“大材料”背景下研究应用型材料类本科生培养模式探讨

李大赵 刘亚青 侯华

摘 要：当前我国社会经济的发展对材料类人才提出了更高的要求，“小材料”类人才培养模式已难以满足不同层次材料专业本科生的培养需求。在对已有“大材料”背景人才培养模式分析的基础上，以中北大学实验班为例，对研究应用型材料类本科生培养新模式进行了探讨，旨在为同类型培养条件的专业提供借鉴和参考。

关键词：“大材料”；研究应用型人才；培养模式

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）09-0065-02

近年来，国内外材料科学与技术飞速发展，性能优异的新材料以及效率更高的加工工艺不断涌现，这对从事相关工作的材料类人才提出了更高的要求和挑战。如何培养出更具创新素质和实践能力的材料类毕业生，也成了当前设有材料专业高等院校的主要任务。

20世纪80 年代开始，欧美国家逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来[1]。而国内类似中北大学这样的绝大多数高校，材料科学与工程专业人才培养主要遵循小专业模式，即按材料的特性和用途进行细致的具体分类（如金属、非金属、高分子材料等），分别学习材料结构、性能、加工、使用等方面的专业知识。

由于不同专业间彼此界限分明，知识体系缺乏相互联系，致使学生除了对本专业领域的知识有相当了解外，对其他材料领域知之甚少，特别是在涉及学科领域交叉或新材料开发方面倍感吃力。这样培养出来的学生学科基础知识薄弱，知识面狭窄，不能顺应时代发展的潮流。显然，“小材料”人才培养模式已经不能适应当前的社会经济和当代科技发展对本科人才的需求，“大材料”背景下材料科学与工程领域人才培养模式研究成为必然的选择。

一、“大材料”背景下材料类人才培养模式现状

借鉴欧美诸国的材料科学与工程教育模式和体系，国内的一些高校以“大材料”为背景，开展了一些材料类人才培养模式的改革与实践工作。

中南大学的李红英教授等研究了通过探索研究性学习模式进行“大材料”类人才培养的方式[2]，提出“资源—冶金—材料—应用”的材料类大学科人才培养理念。李红英的研究重点主要放在了多维立体学习模式的建立上，主张通过多层启迪和学术活动等方式来激励学生创新与探索欲望。其研究较为宏观，缺少培养体系内课程设置、实践环节等方面的具体改进措施和方法。

国防科技大学的张为军博士等研究了材料科学与工程研究生培养方案的改革方法[3]，提出了以“大材料”的思想，按一级学科组织人才培养。张为军的研究虽然针对研究生培养体系的改革，但其突破学科界限的思想以及研究生课程体系优化，实践教学环节强化等方法，可作为“大材料”背景下，材料科学与工程本科生培养模式改革的借鉴和参考。

黑龙江工程学院的毕凤阳研究了CDIO（Conceive Design Implement Operate）模式[4]，即以构思、设计、实施及运行全过程为载体来培养学生的工程能力。通过分级项目运作机制，将学生的工程能力的培养过程细化为三级项目，并提出了项目内容设计和实施保障的做法。毕凤阳所研究的材料类人才培养模式，是以工程能力培养为目标，这与中北大学材料类人才的培养目标类似，其方法可以作为“大材料”类人才培养模式研究中实践环节设计的借鉴。

综上所述，国内关于“大材料”背景下，如何将本科生的培养统一到材料科学与工程一级学科上的研究很少。虽然当前的研究对于材料类本科生培养模式改革具有一定的借鉴意义，但仍缺少实施载体和具体的运作模式设计。而且，“大材料”背景下，对材料类所有专业进行培养模式改革，在各个教学环节上又难以实现，必须选择一个过渡的载体。所以要进行详细的研究，真正设计出以一级学科为统筹，包括人才培养目标、课程体系、实践教育环节、第二课堂活动等在内的“大材料”类人才培养模式。

二、“大材料”背景下材料类本科生培养新模式的设计

本研究依托中北大学材料科学与工程学院材料科学与工程一级博士学位授权点以及软硬件教学条件，进行“大材料”类研究应用型人才培养模式的研究设计。研究的实施对象为材料科学与工程学院实验班，以点带面分层次进行材料类人才培养模式的研究与实践。具体内容包括制定培养目标、优化课堂教学课程体系、强化实践环节、丰富第二课堂等。

（一）创新和实践能力并重，确立培养目标

中北大学材料科学与工程学院五个本科生专业，主要是以培养具有较强实践能力的应用型工程师为目标，突出应用型人才的培养。目前，中北大学材料科学与工程学院培养出的本科毕业生大多在工厂企业从事技术开发和管理工作，但是进入到985院校深造的学生很少。所以，项目的研究拟通过分层次培养模式，以“大材料”为背景，以一级学科为统筹，通过实验班培养创新素质和实践能力并重的研究应用型人才。然后，以实验班为辐射，逐渐使所有专业向应用研究型人才培养目标过渡。

