工程教育专业认证背景下新型陶瓷材料课程教学改革探索与实践*

许小兵，徐小勇，张 杨

(巢湖学院化学与材料工程学院，功能材料制备及应用重点实验室，安徽 合肥 238000)

工程教育是我国高等教育的重要组成部分，工程教育专业认证是专门针对高等院校开设的工程类专业实施的认证，旨在为相关工程技术人才从业提供教育质量保证，从而实现工程教育和工程师资格的国际互认。1989年，美国、英国等6国发起和签署了《华盛顿协议》，协议针对国际上本科工程学历资格互认[1-3]。2016年6月我国成为《华盛顿协议》正式成员国，我国工程教育认证的结果和通过认证专业的毕业生学位将得到国际认可[4-5]。截至2019年底，全国共有241所普通高等学校1353个专业通过了工程教育认证，涉及化学、材料等21个工科专业类别[6-7]。近年来,工程教育认证受到高等院校的高度重视。

《新型陶瓷材料》课程是巢湖学院无机非金属材料工程专业教育课程，是一门多学科交叉的综合性技术课程，材料、化工、冶金、医药、电子、食品、环境和能源等生产过程都直接或间接地运用这一课程的相关知识。巢湖学院从2019年正式启动工程教育专业认证工作，出台《巢湖学院工程教育专业人才培养方案指导意见》，组织4个工程教育试点专业按专业认证要求制定人才培养方案、课程教学大纲。无机非金属材料工程专业(专业代码：080406)作为试点认证专业之一申请工程教育专业认证。

1 明确《新型陶瓷材料》课程目标

(1)课程目标1

了解新型陶瓷粉体形态、特性，掌握新型陶瓷粉体的性能及表征方法，掌握新型陶瓷材料常见的配方原理及方法，熟悉坯料预处理工艺；了解新型陶瓷成型设备及发展趋势，掌握新型陶瓷材料常见成型方法；了解烧结相关概念，掌握烧结过程推动力及烧结过程中物质传递，熟悉常见的烧结设备及烧结方法；了解新型陶瓷后加工目的、意义及常见加工设备，掌握新型陶瓷后续加工工艺原理，熟悉新型陶瓷后续加工常见方法。能够根据用户需求确定设计目标和技术方案，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。

(2)课程目标2

熟悉常见的结构陶瓷及其应用，掌握氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等常见氧化物陶瓷、碳化硅、氮化硅等常见非氧化物陶瓷的制备工艺，了解其它氧化物和非氧化物陶瓷的制备工艺；熟悉常见的功能陶瓷分类和常见功能陶瓷，掌握不同功能陶瓷的功能原理及应用，掌握常见功能陶瓷制备工艺。

(3)课程目标3

了解传统陶瓷与新型陶瓷的区别，掌握新型陶瓷的分类、性能与应用以及研究现状和发展趋势。了解纳米陶瓷、陶瓷纤维等其他新型陶瓷材料的国际发展趋势和研究热点，理解和尊重世界不同文化的差异性和多样性。

(4)课程目标4

掌握新型陶瓷粉体的制备、成型、烧结和后处理等工艺处理对陶瓷性能的影响，了解工程及产品全周期、全流程的成本构成，掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法。

课程目标对毕业要求和毕业要求指标点的支撑如表1所示。

表1 课程目标对毕业要求和毕业要求指标点的支撑Table 1 The support of curriculum objective to graduation requirement and graduation requirement index points

2 改革措施

2.1 整合优化课程内容，注重培养学生设计技术方案的能力

教材选用毕见强主编的《特种陶瓷工艺与性能》，根据课程目标对毕业要求指标点的支撑和对应关系，在教学内容的设置上，进行课程内容的整合优化，注重培养学生设计技术方案的能力。

