“新工科”背景下復(fù)合材料與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究*

王 靜，熊需海，盧少微，李 偉，馬克明，任 榮，于 祺，金保宏，王柏臣，高 禹

(沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110136)

第四次工業(yè)革命已露端倪，以信息化和工業(yè)化“兩化融合”發(fā)展為特征的智能制造和智慧生活逐漸成為下一階段的社會(huì)新常態(tài)；為了主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn)，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略，必須對(duì)傳統(tǒng)工程教育模式進(jìn)行深化改革和持續(xù)賦能，加快培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才，打造世界工程創(chuàng)新中心和人才高地，提升國(guó)家硬實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[1-2]。

“新工科”( Emerging Engineering Education，3E) 概念是基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、立德樹(shù)人新要求而提出的[3]。沈陽(yáng)航空航天大學(xué)辦學(xué)目標(biāo)是高水平應(yīng)用型大學(xué)，近些年來(lái)，我校核心工作之一即是依據(jù)“新工科”的要求，推動(dòng)各專業(yè)的工程質(zhì)量認(rèn)證，推進(jìn)新時(shí)代高水平應(yīng)用人才培養(yǎng)模式的改革。我校是以航空航天為特色的高校，復(fù)合材料是航空航天、國(guó)防軍工領(lǐng)域不可或缺的高性能軍工材料，是現(xiàn)代化先進(jìn)航空航天器及尖端武器裝備發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；近年來(lái)，軍民融合戰(zhàn)略的推動(dòng)下，復(fù)合材料也用于制造軌道交通、高壓輸電、風(fēng)力發(fā)電、石油化工等領(lǐng)域的高技術(shù)產(chǎn)品，因此，加強(qiáng)“新工科”背景下應(yīng)用型復(fù)合材料人才培養(yǎng)模式探索顯得至關(guān)重要。早期國(guó)內(nèi)只有武漢理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)等少數(shù)幾個(gè)學(xué)校開(kāi)設(shè)了該專業(yè)；截止2019年，全國(guó)僅有武漢理工大學(xué)、華東理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)和江蘇大學(xué)等高校的復(fù)合材料與工程通過(guò)了專業(yè)工程認(rèn)證。在借鑒兄弟院校培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化我校復(fù)合材料專業(yè)特色性、應(yīng)用型和卓越性的挖掘；針對(duì)航空航天工業(yè)與遼寧區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人才需求的特殊要求，進(jìn)一步深化培養(yǎng)模式的改革研究。

1 依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案的核心是培養(yǎng)目標(biāo)。本專業(yè)遵循“適應(yīng)面寬、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)”的培養(yǎng)原則，緊緊圍繞航空航天工業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的需求，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，適應(yīng)航空航天工業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，具備良好人文科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德，掌握扎實(shí)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與技能，富有較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力，能有效解決復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題，勝任航空航天等領(lǐng)域復(fù)合材料及制品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)管理等方面工作的高水平應(yīng)用型人才。經(jīng)過(guò)5年左右的工程實(shí)踐，能夠綜合運(yùn)用所掌握的基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，解決復(fù)合材料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理等過(guò)程中的復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題，在工程實(shí)施和管理中表現(xiàn)出良好的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)和決策能力；熟悉所從事工程領(lǐng)域的相關(guān)法律、法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)；能夠在綜合考慮法律、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展等因素的基礎(chǔ)上解決工程技術(shù)問(wèn)題，保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低工程能耗、節(jié)約制造成本；具備良好科學(xué)人文素養(yǎng)、濃厚家國(guó)情懷和強(qiáng)烈社會(huì)責(zé)任感；愛(ài)崗敬業(yè)，熟悉并遵守所從事領(lǐng)域工程師的職業(yè)道德規(guī)范；具備跨文化溝通能力、協(xié)作精神和國(guó)際視野；在國(guó)內(nèi)外或多科性聯(lián)合工程項(xiàng)目實(shí)施中，能夠有效溝通與合作，發(fā)揮骨干作用；具備自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

2 優(yōu)化課程體系，體現(xiàn)專業(yè)特色

優(yōu)化調(diào)整各模塊學(xué)分分配比例，使公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實(shí)踐教學(xué)所占比例合理，充分體現(xiàn)“適應(yīng)面寬、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)”的原則。