（二）重基础强专业，设计课程体系

实验班组建时拟按照学生的高考成绩进行选拔，从而保证学生的学习基础和能力，为研究应用型人才培养目标的实现打好基础。课程体系的设计框架仍遵循中北大学教务部门的规定，分为基础教育课、学科基础教育课和专业教育课三个类别。与当前材料类专业课程体系不同，基础教育课中课程更加齐全并且选取长学时课程模块；另外两类依据材料专业的特点设置课程群，在保证学时的基础上由学生自主选择。通过新的课程体系的实施，建立时间与课程之间的矩阵关系，增加学生选课的范围，目标是使毕业生具备扎实的基础和宽泛的专业知识。

（三）多层级项目化运作，优化实践教学

目前中北大学的实践教学环节主要由军训、金工实习、两课和社会实践、实验、实习、课程设计和毕业设计等环节构成。其中军训和社会实践培养学生人文素质和沟通、团队协作能力，而其他环节培养学生材料性能组织分析、成型工艺设计等专业动手能力。人才培养的质量和区别最终在毕业设计或论文环节中体现，所以可以把其他环节作为毕业设计环节的准备。在此，将毕业设计作为实践教学环节中的一级项目，而其他环节作为二级项目。确定每级项目内容后，整个实践教学环节可实现项目化运作。

当实验班学生开始分研究方向时，首先则按照不同方向组成项目组，结合材料科学与工程学院基层学术机构设置确定指导教师，使本科生导师制得以落实。其次，由导师确定不同项目组成员的毕业设计题目，即完成一级项目内容的确定。再次，以毕业设计题目为导向，确定实验、课程设计及实习等环节的内容，主要包括研究对象、组织性能测定表征、加工工艺设计等，即完成二级项目内容的确定。最后，由导师和实验教师共同给出学生的实验成绩，并将完成的工作作为毕业设计的内容撰写论文。

（四）组织与参加并进，丰富第二课堂教育活动

组织和参加第二课堂教育活动，对于工科类学生综合素质的提高具有重要的作用。通过在“大材料”学科群中开展各种培训、各类竞赛、各种展览活动，提高学生创新训练的参与面。院士讲坛、院长论坛、博导对话等多层次启发思维和开阔视野活动，不仅使学生掌握学科前缘和科学研究方法，也使敢为人先和积极探索的精神渗入思维并化为自觉行动。以不同的项目组为单位组织参加大学生创新创业训练项目，巩固理论与实践教学的效果，锻炼自主设计和实施实验的能力。联合管理类专业的学生，共同参加大学生创业计划大赛，培养团队协作能力，展示专业教学的成果。通过组织和参加第二课堂活动，激发学生的热情，拓展知识面，与专业教育相互促进。

三、以实验班为辐射，加强新模式的深入研究

目前中北大学材料科学与工程学院的本科生培养体系包括实验班、一本本科生、二本C类本科生等不同层次，如何科学设计培养模式和培养体系是必须解决的问题，也是多数高校所面临的问题。通过实验班“大材料”背景下的培养新模式研究和实践，逐步地向其他培养层次辐射，旨在共同提升材料类本科生培养的水平和适应性。首先，确定“大材料”背景下材料类人才培养目标，建立分层次培养机制。由于招收学生的基础不同，要相应地制定其培养目标。其次，明确研究载体即不同层次本科班的培养体系，以实现培养目标为出发点，使课堂教学体系、实践环节体系和第二课堂活动相互贯通。再次，确定课堂教学课程中不同属性课程群所包含的课程，以及在培养进程中的位置，从而实现厚基础强专业的教学目标。最后，建立实践环节项目化运作机制，将本科生导师制落到实处，使本科生的创新素质和研究能力得以共同培养。

中北大学材料科学与工程学院2011级和2012级实验班实施了新的培养模式，已经取得了较好的效果。经过选拔而成立的实验班，学生的学习能力较强，而且在现有课程体系下，学生知识基础更加宽阔，并均取得了优异的学习成绩。在新培养模式实施过程中，要逐步明确实践教学环节中项目化运作的具体形式，各级项目中包含内容；导师和实验教师联合评分方法，以及如何将毕业设计内容分解到其他实践教学环节中；第二课堂活动的设计，以及参加创新创业实验和创业计划大赛的组织形式。

参考文献：

[1]高昀.牛津大学的导师制对我国本科生教育的启示[J].理工高教研究，2004，（4）.

[2]李红英，李周，范晓慧等.探索研究性学习模式，培养大材料工程型创新人才[J].创新与创业教育，2011，（3）.

[3]张为军，白书欣，吴文健等.材料科学与工程人才培养方案的改革研究[J].高等教育研究学报，2011，（3）.

[4]毕凤阳，王百成，党跃轩等.CDIO指导下材料成型及控制工程专业人才培养模式研究[J].价值工程，2010，（32）.