农林院校材料化学专业的特色与未来

胡冰 ，肖雯 ，崔彦君 ，徐玉梅 ，巩海鹏 ，魏佳

（甘肃农业大学 1. 理学院，2. 农业资源化学与应用研究所，甘肃 兰州 730070）

材料、能源、信息是当代技术的三大支柱，而材料又是能源和信息技术的物质基础，其中新材料被视为高新技术革命的基础和先导，是推动“大国重器”快速发展的战略新兴产业[1-2]．与此同时，材料科学对推进农业农村现代化、确保国家粮食安全也起到了巨大的促进作用，农业循环经济发展模式对农业相关材料化学专门人才培养也提出新要求[3]．为了更好地满足农林经济对材料相关专业人才的需求，甘肃农业大学于2013年招收材料化学专业本科学生．

然而，目前国内农业院校开设材料化学专业的学校数量较为有限，相关教学研究存在整体滞后、研究基础薄弱、资金投入少等问题[4-6]，迫使我们必须挺进纵深、探索构建出以化学理论为基础，材料为专业方向，并且紧密结合学校优势学科，特色凸显的材料化学专业课程新体系[7-9]．

1 教学改革整体情况

甘肃农业大学材料化学专业于2019年4月获批甘肃省本科一批次招生，随后材料化学教学团队紧抓契机，加强专业内涵建设，积极开展问卷调查及座谈，及时掌握教师、学生和市场的反馈与需求，有针对性地优化培养方式，进一步修订和完善教学计划和培养方案．在完备专业课程知识体系，流畅衔接各课程内容的同时，借助农科类专业的学科优势，多渠道糅合农用新型材料方面的教学内容．在培养计划中删除与专业培养特色相对疏离的部分选修课，改为开设生物质能、农业材料前沿、科技创新与新产品开发、农用功能材料等更具办学特点的选修课程，突出办学特色．经专业理论课程、实习实践环节，乃至双创人才的培养等多方渠道，在教学中逐级开展农用新材料的创新研制，有效帮助学生扩宽知识体系，提高专业兴趣，提升专业综合素养，了解相关产业的发展情况，拓展创新创业能力，进而增强毕业生在就业市场的竞争力，为最终办好中国特色社会主义农业大学的材料化学专业积累经验[10]，进一步促进各类高校学科间的聚力、融合、创新（见图1）．

图1 学科间聚力、融合、创新关系

2 课程体系与专业特色建设

2.1 理论课教学

在专业课程（如材料成型与加工、高分子材料与物理、复合材料、生物质材料等）中增加相关新型农业材料的授课专题，介绍目前国内外的研究进展及发展方向．如在高分子材料与物理课程中主要介绍合成高分子材料的相关内容及其在农业材料中的实际应用，涉及农用地膜、食品包装膜等．再如目前生物质材料已成为全世界开发研究的热点，其在农业生产中可用作高吸水保水性功能材料、缓释肥料、农药缓释剂、植物生长调节剂、土壤改良剂、饲料添加剂、沙土稳定剂、食品添加剂等，教师在教学中增加相关内容的传授，强化学生对知识能学以致用，专业能大有可为的思想理念．

此外，材料化学专业紧跟时代发展的脚步，积极开展混合式教学改革工作，并为顺应“互联网+”时代信息化教育的发展趋势，引入国家级精品课程作为在线开放课程，促进优质教育资源共享，不断深化教育教学改革．部分课程实行了双语教学，努力提高人才培养质量．

2.2 实习实践

进一步推动专业综合实验教学改革，增加专业综合实验至176学时，注重专业实验的综合性、设计性、研究性及学科发展的前瞻性，强化学生对专业知识的理解与运用，进而弥补专业课学分比例下降（专业类课程学分比例从2015年的59.69%降至2020年的55.00%）所带来的不利影响．在加强反映近代材料科学技术发展的实验项目的同时，注重农林院校的专业特色，增开与农用功能材料、生物质材料等紧密相关的实验项目，强化学生对知识的认识与应用，形成多层次的综合性、设计性和开放性实验．如在材料化学专业综合实验课程中，增加木质素脲醛基载药微胶囊的制备及性能研究，天然橡胶配方设计及加工实验，吸水保水缓释多功能复合肥制备及性能研究，食品涂膜保鲜工艺的研究，农用功能性聚烯烃覆盖材料的制备、表征及性能研究，环氧氯丙烷交联淀粉的制备，以生物质材料为原料制备炭材料及其电性能研究等具有农科院校特点的实验内容，帮助学生熟悉材料制备在农业科学中的应用，在增强学习兴趣的同时培养创新能力．在实践方面，积极拓展实习实训基地，新增兰州金通储能动力新材料有限公司，甘肃省职业技能公共实训中心等多家实习基地，同时进一步加强与已有实习基地（如甘肃省农科院）的联系与合作，加大开展农用新材料的研制实习，拓宽学生视野，提高学生独立科研和工作的能力．

2.3 双创项目指导

充分调研，明确目前农业新材料的缺口或热点方向，进而加强大学生创新创业训练计划项目的申报与实施，鼓励与农业科学、食品科学、资源与环境科学、动物医学、动物科学等多学科进行交叉融合（见表1），积极鼓励并吸收各专业学生联合组队，进一步为学生提供创新性学习、研究平台．以实际项目研究加深对课堂知识的理解与掌握，加强对学生双创能力的培养，为进一步推进双创教育积累经验．积极开展暑期实践，指导学生开展对农村环境污染与保护的实践调查，研究土地、水质污染情况，并尝试开展新材料对污染治理的应用研究．2016—2019年SRTP项目中学科交叉项目所占比例分别为62.50%，58.33%，38.46%，53.85%．

表1 多学科交叉融合参与内容

2.4 毕业论文选题安排

在本专业的本科毕业论文选题中，为学生充分提供农用新型材料研制的论文选题，结合本科SRTP等项目的相关研究基础，每届开展一定比例农业材料有关内容的论文工作．近年来项目比例呈现总体平稳、稳中有进的发展态势，帮助学生扩宽知识体系、提升综合素质、拓展专业技能．招生以来，2017—2019年本科毕业论文中农业材料项目所占比例分别为44.83%，53.57%，56.90%．

3 结语

通过对材料化学专业课程体系与专业特色的建设，在我校实现了多学科的交叉融合，依靠紧密结合学校优势学科，凝炼出材料化学本科专业方向，形成了以化学和材料理论为基础、特色凸显的课程新体系．通过学科交叉，进一步提高了学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，拓宽了各专业学生的知识领域，培养与训练了学生的创新意识，提高了学生的独立科研和工作能力，增强了毕业竞争力．教学体系综合改革效果良好，辐射面宽，受益面广，为进一步实施相关教学研究、提升研究层次奠定了良好的前期准备基础．同时，对全国农林院校材料化学专业的特色培养提供了研究基础，为进一步促进各类高校学科间的聚力、融合、创新具有积极的推动作用．