如在特种陶瓷粉体的制备及其性能表征、成型、烧结及后续加工工艺的内容设置上，围绕课程目标，注重理论联系生产实际,在讲解理论知识的同时引入如ZTA结构陶瓷、TiO2多孔催化陶瓷等大量生产实际和生产装备，丰富了课程内容，不仅让学生了解产品及工艺流程的基本设计和技术方法，培养创新意识，而且引导学生对生产装备选型等设计影响因素和经济因素进行全方位考虑。从而培养学生能够根据用户需求确定设计目标和技术方案，并学会考虑影响设计目标和技术方案的各种因素。

2.2 改进教学方法，加强培养学生理解技术方案对社会等影响的非技术能力

在教学过程中改变以往讲授为主的方式，充分发挥学生的主导地位，让学生通过查阅相关文献，了解无机非金属材料相关专业领域的国际发展趋势、技术标准、知识产权、以及产业政策和法规。在专业实习中，带领同学们实地参观陶瓷制造企业，了解工程及产品的成本构成，引导学生理解不同社会文化对工程活动的影响，理解工程项目中设计的工程管理和经济决策问题,加强培养学生理解技术方案对社会等影响的非技术能力。

如在讲授新型陶瓷材料成型工艺时，我们采用案例式教学方法，以TiO2蜂窝脱硝催化剂陶瓷的生产制造为例。首先介绍了TiO2蜂窝脱硝催化剂陶瓷国际发展趋势，《GB/T 31587-2015 蜂窝式烟气脱硝催化剂国家标准》，《GB/T 38219-2019烟气脱硝催化剂检测技术规范》等技术标准和知识产权，以及将废烟气脱硝催化剂(钒钛系)纳入危险废物进行管理，归类为《国家危险废物名录》等产业政策法规。其次，重点就脱硝催化剂对环境保护的意义；原材料选择时，不仅要满足产品设计的性能和成型工艺要求，而且还要考虑环保、便宜及易得等；成型时，不仅要满足产品外形构造、尺寸，性能和产品质量的要求，而且还要考虑生产批量、供应时间、设备条件及资金等经济因素，确保企业盈利；在生产、运输、安装、调试、服役过程中，不仅要注重对现场工作人员的健康防护,产生的危险废物的有效处理，还要考虑安全、法律、风俗文化、宗教信仰和环境等制约因素几个非技术方面进行探讨式学习。从而，帮助学生理解不同社会文化对工程活动的影响，理解工程项目中设计的工程管理和经济决策问题,加强培养学生理解技术方案对社会等影响的非技术能力。

2.3 积极推进学业导师制，培养学生创新创业能力

学业导师制是我校自2017年实施的新型培养模式，不仅可以因材施教，个性化培养，而且建立了新型的师生关系。本科生直接参与到导师的科研项目，较成熟的课题申报大学生科技创新项目、学科与技能竞赛项目，并作为毕业论文的课题。

学生参与热情很高，2017-2020年间，其中《ZTA高温结构陶瓷的制备及其在缸套领域应用研究》，《Al2O3中空纤维陶瓷膜的制备及其水处理应用研究》获批国家级大学生创新创业项目；《鲜陶艺瓷-多彩氧化锆陶瓷的践行者》获第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛(安徽赛区) 铜奖，第九届挑战杯安徽省大学生创业竞赛 铜奖；《绿色ZrO2陶瓷的制备以及着色机理分析》，《蓝色ZrO2陶瓷的制备以及特性的研究》参加皖维科技创新孵化基金项目并获得结项验收优秀等次；《一种深蓝色氧化锆陶瓷的制备方法》获巢湖学院第二届大学生专利创新大赛二等奖等多项成果。

3 结 语

在巢湖学院无机非金属材料专业工程认证背景下，新型陶瓷材料课程通过整合优化课程内容、改进教学方法和推进学业导师制等一系列的教学改革探索，提高了学生学习的兴趣，增强了创新意识，取得了一定的成效。工程专业认证下，课程体系建设在探索中，只有注重对学生技术能力和非技术能力的培养，加强实践环节，才能提高学生解决复杂工程问题的能力，达到工程专业认证要求。