金属材料工程专业在新工科建设中的探索与实践

摘"要：本文对江苏理工学院金属材料工程专业的建设历程，从基础建设、机遇转型到未来规划三个方面进行了阐释。基础建设中，以OBE理念为引领，完成了专业特色内涵、师资人才储备、课程体系重构、学科竞赛参与等方面的全面完成，奠定了专业发展的基础。在此之上，抓住地方产业优势，为专业添上新工科色彩，成立了增材制造和电池材料两个新方向，形成本专业成长的新突破口。未来，将进一步发展新工科内涵，深耕“工”学、“工”厂、“工”业，落实产教融合之路，将学业与事业对接，助力专业人才成长。

关键词：金属材料；新工科；增材制造；电池材料

Exploration"and"Practice"of"New"Engineering"Construction"in

Metal"Material"Engineering"Major

Zhang"Yang*"Sun"Shunping"Wang"Hongjin"Li"Xiaoping

School"of"Materials"Engineering，Jiangsu"University"of"Technology"JiangsuChangzhou"213001

Abstract：This"paper"introduces"the"construction"process"of"the"metal"materials"engineering"major"of"Jiangsu"University"of"Technology"from"three"aspects"that"are"infrastructure"construction，opportunity"transformation"and"future"planning.In"the"stage"of"infrastructure"construction，guided"by"the"OBE"concept，the"connotation"of"professional"characteristics，the"reserve"of"teachers，the"reconstruction"of"the"curriculum"system，and"the"participation"in"discipline"competitions"have"been"fully"completed，laying"the"foundation"for"development.Based"on"the"first"stage，the"advantages"of"local"industries"has"been"taken"in"adding"new"engineering"colors"to"the"major.Also，two"new"directions"of"additive"manufacturing"and"battery"materials"have"been"established，forming"a"new"breakthrough"in"the"growth"of"this"major.In"the"future，new"engineering"will"be"deeply"cultivated"through"studyindustryprofession"mold"leading"by"the"integration"of"industry"and"education"concept"to"connect"studies"with"careers"and"help"the"growth"of"professional"talents.

Keywords：Metal"Materials；New"Engineering；Additive"Manufacturing；Battery"Materials

1"概述

金属材料与人类文明的发展和社会的进步关系密切，是现代社会中经济、科技、民生领域必不可少的基础材料。同时，金属材料产业是我国经济的支柱产业之一，在国家发展中具有重要战略意义。金属材料产业的快速发展，对金属材料工程专业人才需求提出了更高的要求。

1.1"新工科背景

教育部、工业和信息化部、中国工程院发布《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》中指出，新工科是主动应对未来的策略，其重点包括“改造升级传统工科专业……主动布局未来战略必争领域人才培养”等。各高校争相开展了新工科的相关探索，在其内涵解读、实施途径、成效评价等各方面涌现不少成果。［13］工程教学改革是学生的期望、教师的责任、国家的要求和社会的需求。在建设新工科的大背景下，传统专业如何适应当前产业结构优化升级的需求，成为高等学校传统专业改革建设的首要目标。

1.2"校城融合策略

江苏理工学院位于江苏省常州市，常州制造业发达，其中千亿级产业就有高端装备、新能源、新材料、新能源汽车及汽车核心零部件，新一代电子信息技术等产业集群。近年来，本校深入实施校城融合发展战略，探索高校与地方深度合作、优势互补、共享资源、共赢发展的新路径。为满足常州乃至长三角地区先进制造业对金属材料工程专业高素质应用型本科层次人才的迫切需求，江苏理工学院于2017年开设金属材料工程本科专业。与兄弟院校拥有较长办学历史的金属材料工程专业相比，我校金属材料工程专业开设时间短，专业建设成果缺乏积累。但同时，本专业团队积极进取，勇于创新，过去7年时间里在专业建设方面开展了一系列有益的探索与实践。

2"建设初期

本专业创办之初，着力于在以下五个方面进行特色发展。

2.1"提炼专业特色

在国内同层次高校中同类专业发展已相对成熟的大环境下，本校专业建设如何体现自身的特色和优势，是团队首先面临的问题。通过广泛调研后发现，现有专业的人才培养思路大多延续了传统金属材料工程的特征，即以钢铁材料为人才培养的中心和主线。［46］然而，一方面，随着经济社会不断发展，对于轻量化金属材料的需求越来越迫切，以铝、镁、钛等为代表的轻合金材料的应用场景和规模越来越大。另一方面，以增材制造为代表的新型成型加工技术飞速发展，亟须在人才培养过程中新增相关内容。［79］基于以上两点，团队决定在我校金属材料工程专业的人才培养体系突出轻合金和增材制造两个人才培养特色，大幅增加轻合金和增材制造相关内容在人才培养过程中的比重，致力于培养掌握轻合金材料和增材制造基本知识和技能的应用型本科人才，与现有同类型专业形成差异化发展的态势。经过近7年的实践表明，这一发展路线的选择为我校金属材料工程专业建设开辟了一条新路，帮助专业在较短时间内形成了较为鲜明的人才培养特色。

