新工科背景下的教学改革与实践——以辽宁大学无机非金属材料工程专业为例

王诗铭，刘 琳，王淑敏，马春蕾，刘成功，胡桂娟

(辽宁大学 a.轻型产业学院；b.化学院，辽宁 沈阳 110036)

0 前 言

2017年2月教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，讨论涵盖了新工科的内涵特征、新工科建设与发展方向[1]。同年4月，教育部在天津大学召开研讨会，明确了新工科的首要目标是培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，为我国和国际竞争提供智力和人才支撑。本轮对于“新工科”相关专业的建设，要重视高校对区域经济发展和产业转型升级发挥的支撑作用[2]。辽宁大学无机非金属材料工程专业已经被列入辽宁省向应用型转变的试点专业之一。在教学方面的改革、创新是保证已投入人、财、物高效利用的重要方面；同时，也是保证人才质量的重要手段[3]。

1 新工科背景下无机非金属材料专业存在的问题

1.1 课程设置不能满足学生就业需求

目前无机非金属材料工程专业主干课还是偏向于传统材料，如玻璃、水泥和陶瓷的基本原理和工艺。近年来，由于环境的压力，传统产业都在去产能，人才需求量降低，所以毕业生就业去向很少有到传统玻璃、陶瓷和水泥生产企业工作的。然而由于新材料和材料深加工的发展，近几年毕业生到建筑企业、半导体制造、电池制造和显示器制造相关企业人数较多。进入工作岗位后，很多基础知识要从头学起，在工作初期有较大的压力。

1.2 新材料方向实习、实训中心缺乏

由于无机非金属材料工程专业为传统专业，基本上各个高校的这个专业都有固定的实习实训基地。实习的范畴多局限于玻璃、水泥和陶瓷等传统领域。而新工科相关的领域，如：新能源领域，信息相关半导体领域的实习、实训基地相对较少，学生没有机会直观感受到新材料的生产、加工过程，最多可以在实验室见到一些科研产品的加工。这样学生对新材料的生产会比较陌生，对于相关领域缺乏直观的认识。

2 针对上述问题的改革措施

2.1 增设新材料相关的课程

重组传统无机非金属材料工程专业课程，增设新材料以及学生就业方向比较集中的行业相关的理论课及实验课。同时根据教师科研方向和特长，增加部分先进材料相关的课程。将玻璃工艺学、陶瓷工艺学和水泥工艺学三门共6学分的课程合并为2学分的无机非金属材料工学，增设与半导体功能器件相关的基础课固体物理2学分，半导体物理基础2学分，半导体材料与器件1学分。合并无机非金属材料热工基础(4学分)与无机非金属材料热工设备(3学分)为无机材料工程基础(4学分)，增设建筑工程概论(1学分)、环境保护与绿色生产技术(1学分)和玻璃光导纤维(1学分)等课程。在选修课中增设新能源结构材料2学分、半导体光电化学2学分和功能陶瓷材料与器件2学分，如图1所示。

图1 专业课变化情况(括号内为学分数)

2.2 建立新材料领域相关的虚拟仿真实验室

新兴行业比如半导体生产企业，显示器生产企业，这些企业的部分生产过程会涉及保密，这样只能让学生参与部分生产流程。关键的技术可以在不涉及保密的情况下建立虚拟仿真实验室，将新材料的生产工艺流程做成虚拟仿真程序，这样也可以间接地了解、体验新材料的生产工艺。目前，联合学院内电器工程专业教师制作了导电玻璃生产工艺的虚拟仿真实验程序，正在开发电致变色玻璃生产工艺流程、液晶显示器生成工艺流程等虚拟仿真实验。在试行的过程中学生显示出了极大的热情，并且有助于学生回顾已学知识。例如：导电玻璃生产过程中涉及的磁控溅射过程技术是材料制备技术课程的相关内容，在设定相关参数，如：气氛、电压、溅射时间和温度等参数时，学生就需要回顾课程的内容，重新通过仿真实验认识各个参数的内涵。电致变色玻璃生产的工艺流程实验中涉及电沉积的过程，电流密度、沉积时间、母液浓度和电解质的选择对最终产品的性能均有较大影响，通过仿真实验可以让学生对各个工艺参数有直观的了解。

3 结论与展望

新工科背景下的教学改革是一项长期而艰巨的任务，绝不是一蹴而就的。为了给国家输送合格优质的毕业生，管理者和一线教师都有责任将这项使命进行到底。同时也要有摸着石头过河的精神，在发现问题时及时做出改进。从现阶段看，新工科的教学改革主要需要从课程设置、教师人才结构调整和实习实训基地方面入手，切实地补齐现行无机非金属材料工程专业教育模式下的短板，提升教学质量。

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