新工科背景下无机非金属材料专业复合型人才培养探究

丁健翔，陈立明，杨 媛，俞海云，柳东明

(安徽工业大学 材料科学与工程学院，安徽 马鞍山 243002)

以新理论、新技术和新产业为核心的复合型经济发展亟需理论与技术并重、创新与创业结合、多学科交叉、有国际视野的复合型人才[1]。新时代背景下，探索复合型人才培养模式的改革探索对以无机非金属材料为代表传统产业改造、升级和转型具有重要意义。

一、新工科背景下无机非金属材料专业发展和人才培养现状

(一)行业发展现状

1.产业结构和经济模式转变

在现代化强国“三步走”[2]战略实施过程中，无机非金属材料是国民经济支柱产业的重要组成部分[3]。以水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料为代表的传统行业对我国上世纪基础建设、交通运输、电子电器、冶金炼钢等领域的快速发展起到了重要推动作用。现今，我国正处于实现现代化的关键时期，行业发展趋于新颖化、精细化、复杂化和智能化，无机非金属材料行业也正在进行产业升级、结构改造和经济转型，逐步走向与现代化战略产业相适应的新发展道路。

2.机遇和挑战并行

一系列战略政策的实施，特别是近期中央提出加快推进重大工程和基础设施建设的“新基建”计划，成为拉动社会发展和经济增长的又一重大引擎。城市轨道交通、5G基站、特高压输配电、新能源汽车、工业互联网、大数据、人工智能的大力建设必然离不开基础材料的支持。无机非金属材料迎来发展新机遇，但同时也面临技术和人才双重需求带来的挑战。

(二)人才培养现状

1.社会认知度与学生认可度下降

社会产业结构和经济模式迅速变化，导致人才不断向高新技术产业和金融领域流动[4]。学生对无机非金属材料是国民经济支柱产业的重要组成部分以及该专业应用就业前景良好等方面缺乏了解，片面认为该专业技术含量低、就业环境差、发展前景小等。近年来，部分高校，尤其是地方工科特色高校无机非金属材料专业存在第一志愿报考率低、在读学生学习兴趣下降、就业改行率高等现象。

2.行业需求与人才培养脱节

当下工业发展前沿和研究热点逐渐转向以新能源、信息技术和人工智能等为代表的新兴产业，无机非金属材料等传统工科专业人才培养面临严峻竞争和挤压。近年来，与无机非金属材料相关的传统行业如建材、冶金、轻工、化工等正在进行环保节能、产业重组、结构调整、产品升级等一系列变革，并向新能源、环保，信息、通讯、生物等高新技术领域扩展延伸，人才的需求也从传统技术操作人员转到具有理论与实践结合、创新与创业并重、多学科能力交叉的复合型人才。然而，大多数高校在专业课设置、师资配备、教学方法等方面仍然滞后，导致人才培养与企业需求产生不同程度脱节。

二、新工科背景下无机非金属材料专业复合型人才培养探索

新工科建设背景下对人才的迫切需求促使无机非专业人才培养模式必须进行改革和探索。

新工科背景下人才培养模式的改革不能走单一死板道路，应根据高校自身定位、区域经济特征、学科专业特色等因素综合考量，因地制宜地动态调整课程设置、教师配置、学术引导、产学融合等途径，完成传统专业教育模式升级和实现复合型人才培养目标(人才培养模式设计见图1)。

图1 人才培养模式设计思路

1.重构课程体系

基于以成果产出和行业需求为导向的OBE教育理念[5]，从课程培养目标出发，将理论知识和实践训练有机结合；更新教材，紧跟科研热点和产业动向；升级教学方法，把原本以教师教材为中心的传统课堂转变成引导学生主动学习的翻转课堂；采用线上线下结合辅助学生自主学习，提高学生对专业知识的吸收、强化和巩固；改传统“填鸭式教学”为“沉浸式教学”，利用音频、视频、图文案例或VR技术构建虚拟现实课堂和工程场景，分解知识点，促进学生体验式学习。

2.优化教师团队

当前“一人一课”授课制度存在传授思路和方法单一、学生思维发散受限等弊端。采取课程团队多人联合授课形式，充分发挥不同专业方向教师的学术优势，可帮助学生多角度、多维度地理解专业知识点内容。此外，还可邀请国内外其他高校教师参与教学，拓展学生国内外、多区域专业发展思维。

3.加强产教融合

要借鉴国外校企合作经验，积极探索研究性教学育人理念，培养兼具理论和技术的综合型人才。鼓励加强产学研合作、成立产业学院、建立校企实训基地、开设企业专家讲堂、共建师资培训等，借助成果转化和企业平台开展人才联合培养，实现优势互补。让企业参与人才培养环节，发挥协同育人作用，提升人才培养的目标性、专业性和针对性。

4.更新实践实训

专业实践实训是培养学生运用理论知识解决实际问题的重要环节，传统实践实训基地往往以水泥、陶瓷、耐火、冶金等大型企业为主。针对当前无机非金属材料专业已参与到各类高新技术产业，理应搭建与新材料、能源、高端制造、微电子等相关企业的实践实训平台，提升学生专业认知，开拓学生视野。

5.依托学科交叉

新工科人才建设要求学生具备运用多学科跨专业交叉知识解决未来产业发展中的难点问题和技术瓶颈的能力。无机非金属材料专业综合教育应以本专业知识体系为基础，系统有机融合化工、机械、冶金、交通、信息、计算机、能源环境、人工智能等其他专业课程和实践，探索学科交叉综合人才培养模式。

6.融入学科竞赛

针对当前学生学习动力下降、动手能力欠缺、创新活力不足等问题，高校应聚焦新工科建设需求，以复合型人才培养为目标，辅导本科生积极参与多种类型的科研创新竞赛，引导学生自主学习，以赛促教，探索理论教学与实践应用有机结合的新途径。

7.拓展学术讲堂

在开展常规教学工作同时，可在课余时间设置学术讲堂活动，邀请业内权威教授或行业专家为学生讲解本专业的技术突破、行业发展和最新应用，为学生强化专业认知、提升创新思维、增加科研素养和拓展学术视野提供帮助。

8.升级本科生导师制

导师制是互动式育人模式的典范，在新工科建设和产业多元化发展背景下，现有导师制仅局限于课程辅导和职业引导的旧模式急需升级。导师应以培养具有创新精神和跨界能力的高素质复合人才为导向，因材施教，挖掘学生潜力，促进其个性化发展；引导学生走出课堂，走进实践，积极参与科研项目和工程应用，打造“教-学-研-产”链条式育人路线。

9.强化新工科思想

面对技术、产业和经济快速变革，传统工科学生在专业上的钻研深度和专注程度面临挑战。在本科生教育各阶段，应通过课堂根植思政教育、课后融入爱国教育、平时引入“匠人精神”的责任价值教育等，达到兼顾能力培养和价值塑造的培养目标，为新工科复合型人才体系铸就思想基础，培养有理想、有情怀、有信念、有责任的现代工科人才。

三、结语

以无机非金属材料为代表的传统专业仍将是未来新经济发展的重要组成部分，培养满足产业变革下的复合型工科人才需求要以科技创新、成果产出、价值塑造为目标，探索多角度、多层次的教育改革。