材料科学与工程专业课程体系建设研究

夏爱林，吕耀辉，斯松华

(安徽工业大学 材料科学与工程学院，安徽 马鞍山 243002)

工程教育专业认证是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证对专业的课程体系建设有一系列的标准和要求，这些标准和要求已经成为高校本科生培养方案修订的重要指南。

一、工程教育专业认证对课程体系的要求

工程教育专业认证对课程体系主要有以下要求：

首先，课程体系的设置必须能支撑毕业要求的达成。工程教育认证的通用标准中明确提出了12项毕业要求，规定专业必须有明确、公开和可衡量的毕业要求，以支撑专业培养目标的实现。每项毕业要求的达成则需要相应的课程进行支撑，所有课程都必须要支撑至少一项毕业要求。一般来说，这里所说的课程是指必修课程。

其次，不同类型的课程必须在总学分中占有一定的比例。一般来说，与本专业毕业要求相适应的数学与自然科学类课程应该不少于总学分的15%，工程基础类、专业基础类和专业类课程不能少于总学分的30%，集中性工程实践类课程与毕业设计(或论文)不能少于总学分的20%，而人文社会科学类通识教育课程则不能少于总学分的15%。

最后，必须要有企业或行业专家参与制定课程体系。随着经济的发展和社会的进步，企业对人才的需求呈现出多元化的趋势，对人才综合能力的要求越来越高。因而，邀请企业或行业专家参与课程体系制定，有利于培养的学生更好地适应企业的需求。

二、安徽工业大学材料科学与工程专业课程体系建设

安徽工业大学材料科学与工程专业先后获批为省级“专业综合改革试点”专业(2016年) 和省级“一流(品牌)专业”建设点(2018年)，并于2018年正式通过国家教育部工程教育专业认证。本专业“以工为主，理工融合”，培养具备扎实的材料科学与工程专业基础理论、毕业后5年左右能在新材料领域从事现有材料性能提升，新材料的研发、应用、教学及相关管理工作的科学技术型或工程技术型专业人才。

在工程教育专业认证的背景下，安徽工业大学材料科学与工程专业2019版培养计划在课程体系设置方面进行一系列改革。

第一，设置合理的专业特色方向。工程教育专业认证要求培养计划的制定必须以学生为核心。所以，课程体系的制定首要应该考虑的就是将来学生的就业问题，这就必然和设置的专业特色方向紧密相关。从短期看，合理的专业特色方向可以保障学生的就业率，从长期看还能为日后学生的发展打下良好的基础。专业特色方向的设置需要结合专业的发展特色和地区经济发展综合考虑。我校材料科学与工程专业2019版培养计划，经过广泛调研，最终确立了新能源材料与器件和功能材料两个专业特色方向。其中，前者侧重的是电池、储氢和催化等相关的绿色能源材料，后者则侧重于除能源材料外的磁、电和光学等相关的新型实用功能材料。这两个方向相互补充和促进，既体现了本专业的发展特色，也综合考虑了当下地方经济和行业企业的实际，可以说是目前专业方向设置的最佳选择。

第二，课程体系和授课内容与时俱进。工程教育专业认证的培养目标中需要明确毕业后未来5～10年学生所要达到的高度。要达成培养目标，就要求培养的学生能适应当前市场的需求，让学生少走弯路，因而课程体系和授课内容必须与时俱进。随着科技的进步，新材料层出不穷，现有材料的应用范围也在不断扩大，材料领域的新知识呈现出爆炸式增长的趋势，令人目不暇接[1]。为了培养与时俱进、适应市场需求的高素质人才，我校材料科学与工程专业做了如下几项工作。首先，根据专业特色方向，制定课程体系和教学大纲。其次，邀请来自兄弟院校和相关大中型企业的经验丰富的专家召开新版培养计划评审会，对课程体系进行把关。再次，初步尝试和企业联合办学，包括邀请优秀企业专家讲授部分课程内容，特别是选修课；聘请企业导师参与毕业设计(论文)的指导和答辩等。最后，要求教师将自己的科研成果和材料学的最新进展引入课堂。这些措施，有效保障课程体系和授课内容与时俱进、不与实际应用相脱节。

