基于卓越工程师培养的材料科学与工程专业课程体系建设

万明攀，张晓燕，向嵩，马瑞，雷源源

摘要：课程体系建设是“卓越工程师”培养过程中最重要的环节之一。本文以贵州大学材料科学与工程专业为例，介绍材料科学与工程“卓越工程师”培养方案中课程体系的设置背景和课程体系设置的措施，以培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的工程技术人才。

关键词：卓越工程师；课程体系；培养；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-0191-03

教育部于2010年6月正式启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。在《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》和《贵州省工业十大振兴产业规划》中都把材料产业确定为贵州省支柱产业之一，工业总产值占全省工业总产值的37%。贵州省材料产业急需一批高质量的工程技术人才。2011年贵州大学正式启动了“卓越工程师培养计划”，材料科学与工程专业成为试点专业。材料科学与工程是贵州大学传统优势和特色专业、贵州省示范专业、国家一类特色专业、国家专业综合改革试点专业，具有材料科学与工程一级学科博士学位和硕士学位授予权。要实现材料科学与工程卓越工程师的培养目标得通过相应的课程体系来完成，科学合理的课程体系是成功实现培养目标的主要载体，它能够培养学生具有良好的知识、能力和素质结构。本文对材料科学与工程卓越工程师培养计划中课程体系进行深入分析，总结了启动卓越工程师培养计划试点工作以来，材料科学与工程专业根据学校的办学定位和学科特点，利用与贵州省材料产业企业紧密合作的优势，积极开展优化专业课程体系工作。

一、材料科学与工程专业课程体系及实施的现状

贵州大学材料科学与工程专业目前的课程体系可以概括为“通识课程+通识拓展+学科大类+专业教育+个性课程+实践环节”的结构体系。多年来，我校材料科学与工程专业课程体系形式上发了一些变化，但多数课程都是延续了以前金属热处理专业的课程，理论教学内容无太大变化，知识体系相对稳定。教学方法与手段上除了增加了多媒体技术之外，理论教学过程与工程师培养尚存在差距。当前，由于高校普遍存在“重学历、重科研、轻教学”的现象，真正走上讲台为学生授课的老师趋于高学历、年轻化；真正有工程经验的教授却很少走上讲台，这很不适宜于工程师培养。而作为工科高校人才培养的重要环节方面——实践教学环节，材料科学与工程专业实践教学环节由校内工程训练和校外实习组成。其中校内专题实验是经过实践教学改革整合为单独的实验课程：《材料专题实验Ⅰ》、《材料专题实验Ⅱ》、《材料专题实验Ⅲ》。但多年来，由于学校的人才政策的原因，导致专业实验师资队伍严重不足，使其理论教学与实验教学总是存在脱节的现象，且实验内容简单，不系统，而学生对实验教学也不够重视。另外，在校外实习方面，材料科学与工程专业实习也存在一些问题，一是实习经费低，不利于实习的安排；二是由于企业存在安全和保密的问题，企业不愿意接收学生到现场实习。以上原因导致学生认识实习和生产实习都形同走马观花，以至于学生对实际工程缺少直接接触，对材料制备和检测技术认识不够深入，实习达不到应有效果。

二、卓越工程师课程体系的设置与改革

1.构建“模块化”专业课程体系。根据卓越工程师的培养目标，通过到企业调查走访、问卷调查、毕业生反馈等方式，收集了对课程体系设置的意见和建议，结合“卓越工程师”培养目标，对材料科学与工程卓越工程师课程体系进行了模块化设置。也就是将课程体系设置为由若干个完整的课程模块构成的课程体系形式。材料科学与工程卓越工程师课程体系由材料制备基础、材料加工技术、材料的性能、材料的检测等四个模块组成。每一个模块又由若干门课程组成，分为必修课和选修课两类。材料制备基础模块由材料物理化学、材料科学基础、金属塑性成型理论、材料科学导论（双语）等组成；材料加工技术模块由热处理原理及工艺、金属塑性成型工艺学、现代材料制备技术、金属焊接工艺等组成；材料的性能模块由材料力学性能、材料腐蚀与防护、材料物理性能等组成；材料的检测模块由材料分析技术、失效分析、计算机在材料科学与工程的应用等组成。这样的课程设置，能够突破学科专业领域的界限，灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块，从而构建具有不同价值取向的课程体系，以满足学生的全面发展和个性发展需要。

