功能材料本科专业实践型教育培养模式探索

◆陈 丰 陈志刚

(苏州科技学院化学生物与材料工程学院)

一、引言

人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代，对新材料的认知和应用推动着历史与文明的进步，材料是科技赖以生存和发展的物质基础。20世纪，材料学作为一门独立学科出现并迅速发展，现今，材料科学与工程技术已成为国家经济建设的重要基础和支撑之一。上世纪末，人们把材料、信息和能源誉为当代文明的三大支柱，而新材料、信息技术和生物技术则并列为新技术革命的重要标志。材料学是一门领域十分宽广的学科，所涉及的材料主要包括结构材料和功能材料两大类。功能材料是指具有特殊物理性能(如电学、磁学、光学、热力学、力学、化学以及生物学功能等)的一类材料，它不仅是我国发展信息技术、生物技术、能源技术等高科技领域和国防建设的重要基础材料，也是提升我国基础工业与改造传统产业的基础，直接影响到我国资源、环境及社会的可持续发展。随着社会进步和技术发展的需要，强烈刺激材料从结构化向功能化方向转变，“863”高新科技发展规划把新材料定为我国高新技术规划7 个主要研究领域之一，“973 计划”则进一步把功能材料技术作为重点研究项目，促使了我国新型功能材料产业的迅速发展。近年来随着国民经济和国防工业功能材料材料产业的兴起，其研究和应用十分活跃，对相关产业的从业人员有着巨大的需求，功能材料的人才培养是关系到我国材料行业能否顺利实现产业转型与快速发展的关键。

二、我校功能材料本科专业实践型培养模式的探索

2011 年，我校应教育部要求开设功能材料本科专业。高等教育专业设置的改变和专业培养模式的改革以及材料科学技术的迅猛发展，对材料科学与工程类人才素质提出了新的要求，从原来较单一的技术人才转变为厚基础、宽口径、强能力、高素质的复合型人才。新型功能材料专业人才的培养，立足于国家经济发展和国防建设的需要以及材料科学与工程学科的发展趋势，根据拓宽基础和专业面的原则，培养能在功能材料领域内较为系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备功能材料及相关专业的基本知识和基本技能，具有国际视野，能在功能材料的制备、改性、加工成型及器件设计等领域从事材料制备、工艺设计、技术开发、科学研究及其管理等工作的高级专门人才。功能材料专业属于研究应用型专业，培养计划、课程体系和教学内容充分体现了以企业实践和科学研究带动教学的特点。经过近四年的探索与实践，我校初步建立了面向功能材料专业人才的实践型培养模式，希望能为相关院校与专业的人才培养提供借鉴与参考。

1.以行业需求为导向确定培养目标与培养标准

功能材料专业的设立与产业的迫切需求密切相关，因此对于人才的培养目标与培养标准必须符合当地和功能材料产业的发展。调研结果表明:随着江苏省尤其是苏南地区经济结构调整和增长方式的转变，与信息、能源、环境密切相关的微电子材料、绿色光电材料、环境净化材料等国家战略性新兴功能材料产业快速发展，当前全省80%以上的外资或民企研发机构其研发领域主要集中于电子信息以及装备制造、绿色光电器件、生态环境材料、纳米材料等战略性新兴产业;地域分布上主要集中在苏南地区，其中苏州占全省总数的60%，其他城市如常州、无锡和南京则分别占全省的18%、8.5%和7.8%。类似的布局在国企中也呈明显态势，相关人才供需矛盾日益突出。这些都急需高等教育加大力度为社会培养功能材料行业的专业从业人才，以满足我国对该领域人才的迫切需求。

虽然众多国内外大学和科研院所都在积极开展新型功能材料的研究，但均没有设立独立的功能材料本科专业，大部分院校都是在材料专业或化学专业下，开设功能材料的相关课程，且大多为选修课程，有的学校则是在研究生、博士生教育层面上设置功能材料课程。也就是说，功能材料本科专业的批量人才培养在国内尚属空白，市场需求显而易见。

我校新增的功能材料本科专业以社会需求为导向，定位于为社会和地方经济发展服务，瞄准苏州乃至苏南地区微电子材料、绿色光电材料、环境净化材料、特种纳米材料等专业人才市场紧缺，在培养学生能掌握材料科学的基本知识和基本技能的基础上，强化对上述小类专业材料的基本理论与基本技能的培养，为苏州地方经济建设与社会发展、特别是微电子、能源、环境、纳米材料领域提供本科人才，缓解苏州地方经济对相关专业技术人才的迫切需求。

2.着重培养学生的创新精神与实践能力

我校的功能材料本科专业建设依托于环境功能材料江苏省重点实验室、江苏省水环境治理与技术协同创新培育点、江苏省环境功能材料优势学科、材料科学与工程一级硕士点等诸多科研平台。专业内现有教授5 人(其中博士生导师2 人)、副教授3 人、讲师4 人，多数具有国外工作经历，分别组成了环境与纳米功能材料、绿色光电材料和微电子功能陶瓷材料三个课题组，每个课题组都承担着国家和省部级课题等多项科技项目，科研能力强，是培育创新精神与实践能力的沃土。