第三，加强本科生专业基础理论课的教学。基础扎实的专业人才会更受用人单位的欢迎。工程教育认证通用标准的12项毕业要求中，第1条“工程知识”和第2条“问题分析”等都重点强调了将数学、自然科学、工程基础和专业知识应用于解决复杂工程问题的重要性。安徽工业大学材料科学与工程专业为了夯实学生的基础，将学生的基础理论知识学习放在重要地位。除了必修的数学、物理和化学类基础课外，坚持将热力学与统计物理、量子力学和固体物理等三门理论性极强的课程列为专业必修课，以改变学生在学习一些科学知识时候的“知其然，不知其所以然”的局面，使其既知其然，也知其所以然。即使在修订2019版新的教学计划时专业课程学分压缩较多的情况下，依然保持这三门课的学分基本未变动。这三门重要的基础理论课，可以夯实学生的物理基础，加强学生对一些材料类基本概念的深层次理解，充分体现了“以工为主，理工融合”的专业特色，对本科生毕业后无论是进入工作岗位还是继续深造，都起到十分重要的作用。

第四，切实重视实验和实践教学环节。实验和实践教学环节，可以培养学生的动手能力和创新意识，这对工程教育专业认证中常提到的培养学生解决复杂工程问题的能力尤为重要[2-3]。在实验教学方面，为了加强已经通过工程认证专业的实验室建设，我校每年都为认证通过专业提供一定的资金支持，用于实验室新设备的购买和旧设备的维护。在实践教学方面，首先努力开拓与专业方向相近的实习基地，除马钢之外，与近10家相关的功能材料企业签订了产学研合作协议和校外实习基地建设协议；其次在毕业设计环节引入校外企业导师，引导部分学生进入企业进行毕业设计；另外正在积极争取学校资金支持，建设校内能源材料和磁性材料实习实训平台。这些措施，都更好地支持学生实际动手能力的培养和创新意识的提高。

第五，重视和完善专业选修课程体系。虽然在工程教育专业认证的标准中，没有对选修课学分的占比作出明确的要求，但是选修课在支撑全体学生的毕业要求达成上也有重要作用。专业基础课和专业课是为了给学生在专业知识与技术方面打下坚实基础，而专业选修课则是为了拓展学生的知识面和拓宽学生的就业面，在学生培养中起到十分关键的作用。为突出选修课的地位，在修订2019版新的培养计划时，增加了选修课所需的学分，并根据设立的专业特色方向调整了部分选课程。另外，在新工科概念逐渐深入人心之际，还增加了几门与新工科紧密相联系的材料学科与其他学科交叉的选修课程。要求教师在课堂授课时，对学生的选修课进行选课指导，使得学生能根据自己的学习兴趣选修适当的课程，避免盲目选课。

三、结语

随着经济和社会的发展，新材料呈现出日新月异的发展态势，材料科学与工程专业的培养方案特别是课程体系因此需要不断进行调整。在工程教育专业认证“以学生为核心”的思想和通用标准的指导下，安徽工业大学材料科学与工程专业修订了2019年新版培养方案特别是课程体系。新的培养方案根据新能源材料与器件和功能材料两个专业特色方向设置了与时俱进的课程体系，重视本科生专业基础理论课的学习以及实验、实践教学环节，并且进一步强化了选修课的地位。新培养计划各种类型课程所占总学分的比例为：数学与自然科学类课程为15.9%，工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程为34.4%，工程实践与毕业设计(论文)为20.9%，人文社会科学类通识教育课程为17.4%，符合工程认证标准的要求，体现了“以工为主，理工融合”的专业特色。