2.科学合理地进行课程的整合和重组。根据教育部“卓越工程师”培养模式，结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验，对课程进行了整合与重组；在制订材料科学与工程专业“卓越工程师”培养计划过程中，在原来的培养方案的基础上，对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中，打破了各学科领域的界限，增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容，真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚，对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言，改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法，打破了原有专业、课程之间的壁垒，摆脱了学科知识系统的束缚；强调课程内容的综合性，以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用，保证知识结构的系统性和完整性；改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况；避免课程内容的脱节和交叉重复，精简课程门类，减少必修课比例。比如：将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》，将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》，将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》，将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系，大力加强实践课程的体系改革。endprint

3.结合企业需求，制订企业培养方案。企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段，是整个教学计划的重要组成部分，也是实施“卓越工程师培养计划”的重要环节，按照材料科学与工程卓越工程师培养计划，将严格按照“3+1”培养模式，其中1年企业实践培养，着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践，基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围，培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力，以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括：初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展，由校企共同参与培养过程，共同监控培养过程。

4.课程体系与能力培养的关系。卓越工程师的能力的培养与课程体系紧密联系。材料科学与工程专业卓越工程师的主要任务是培养具备坚实理论基础与专业知识、具有创新素质和工程能力，能在冶金、材料结构研究、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事设计、研发、制备、加工、分析检测、管理等方面的高级工程技术和管理人才。根据卓越工程师的培养目标，在整个培养过程中的课程设置紧紧围绕这一主题，如图1所示。如第一学年和第二学年的课程：大学英语、马克思主义基本原理概论、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、高等数学、大学物理、大学化学等，能够为卓越工程师提供工作所需的工程科学技术基础知识以及一定的人文和社会科学知识。第二学年第2学期和第三学年的课程：电工学、机械设计基础、材料物理化学、材料科学基础、热处理原理及工艺、金属塑性成型理论、材料力学性能、材料分析技术等，为卓越工程师奠定专业的基本理论知识；校内的工程实训：金工实习、专题实验，让学生初步接触生产实际，使学生具备解决工程技术问题的初步技能；1年的企业工程训练项目包括：认识实习、生产实习、专业实训、毕业论文等，让学生全身心地投入到企业的生产实践中去，接触生产一线，体味企业文化，使学生逐步掌握解决工程实际问题的能力，并学习与同事相处、团队合作、交流沟通等方面的知识。

在卓越工程师培养计划中，课程体系的设置是至关重要的。它的合理与否，直接决定了人才培养的质量。我校材料科学与工程专业作为“卓越工程师”培养的试点专业后，与我省金属材料相关企业进行深入沟通，听取各方面的意见，对原来的材料科学与工程专业卓越工程师培养计划的课程体系进行优化。课程体系的优化坚持了“厚基础、宽口径、广适应、强能力”的人才培养理念，体现了“优化基础、强化能力、提高素质、发展个性、鼓励创新”的应用研发型人才培养教学改革要求，并体现我专业的人才培养特色，在今后的卓越工程师培养过程中将继续地完善和优化。

参考文献：

[1]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011，（2）.

[3]国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见[Z].国发〔2012〕2号.

[4]贵州省工业十大振兴产业规划[Z].黔府发〔2010〕16号.

基金项目：贵州大学教育教学改革研究项目（JG2012057），国家级专业综合改革试点项目。

作者简介：万明攀（1982-），男，讲师，主要从事金属材料的教学和研究工作。endprint

3.结合企业需求，制订企业培养方案。企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段，是整个教学计划的重要组成部分，也是实施“卓越工程师培养计划”的重要环节，按照材料科学与工程卓越工程师培养计划，将严格按照“3+1”培养模式，其中1年企业实践培养，着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践，基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围，培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力，以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括：初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展，由校企共同参与培养过程，共同监控培养过程。

4.课程体系与能力培养的关系。卓越工程师的能力的培养与课程体系紧密联系。材料科学与工程专业卓越工程师的主要任务是培养具备坚实理论基础与专业知识、具有创新素质和工程能力，能在冶金、材料结构研究、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事设计、研发、制备、加工、分析检测、管理等方面的高级工程技术和管理人才。根据卓越工程师的培养目标，在整个培养过程中的课程设置紧紧围绕这一主题，如图1所示。如第一学年和第二学年的课程：大学英语、马克思主义基本原理概论、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、高等数学、大学物理、大学化学等，能够为卓越工程师提供工作所需的工程科学技术基础知识以及一定的人文和社会科学知识。第二学年第2学期和第三学年的课程：电工学、机械设计基础、材料物理化学、材料科学基础、热处理原理及工艺、金属塑性成型理论、材料力学性能、材料分析技术等，为卓越工程师奠定专业的基本理论知识；校内的工程实训：金工实习、专题实验，让学生初步接触生产实际，使学生具备解决工程技术问题的初步技能；1年的企业工程训练项目包括：认识实习、生产实习、专业实训、毕业论文等，让学生全身心地投入到企业的生产实践中去，接触生产一线，体味企业文化，使学生逐步掌握解决工程实际问题的能力，并学习与同事相处、团队合作、交流沟通等方面的知识。