2.2"优化师资队伍

培育一支专业基础扎实、负责任、有担当的师资队伍是做好专业建设的基础。本专业在明确专业定位和特色后，即着手组建专业师资队伍，主要从以下三个方面开展工作。第一，挖掘校内现有师资力量，根据教师研究方向与金属材料工程专业的匹配度，将一批具有丰富教学经验、科研能力突出的教师调整为金属材料工程专业专任教师，作为专业建设的骨干力量；第二，引进新鲜血液，从国内外知名高校引进具有相关专业学科背景的优秀青年博士，在注重青年博士教学科研潜力的同时，重点关注具有应用型研究背景的专业人才，为应用型人才培养打下基础，先后从东南大学、西北工业大学、南京航空航天大学、兰州理工大学等国内知名高校引进优秀青年博士5人。第三，聘请行业专家担任兼职教师，利用学校地处长三角中轴的区位优势和常州制造业发达的产业优势，依托与学校建立长期合作关系的大型企业，聘请在轻合金和增材制造行业具有较大影响力的行业专家担任兼职教师，由行业专家承担部分课程和实践环节的教学任务，并与校内导师共同承担本科毕业设计指导工作，深入参与人才培养。

2.3"贯彻OBE理念

近年来，随着工程教育认证的不断推进，OBE理念也逐步在高校人才培养方案中铺展开来。本团队在专业建设之初就坚决贯彻OBE理念，并落实到专业建设的每一步。始终坚持以学生为中心，以学生的能力养成为目标，坚持目标导向和问题导向，坚持持续改进理念，将持续改进环节落实到常规教学工作中来。例如，每学年教学活动结束后（暑假期间）组织团队成员开展检讨复盘，明确人才培养过程中的痛点、难点，并在新一轮人才培养方案修订中及时体现改进思路和举措。再比如，每学期开展学生座谈，交流学生对课程、对教师、对学院各项工作的意见和建议，团队给予反馈并确定改进措施，等等。

2.4"改革课程体系

课程教学是人才培养的主要环节之一，因此，建立适应人才培养定位、凸显专业特色的课程体系是做好专业建设的关键。根据专业定位和特色规划，团队对金属材料工程专业的课程体系进行了深度重构。一是对传统课程进行了优化重组，在确保知识体系完整的前提下，对部分内容相近的传统课程进行了合并或减少学时，为新课程的加入提供了空间。二是重点增加了轻合金材料和增材制造方向的理论和实践课程，并加大了基础课程中轻合金材料和增材制造相关内容的讲授比例。三是突出课程体系中实践动手能力的培养，实践动手能力是应用型人才最突出的特征之一。实践动手能力的培养离不开课程体系中完备的实践环节训练，通过重构课程体系，一方面，团队为绝大部分专业课程开设了课内实验或实践环节，确保了理实一体化教学的顺利进行；另一方面，系统开设了课程设计、项目教学、技能培训、综合实践、毕业设计等系列化、难度和要求层层递进的专门性实践环节，培养学生解决具体工程问题的实践能力。

2.5"参加学科竞赛

参加学科竞赛是培养锻炼学生综合素质和能力的一个重要途径，对于我校金属材料工程专业这样一个定位为高层次应用型人才培养的专业尤为重要。本团队有长期指导学生参加各级各类学科竞赛的丰富经验，在中国大学生铸造工艺设计大赛中成绩尤为突出，多次获得全国一、二等奖。本专业开设后，教学团队提出了“以赛促教”的思路，将“铸造工艺设计”课程、铸造工艺设计实践、毕业设计等校内学习活动与中国大学生铸造工艺设计大赛、企业实习等校外活动有机结合。具体而言，有以下三个方面：一是以“铸造工艺设计”课程和铸造工艺设计实践为理论和实践基础，以参加中国大学生铸造工艺设计大赛为提升，以铸造工艺类毕业设计为成效检验，系统培养和提升学生的铸造设计工艺水平；二是将铸造工艺类毕业设计与企业实习相结合，采用校企联合指导的形式，直接采用企业产品案例作为毕业设计题目，真做真练，并为学生就业打下良好基础；三是着力扩大参赛范围，改变以往学科竞赛参与面小的不利局面，采用多支队伍组队参赛的形式，为大部分毕业班学生提供参赛机会。此外，团队还积极拓展参赛渠道，先后组织学生参加中国大学生金相技能大赛、中国大学生热处理工艺大赛等学科竞赛，在取得优异成绩的同时，大大锻炼了本专业学生的实践动手能力。

