基于材料专业解决复杂工程问题能力实践体系的探索与实践

2018-03-27范美强沈杭燕舒康颖

山东化工 2018年15期

范美强，刘薇，陈达，陈智，沈杭燕，舒康颖

(中国计量大学材料科学与工程学院，浙江杭州 310018)

能够“解决复杂工程问题”是《华盛顿协议》对本科毕业生的要求，也是我国2015年新版工程教育认证标准中重点强调的要求。通过工程教育整整的专业不仅要深入理解和把握复杂工程问题，更要培养学生具有解决复杂工程问题的能力[1-3]。遵循工程教育认证标准，如何根据工程实践需求，提高材料科学与工程技术人才解决复杂工程问题的能力是本专业办学面临的重要课题。中国计量大学材料科学与工程专业结合工程教育认证标准，对专业实践体系进行梳理，以达到标准考核点的要求。本文结合专业实践体系，对如何提高毕业生解决复杂工程能力进行探讨。

1 材料科学与工程专业复杂工程能力的特征

专业认证标准的“毕业要求”中有8条涉及“复杂工程问题”。本专业的“复杂工程问题”是指毕业生在新材料计量检测领域的工作中所面对的系统问题，即包括新材料的组分设计、性能检测、工艺制定及质量管理过程中的技术问题，也要考虑技术开发环节之外的其它因素(比如社会、健康、法律、安全、环境、文化、可持续发展、工程伦理等)。专业开展多项教改项目，探索提高学生解决复杂工程问题能力的人才培养模式。2015年、2016年分别结题完成了浙江省高等教育教学改革项目“新材料计量检测标准创新型人才培养途径的探索与实践”和“基于计量特色的材料类专业创新创业人才实践培养模式的探索与实践”。

2 材料科学与工程专业实践体系

材料科学与工程专业利用国家检验中心、国家国际科技合作基地等，整合优化国家级、省部级重点实验室资源和校外工程教育资源，建立三类工程教育实践平台。(1)基础实践平台：依托学校新材料计量检测标准教学示范中心等，培养学生实践动手能力。(2)创新实践平台：依托国家磁性材料及其制品质量监督检验中心等，培养学生材料的设计、检测等创新能力。(3)工程技术实践平台：依托稀土磁/光电功能材料浙江省工程实验室、校外实习基地，培养学生的材料开发、计量及应用等工程技术能力。实践教学凸显磁性材料计量、能源材料计量、发光材料计量等，构建了新材料计量检测特色实验实践体系，通过基础训练、创新训练、工程训练让全体学生受到系统的实践训练；以教学课件和专业领域的实验实践为纽带，将理论教学、实验方案设计、实验结果分析统一起来，学生处理新材料计量检测领域复杂工程问题的能力大大增强。

以课程实验为主的基础训练：(1)普通化学实验、物理化学实验、材料科学基础实验和材料工艺学实验；(2)磁、电、光、能源等新材料计量特色的实验，如材料结构分析实验、材料形貌表征实验、磁性材料性能测试实验等。(3)实行实验时间、空间、内容全面开放和网上预约、微课预习等。扩充做成微课程，供学生在线上线下学习。

以项目驱动的创新训练：从2012年开始，材料科学与工程专业培养计划中设置创新实践学分，要求学生在大学四年中通过学生科研立项、参与专业教师课题、科技竞赛、撰写专利或论文等方式，切实培养学生的解决复杂工程问题的能力。

以实习为主的工程训练：通过产学研合作等多种渠道建立了一大批实习基地。结合青年教师须有工程经历的要求，确保有充足的实习教师深入企业管理实习。在国内材料科学与工程类专业的生产实习普遍弱化的背景下，坚持将学生落实到专业对口的制造型企业实习，并确保实习高质量。

3 理论教学支撑专业实践教学体系

基于解决“复杂工程问题”必备的专业知识和专业能力，安排理论课程教学。理论教学不同于一般材料专业的学习方法，本专业依托学校质检特色，材料类专业基础课程与计量特色课程平行设置，强化了学生计量学、质量管理学概念。在专业课程中加入了材料计量、检测及标准的相关内容及案例；增加经济与管理知识，使毕业生有经济决策能力，以解决“复杂工程问题”必须要采用经济回报的方式进行检验、评价的问题。在培养方案中，要求经济与管理类模块必修2学分，使学生具有经济与管理方面的基本知识与经济决策能力。在创新实践、生产实习和实验实践等课程中应用上述的经济与管理知识对实际工程问题进行经济决策。

4 加大教师工程实践能力培养

为全面提高青年教师的工程实践背景和能力，满足工程教育人才培养的需要，学校和学院出台和制定了相关的政策和措施。学校确立了到十三五末工程背景师资达到300名的工作指标，采取“大力推进师资质检行业和工程背景的建设”举措：(1)加快教师发展中心、工程实践基地和质检行业实践基地的建设。(2)实施质检能力提升计划，充分挖掘学校在质检行业的优质资源，建设以质检系统“四大院”等为主的战略性伙伴合作基地，每年有计划选派30名左右具有博士学位的中青年骨干教师进行访问、合作研究、挂职等6～12个月，提高学校与行业的契合度和交互能力，积极参与国家技术标准战略、计量基础标准研究，大力打造特色师资。

材料科学与工程学院于2013年出台《青年教师工程实践能力培养办法》，规定35岁以下的新引进青年教师须具有与材料科学与工程领域相关的工程实践经历。通过对青年教师工程实践能力培养制的实施，探索了多样化的工程实践锻炼形式，为工作的进一步推进积累了经验；另一方面帮助青年教师拓展了知识结构和专业视野，深化了对理论知识的理解，丰富了工程实践经验，提高了工程实践能力，为更好地开展教学和科研工作奠定了坚实基础。同时，还促进了校企、校地深入合作，为企业、政府解决一些实际问题，甚至是生产难题，实现了企业与学校、教师的双赢，取得明显成效。教师工程实践锻炼的具体形式和成效举例如下：

(1)鼓励具有博士学位的青年教师进入企业博士后科研工作站，承担企业研发项目，协助企业开发新产品、新工艺、技术改造和质量管理等工作。

(2)充分利用校外实习实训基地等资源锻炼青年教师，新进青年教师带队完成学生实习工作，全程参与学生实训实习。

(3)支持青年教师参加与企业产学研合作，通过实践调研、技术服务、项目开发等形式，引导教师参与工程实践、技术开发、产品研发等社会经济活动。