在卓越工程师培养计划中，课程体系的设置是至关重要的。它的合理与否，直接决定了人才培养的质量。我校材料科学与工程专业作为“卓越工程师”培养的试点专业后，与我省金属材料相关企业进行深入沟通，听取各方面的意见，对原来的材料科学与工程专业卓越工程师培养计划的课程体系进行优化。课程体系的优化坚持了“厚基础、宽口径、广适应、强能力”的人才培养理念，体现了“优化基础、强化能力、提高素质、发展个性、鼓励创新”的应用研发型人才培养教学改革要求，并体现我专业的人才培养特色，在今后的卓越工程师培养过程中将继续地完善和优化。

参考文献：

[1]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011，（2）.

[3]国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见[Z].国发〔2012〕2号.

[4]贵州省工业十大振兴产业规划[Z].黔府发〔2010〕16号.

基金项目：贵州大学教育教学改革研究项目（JG2012057），国家级专业综合改革试点项目。

作者简介：万明攀（1982-），男，讲师，主要从事金属材料的教学和研究工作。endprint

3.结合企业需求，制订企业培养方案。企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段，是整个教学计划的重要组成部分，也是实施“卓越工程师培养计划”的重要环节，按照材料科学与工程卓越工程师培养计划，将严格按照“3+1”培养模式，其中1年企业实践培养，着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践，基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围，培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力，以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括：初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展，由校企共同参与培养过程，共同监控培养过程。

4.课程体系与能力培养的关系。卓越工程师的能力的培养与课程体系紧密联系。材料科学与工程专业卓越工程师的主要任务是培养具备坚实理论基础与专业知识、具有创新素质和工程能力，能在冶金、材料结构研究、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事设计、研发、制备、加工、分析检测、管理等方面的高级工程技术和管理人才。根据卓越工程师的培养目标，在整个培养过程中的课程设置紧紧围绕这一主题，如图1所示。如第一学年和第二学年的课程：大学英语、马克思主义基本原理概论、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、高等数学、大学物理、大学化学等，能够为卓越工程师提供工作所需的工程科学技术基础知识以及一定的人文和社会科学知识。第二学年第2学期和第三学年的课程：电工学、机械设计基础、材料物理化学、材料科学基础、热处理原理及工艺、金属塑性成型理论、材料力学性能、材料分析技术等，为卓越工程师奠定专业的基本理论知识；校内的工程实训：金工实习、专题实验，让学生初步接触生产实际，使学生具备解决工程技术问题的初步技能；1年的企业工程训练项目包括：认识实习、生产实习、专业实训、毕业论文等，让学生全身心地投入到企业的生产实践中去，接触生产一线，体味企业文化，使学生逐步掌握解决工程实际问题的能力，并学习与同事相处、团队合作、交流沟通等方面的知识。

在卓越工程师培养计划中，课程体系的设置是至关重要的。它的合理与否，直接决定了人才培养的质量。我校材料科学与工程专业作为“卓越工程师”培养的试点专业后，与我省金属材料相关企业进行深入沟通，听取各方面的意见，对原来的材料科学与工程专业卓越工程师培养计划的课程体系进行优化。课程体系的优化坚持了“厚基础、宽口径、广适应、强能力”的人才培养理念，体现了“优化基础、强化能力、提高素质、发展个性、鼓励创新”的应用研发型人才培养教学改革要求，并体现我专业的人才培养特色，在今后的卓越工程师培养过程中将继续地完善和优化。

参考文献：

[1]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011，（2）.

[3]国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见[Z].国发〔2012〕2号.

[4]贵州省工业十大振兴产业规划[Z].黔府发〔2010〕16号.

基金项目：贵州大学教育教学改革研究项目（JG2012057），国家级专业综合改革试点项目。

作者简介：万明攀（1982-），男，讲师，主要从事金属材料的教学和研究工作。endprint