“新工科”背景下复合材料与工程专业应用型人才培养模式研究*

王 静，熊需海，卢少微，李 伟，马克明，任 荣，于 祺，金保宏，王柏臣，高 禹

(沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110136)

第四次工业革命已露端倪，以信息化和工业化“两化融合”发展为特征的智能制造和智慧生活逐渐成为下一阶段的社会新常态；为了主动应对新一轮科技革命与产业变革挑战，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，必须对传统工程教育模式进行深化改革和持续赋能，加快培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才，打造世界工程创新中心和人才高地，提升国家硬实力和国际竞争力[1-2]。

“新工科”( Emerging Engineering Education，3E) 概念是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的[3]。沈阳航空航天大学办学目标是高水平应用型大学，近些年来，我校核心工作之一即是依据“新工科”的要求，推动各专业的工程质量认证，推进新时代高水平应用人才培养模式的改革。我校是以航空航天为特色的高校，复合材料是航空航天、国防军工领域不可或缺的高性能军工材料，是现代化先进航空航天器及尖端武器装备发展的重要物质基础；近年来，军民融合战略的推动下，复合材料也用于制造轨道交通、高压输电、风力发电、石油化工等领域的高技术产品，因此，加强“新工科”背景下应用型复合材料人才培养模式探索显得至关重要。早期国内只有武汉理工大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、华东理工大学等少数几个学校开设了该专业；截止2019年，全国仅有武汉理工大学、华东理工大学、南京工业大学和江苏大学等高校的复合材料与工程通过了专业工程认证。在借鉴兄弟院校培养模式的基础上，强化我校复合材料专业特色性、应用型和卓越性的挖掘；针对航空航天工业与辽宁区域经济发展对工程技术人才需求的特殊要求，进一步深化培养模式的改革研究。

1 依据培养目标，重构培养方案

人才培养方案的核心是培养目标。本专业遵循“适应面宽、基础扎实、实践能力强、有创新意识”的培养原则，紧紧围绕航空航天工业和区域经济发展对应用创新型人才的需求，培养德智体美劳全面发展，适应航空航天工业和区域经济发展需求，具备良好人文科学素养、社会责任感和职业道德，掌握扎实基础理论、专业知识与技能，富有较强创新意识和工程实践能力，能有效解决复合材料设计与制造工业领域的复杂工程技术问题，胜任航空航天等领域复合材料及制品设计开发、质量检测、生产管理等方面工作的高水平应用型人才。经过5年左右的工程实践，能够综合运用所掌握的基础理论知识、专业技能和实践经验，解决复合材料产品的结构设计、材料设计、工艺设计及生产管理等过程中的复杂工程技术问题，在工程实施和管理中表现出良好的科学思维、创新意识和决策能力；熟悉所从事工程领域的相关法律、法规及标准；能够在综合考虑法律、环境与可持续发展等因素的基础上解决工程技术问题，保证产品质量、降低工程能耗、节约制造成本；具备良好科学人文素养、浓厚家国情怀和强烈社会责任感；爱岗敬业，熟悉并遵守所从事领域工程师的职业道德规范；具备跨文化沟通能力、协作精神和国际视野；在国内外或多科性联合工程项目实施中，能够有效沟通与合作，发挥骨干作用；具备自主学习、终身学习和适应发展的能力。

2 优化课程体系，体现专业特色

优化调整各模块学分分配比例，使公共基础课、专业基础课、专业课、实践教学所占比例合理，充分体现“适应面宽、基础扎实、实践能力强、有创新意识”的原则。

(1)开设材料科学与工程导论课，提高学生的专业认知水平和专业学习兴趣。该课程是面向材料科学与工程学院二年级全体学生开设的学科基础选修课，主要讲授材料的基本概念、材料科学在人类社会发展中的作用以及材料科学与工程学科的形成历史与发展趋势；并以我校材料科学与工程学科各专业的特色为案例，讲授材料的结构、性能、加工和使用等四要素及相互关系。通过本课程的学习，旨在使学生建立材料设计、组织控制、制备加工、性能评价到工程应用的概念体系；掌握材料科学的共性规律和特点，理解材料科学与工程的内涵；熟悉不同材料专业的优势，提高学生对专业的热爱和认同感，增强学习自信；培植科技强国情怀。

(2)优化课程体系。结合社会需求和自身优势与特色，以培养学生在复合材料结构设计、复合材料成型工艺和复合材料产品研发三方面能力为目标，筑牢专业基础课程，加强理论与实践协同，突出能力培养。首先，增设了《材料科学基础》课程，加强学生基础理论知识的学习和运用；其次，构建了一体化、多层次的实践课程体系，包括《专业技能实验》、专业基础实验1(材料)和专业基础实验2(工艺)，《综合实验》等实践环节，使学生将理论知识与实践融会贯通，提高工程实践能力和创新意识；再次，新增加了《复合材料力学及结构设计》和《复合材料成型工艺与设备》两门理论课对应的课程设计，有助于提升学生使用CAE软件、对复合材料产品进行设计的能力；最后，结合专业教师科研方向开设了多门专业特色选修课程，满足不同兴趣的学生学习和选择，进而达到差异化、个性化的人才培养模式。

3 充分利用专业教学科研平台，提高学生创新实践能力

实践教学是工科类本科专业教学的关键，是深化课堂教学的重要环节，是巩固理论知识、加深对理论认识理解的有效途径[4]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2010—2020年)》明确指出“支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”，而后，《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》提出“要强化实践教学环节，深化实践教学方法改革，力求实践教学工作取得新突破”。实验教学是实践教学内容体系基础实践层次中的核心，综合性、设计性和创新研究性实验的开设是实验教学改革的必然选择，是优化整合实验教学内容的重要途径[5]。本专业拥有复合材料设计制备、成型工艺、表征分析等实验室、依托辽宁省高性能聚合物基复合材料重点实验室、辽宁省光纤传感工程技术中心等科研平台开展实践教学活动。充分利用专业教学科研平台，吸纳本科生尽早进入专业实验室，申报参与大学生创新创业训练项目和专业科技竞赛，不断提高学生创新实践能力，截止目前，本专业学生近50%学生参与到专业教师的科研项目中。

4 结 语

复合材料与工程专业是材料学、物理、化学和力学等多学科交叉融合的新专业，结合我校办学定位、学科特色和服务面向等，及时调整人才培养方案课程体系势在必行。按照“适应面宽、基础扎实、实践能力强、有创新意识”培养原则，以培养具有工程创新能力的高级应用型人才为目标，充分利用科研教学实验平台，提高学生创新实践能力，优化专业课程体系和教学内容，加强实践教学环节设置，形成与社会需求和行业发展相适应的复合材料与工程专业人才培养课程体系。为社会培养高级应用型人才是我们肩负的责任和使命。