3"转型发展期

近年来，一方面，增材制造技术飞速发展，为制造业颠覆性创新提供了可能，我国对增材制造领域专业人才的需求更加迫切，这也从侧面证明了我校金属材料工程专业开设之初即以增材制造为主要特色方向的前瞻思考是非常正确的。另一方面，我国新能源汽车产业发展日新月异，已成为我国新型工业化过程中实现弯道超车的典型案例。新能源汽车和储能产业的飞速发展给动力和储能电池行业带来了巨大的发展机遇，特别是常州提出建设“新能源之都”，在新能源电池相关材料等领域的人才缺口巨大，我校金属材料工程专业的专业建设来到了十字路口。面对难得的发展机遇，学院果断决策，对金属材料工程专业进行转型发展，一方面，在金属材料工程专业前期建设基础上，申请开设增材制造工程专业；另一方面，将现有金属材料工程专业内涵向电池材料方向转变，逐步形成新的特色方向。确定这一整体转型思路后，具体开展了以下两个方面的工作。

3.1"开设增材制造工程新专业

针对增材制造领域不断增长的人才需求，在增材制造工程专业人才培养方案制订过程中，深入调研国内增材制造行业发展现状和趋势、企业用人需求规模和方向，并充分吸收已有增材制造工程专业的建设经验，多次组织行业和高校知名专家开展专题论证，为人才培养方案中的人才培养定位和目标等关键内容严格把关。增材制造行业是一个多学科交叉融合的行业，要求学生具有较为宽广的知识面，能够从材料、设备、控制等多方面开展技术创新。因此，我校增材制造工程专业以金属材料工程为基础，在课程体系设置中充分融合机械、控制等相关学科方向，充分体现增材制造工程专业的学科交叉特色，帮助学生充分了解增材制造涉及的全产业链，掌握关键环节和关键因素，培养学生适应行业需求的解决问题能力。

3.2"开设电池材料新方向

针对长三角地区特别是常州对新能源尤其是电池材料方向人才需求的爆发性增长，团队在金属材料工程专业下开设电池材料新方向。将产业学院和微专业建设相结合，一方面，在校内开设电池材料微专业，在大二和大三年级的金属材料工程专业中招募学生就读微专业，开设专门的电池材料课程模块，帮助学生从理论上迅速掌握电池材料基本理论知识；另一方面，联合多家电池材料行业头部企业创办江苏省新能源汽车动力电池重点产业学院，充分利用行业和企业资源开展本科人才培养，聘请企业技术专家担任课程授课教师和学生实践导师，批量化安排学生赴企业开展实践实训和毕业设计等实践环节，充分了解掌握电池材料的设计、制备、加工和回收全过程。目前，电池材料微专业已经顺利完成申报工作，并开始招生。

4"未来规划

经过近7年的建设，江苏理工学院金属材料工程专业已初具特色，初步达到了专业开设之初制定的人才培养目标。但是，专业建设只有进行时，没有完成时。下一步，本团队计划立足现有基础，重点围绕推进工程教育认证和产教融合两个方面，创新工作思路和方法，推动我校金属材料工程及相关专业又快又好发展，争取探索出一条地方应用型高校传统工科专业转型发展的新路子。

结语

金属材料专业既是传统制造业中不可或缺的部分，更是未来关键新兴技术中至关重要的组成，而高校作为人才培育的基地，须以开放之姿在新变局中克难求新，这是全体高校教师的共识。本文仅以本校金属材料专业建设中的举措为例，邀同行共议专业建设之路。

参考文献：

［1］钟登华.新工科建设的内涵与行动［J］.高等工程教育研究，2017（3）：16.

［2］陆国栋.“新工科”建设的五个突破与初步探索［J］.中国大学教学，2017（5）：3841.

［3］刘坤，陈通.工科教育治理刍议［J］.中国大学教学，2020（1）：3741，64.

［4］冯义成，康福伟，付原科，等.工程教育专业认证背景下金属材料工程专业课程体系建设探索［J］.中国现代教育装备，2023（6）：8082.

［5］李德贵.基于工程教育专业认证的地方高校金属材料工程专业改革的思考［J］.教育观察，2021（14）：9194.

［6］艾建平，黄隆，向军淮，等.基于卓越工程师培养的金属材料工程专业实践教学改革研究［J］.山东化工，2017（2）：102104.

［7］卢秉恒.增材制造产业链创新发展［J］.企业管理，2023（5）：1314.

［8］李青壮，张汉铮，王烁，等.镁合金增材制造技术研究进展［J］.材料工程，2023（11）：3451.

［9］候娟.基于“新工科”理念的大学生创新实践能力培育：以增材制造专业为例［J］.科教导刊（电子版），2023（4）：5254.

基金项目：2022年江苏理工学院教学改革与研究项目（11610512301）

*通信作者：张扬（1988—"），男，汉族，江苏宜兴人，博士，副教授，研究方向：金属材料。