(1)開(kāi)設(shè)材料科學(xué)與工程導(dǎo)論課，提高學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知水平和專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。該課程是面向材料科學(xué)與工程學(xué)院二年級(jí)全體學(xué)生開(kāi)設(shè)的學(xué)科基礎(chǔ)選修課，主要講授材料的基本概念、材料科學(xué)在人類社會(huì)發(fā)展中的作用以及材料科學(xué)與工程學(xué)科的形成歷史與發(fā)展趨勢(shì)；并以我校材料科學(xué)與工程學(xué)科各專業(yè)的特色為案例，講授材料的結(jié)構(gòu)、性能、加工和使用等四要素及相互關(guān)系。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，旨在使學(xué)生建立材料設(shè)計(jì)、組織控制、制備加工、性能評(píng)價(jià)到工程應(yīng)用的概念體系；掌握材料科學(xué)的共性規(guī)律和特點(diǎn)，理解材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵；熟悉不同材料專業(yè)的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的熱愛(ài)和認(rèn)同感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信；培植科技強(qiáng)國(guó)情懷。

(2)優(yōu)化課程體系。結(jié)合社會(huì)需求和自身優(yōu)勢(shì)與特色，以培養(yǎng)學(xué)生在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合材料成型工藝和復(fù)合材料產(chǎn)品研發(fā)三方面能力為目標(biāo)，筑牢專業(yè)基礎(chǔ)課程，加強(qiáng)理論與實(shí)踐協(xié)同，突出能力培養(yǎng)。首先，增設(shè)了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程，加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用；其次，構(gòu)建了一體化、多層次的實(shí)踐課程體系，包括《專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)》、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1(材料)和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2(工藝)，《綜合實(shí)驗(yàn)》等實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐融會(huì)貫通，提高工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)；再次，新增加了《復(fù)合材料力學(xué)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》和《復(fù)合材料成型工藝與設(shè)備》兩門(mén)理論課對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，有助于提升學(xué)生使用CAE軟件、對(duì)復(fù)合材料產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力；最后，結(jié)合專業(yè)教師科研方向開(kāi)設(shè)了多門(mén)專業(yè)特色選修課程，滿足不同興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)和選擇，進(jìn)而達(dá)到差異化、個(gè)性化的人才培養(yǎng)模式。

3 充分利用專業(yè)教學(xué)科研平臺(tái)，提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力

實(shí)踐教學(xué)是工科類本科專業(yè)教學(xué)的關(guān)鍵，是深化課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是鞏固理論知識(shí)、加深對(duì)理論認(rèn)識(shí)理解的有效途徑[4]?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要( 2010—2020年)》明確指出“支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)”，而后，《教育部等部門(mén)關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校實(shí)踐育人工作的若干意見(jiàn)》提出“要強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，深化實(shí)踐教學(xué)方法改革，力求實(shí)踐教學(xué)工作取得新突破”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系基礎(chǔ)實(shí)踐層次中的核心，綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然選擇，是優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重要途徑[5]。本專業(yè)擁有復(fù)合材料設(shè)計(jì)制備、成型工藝、表征分析等實(shí)驗(yàn)室、依托遼寧省高性能聚合物基復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省光纖傳感工程技術(shù)中心等科研平臺(tái)開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。充分利用專業(yè)教學(xué)科研平臺(tái)，吸納本科生盡早進(jìn)入專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，申報(bào)參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和專業(yè)科技競(jìng)賽，不斷提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，截止目前，本專業(yè)學(xué)生近50%學(xué)生參與到專業(yè)教師的科研項(xiàng)目中。

4 結(jié) 語(yǔ)

復(fù)合材料與工程專業(yè)是材料學(xué)、物理、化學(xué)和力學(xué)等多學(xué)科交叉融合的新專業(yè)，結(jié)合我校辦學(xué)定位、學(xué)科特色和服務(wù)面向等，及時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)方案課程體系勢(shì)在必行。按照“適應(yīng)面寬、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)”培養(yǎng)原則，以培養(yǎng)具有工程創(chuàng)新能力的高級(jí)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，充分利用科研教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，優(yōu)化專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置，形成與社會(huì)需求和行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的復(fù)合材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系。為社會(huì)培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才是我們肩負(fù)的責(zé)任和使命。