模塊課程內容的比較

兩模塊的設置主要是為了服務超硬材料及制品行業(yè)與普通磨料磨具行業(yè)，可以說均屬于磨料磨具行業(yè)領域。隨著行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的普通磨料磨具行業(yè)逐漸向超硬材料方向轉化，超硬材料制品應用在快速地侵蝕原普通磨具應用的領域，使得原本以普通磨料磨具為主的磨料磨具行業(yè)轉化為以超硬材料及制品為主。所以，從高校以培養(yǎng)未來人才為出發(fā)點，就需要兼顧現(xiàn)狀的情況下對知識需求進行合理梳理和強化重組。

材料科學與工程兩門課中，A課程以金屬材料結構與性能為主，B課程以無機材料熱工為主?？紤]到對專業(yè)課支撐的重要性，對于B課程中的內容需求相對較弱，在未來工作需求的情況可以通過自覺即可較好的掌握，所以在模塊整合后，保持A的內容將不會影響專業(yè)培養(yǎng)體系的完整和知識結構的不合理。《超硬材料制造》和《磨料制造》均屬于制品應用原材料生產(chǎn)，一個是在超高壓高溫狀態(tài)下來完成單晶轉變，另一個是在常規(guī)環(huán)境下進行化學反應來實現(xiàn)新的化合物，兩者基本原理完全不同，仍需要獨立教學完成?！冻膊牧蠠Y制品》和《超硬材料電鍍制品》為超硬材料方向獨有的一種技術，也必須存在。對于《超硬材料陶瓷磨具》和《陶瓷磨具制造》，兩者都歸類在陶瓷燒成類基本原理之下，從工藝上有相當?shù)念愃疲髯杂钟斜旧淼奶攸c和性能要求，課程內容重合比較高，完全可以重構課程內容的情況下進行融合?！冻膊牧蠘渲ゾ摺放c《有機磨具制造》與以上的陶瓷磨具類似，兩門課程所涉及的基本原理相同，不同的僅是兩類不同磨料在使用中的差別和特殊性能的區(qū)別，同樣可以通過整合來完成模塊的融合，從而提高學生知識面和就業(yè)的廣度。

經(jīng)過內容分析后，對兩個模塊的專業(yè)課程進行了有機的兼并融合，形成新的專業(yè)課程系列。表2是經(jīng)過模塊合并后的專業(yè)課程情況。

表2 合并模塊后的專業(yè)課程設置

通過以上分析可以看出，在培養(yǎng)方案學分微量調整的情況下，通過模塊課程的內容分析和凝練，用課程重組來實現(xiàn)傳統(tǒng)專業(yè)知識結構的調整，來增加學生知識寬度的作法是可行的，其中重在對模塊課程體系和內容的綜合把握。

3 融合方案中教學質量的保障

模塊融合中最困難的是機械性的合并，那將影響正常的培養(yǎng)學時和質量，增加學生的學習負擔，所以只適合內容較相類同的模塊中進行。在融合過程中，不僅要從內容上合理調整，還要在教學范式上進行改革和探索。

3.1 教學內容體系的精煉

在兩個模塊的分別培養(yǎng)過程中，同類并列課程是單獨計算學分的。經(jīng)過融合后，不可能所有的課程有對應的課程能合理地融為一體，不可避免會增加課程門數(shù)和課程學時，從而導致超出總控學分。所以需要對課程的教學大綱進行充分比較，甚至從專業(yè)全部課程中的教學內容進行通稿，對重復的內容進行刪除和凝練，對類似的內容要有機地融合，來保證課程結合完整和課程知識的整體性。

3.2 教學范式相應的變革

在課程組合與融合過程中，最可能出現(xiàn)的問題是新組建的課程學時，不僅學時不會有增加的空間，甚至還會進一步地壓縮，因為課程數(shù)量可能會增加，這樣最容易導致授課內容講授時間不足。可以這么說，現(xiàn)在的大學生，都具有了較高的自學理解能力，所以在教學過程中，必須配合課程教學范式的改革，充分利用線上資源和線上學習的方法，將學習用在課下，分散部分較易理解的內容于線上學習。每位課程可以建設自己的網(wǎng)絡平臺課，將課前預習與教學視頻觀看、課后復習與檢測充分地利用起來，部分內容可以全部由線上學習來完成[3]。這樣既提高教學的靈活性，又培養(yǎng)了學生的學習能力。線上學習中遇到的問題可以集中到線下教師課堂中解決，可以有效提高教學的效率。隨著教育的發(fā)展，可以預知，充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡的特點，培養(yǎng)學生持續(xù)學習能力和勤于思考的能力將大有益處，可以獲得更理想的學習效果。

4 一點思考

新工科建設是一個必須要探索的方向，如何賦予傳統(tǒng)專業(yè)新的活力，由于專業(yè)歷史、行業(yè)需求和專業(yè)個性設置的不同，不可一刀切。在我國多年來流行的大專業(yè)招生情況下，是否還具有優(yōu)勢，是一個需要思考的問題。特別是在新工科建設的大背景下，在對畢業(yè)生綜合知識和能力要求越來越高的外部需求下，從培養(yǎng)方案和課堂教學內容方面，使學生學習階段知識的獲取最大化，應該是一個基本的方向。文中通過我校部分專業(yè)模塊的整合調整，經(jīng)過教師教學與學生學習的實踐證實是可行的，教學過程順暢，水課減少，學習效果明顯。當然也不可避免初期存在的問題需要進一步改進，如在深度和廣度方面如何兼顧，在實踐環(huán)節(jié)方面如何強化等等，尚需進一步探索。