有基于此，本专业对大学二年级的学生采用导师制培养方式，将每位导师的专攻学术领域向学生们公布，每位学生都可以根据自己的兴趣爱好自主选择导师。在导师的指导下，学生可以进入实验室，了解最新的学科动态，学习并使用相关的实验仪器设备，进行专业科研实验。这类实验是学生在教师的指导下独立自主完成，或者在指导教师的研究领域和学科方向上进行有目的、有意识的探索研究，目的在于培养学生的科研兴趣，激发学生的创新意识，提高学生的动手实践能力。多位学生在教师的带领下参加了各种国家级、省级科技竞赛，并在今年的江苏省挑战杯科技竞赛中获得金奖(《晶彩纳米科技有限公司创业计划》)。

3.采用“3 +1”培养模式，提高学生在企业的实践能力

经过对相关用人企业的调研，我们发现仅靠课堂上的专业知识培养，本科毕业生暂无法满足企业对功能材料专业人才“来即用，用即有效”的要求，一般企业需要花费比传统化工行业或结构材料行业更多的时间才能培养适用的功能材料专业技术人员，导致企业更愿意招收相关材料专业的硕士研究生从事低层次的生产工作，造成了资金和人才的大量浪费。我校功能材料本科专业以社会需求为导向，瞄准苏州、苏南地区功能材料专业人才市场紧缺，在培养学生掌握化学与材料科学的基本知识和基本技能基础上，强化培养学生的独立动手能力和实践能力，利用本专业现有的科研平台和企业资源，实现校企合作;引导学生进入企业参加工作实习，提高学生的学习能动性和主动性，将课堂中学到的专业知识转化为自身实践能力，为苏州地方的功能材料行业提供大量“上岗即用”型技术人才，缓解苏州地方经济对相关专业技术人才的迫切需求。

因此，我们在进行社会调查的基础上，建立了“3 +1”培养模式，即前3年为完成大学的公共基础课、专业基础课、专业课和相关的实验课程，最后1 年完成功能材料创新性实践环节，在该模式的导向下，越来越多的学生在本科阶段有了更为清晰的专业成长目标。培养学生的创新精神和创新能力，关键在于是否有创造性的实践活动经验和体会，我校在大四上学期开设功能材料科技创新与实践课，这是学生开展创新科研工作的第一步，主要是指导学生在企业中进行实践学习，而在内容上则涉及到培养学生多学科知识综合应用的能力，旨在开拓学生思维、了解专业学科内容和当今国际功能材料行业的发展趋势，以及该专业毕业生的读研、就业前景等关乎学生自身利益和专业学科建设的等事宜，这也是我校功能材料专业特色建设的重要内容。

目前，功能材料专业已与华微科技(苏州)有限公司(纳米环境净化材料)、昆山维信诺科技有限公司(OLED 绿色光电材料)、北京普析通用仪器有限公司(材料测试及环境评估)、国药试剂有限公司苏州分公司(原材料供应)等多家企业签订了实习和就业合作协议。通过在合作企业进行认识实习和毕业实习使学生尽早了解企业的用人要求，也提供给企业了解应届毕业生的时间，为学生和企业的双向选择提供帮助。企业每年接收功能材料大四的学生进行工业实习，部分与企业达成就业意向的学生可直接在企业能完成毕业设计，切实解决学生就业。学校企业互动培养，把功能材料与材料应用工程紧密结合起来，把培养工程意识和实践能力与培养学习习惯和学习能力有机结合起来，让学生能够直接体会到企业对人才素质的要求并了解企业的工作模式，从而提高学生的就业竞争力。

4.加强“实践型”教师队伍建设，引进企业教授参与教学

师资队伍建设是实践型教育培养模式的核心环节，学生在企业实习期间试行校企“双导师制”，即除了学校的实习负责教师外，在企业聘请一批专业水平高、实践能力强的企业工程技术人员担任学生的导师，学生可以从不同的导师身上博采众长，从而培养创新精神和实践能力。另外，加强现有师资培训，通过培养与引进相结合、专职与兼职相结合的形式，提高专业师资队伍的理论和实践技能水平。一方面，选聘实践经验丰富的高水平工程专家充实到实践指导教师队伍中，我校已从江苏陶瓷研究所聘请了企业教授到学校给学生讲授有关讲座或部分课程，加强了学校与企业的交流与沟通，取得了良好效果;另一方面，鼓励学校教师定期到企业挂职锻炼和顶岗实习，我专业已有两位老师参与了江苏省博士教授进企业计划，提高了对产业内企业现状的了解，增强了工程实践教学能力。

三、总结与展望

功能材料本科专业是随着社会的发展蕴育而生的，我校该专业的实践型教学模式才刚刚起步，目前国内还没有完善的模式和前人的经验可以借鉴，在推进过程中必将存在一些困难。为了保证培养模式的顺利推进，我们将针对该专业目前人才培养的实际情况，借鉴欧美发达国家工程教育经验，深入研究实践型教学的方法途径，逐步积累经验，循序渐进建成具有自身特色的功能材料实践型培养模式。

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