譚俊華　朱開金　白改玲　趙彥亮　劉菲

［摘 要］開展新工科建設(shè)是傳統(tǒng)工科專業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑。文章通過(guò)全面分析無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)建設(shè)面臨的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，依托山西省區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，根據(jù)人才培養(yǎng)“六新”理念要求，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，同時(shí)通過(guò)改革課程體系和教學(xué)方法、推進(jìn)產(chǎn)教融合協(xié)同育人、加強(qiáng)基層教學(xué)組織建設(shè)等措施，進(jìn)一步強(qiáng)化專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］新工科；無(wú)機(jī)非金屬材料工程；專業(yè)轉(zhuǎn)型改革；“六新”理念；人才培養(yǎng)模式

［中圖分類號(hào)］ G64 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）14-0022-04

開展新工科建設(shè)是國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，能有助于改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和培育壯大新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的有效引擎和典型范式[1]。1998年，無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)被正式列入普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中，筆者根據(jù)多個(gè)官網(wǎng)的相關(guān)記錄統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，目前全國(guó)開設(shè)該專業(yè)的高校有200多所，是人才培養(yǎng)模式相對(duì)穩(wěn)定的工科專業(yè)，大多數(shù)院校的培養(yǎng)方向?yàn)樗唷⒉Ａ?、陶瓷、耐火材料等傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料。隨著信息技術(shù)、新能源、新材料和生物技術(shù)等重要領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步和交叉融合引發(fā)了新一輪產(chǎn)業(yè)變革，無(wú)機(jī)非金屬材料已經(jīng)從傳統(tǒng)品類衍生迭代出許多新型無(wú)機(jī)材料，如半導(dǎo)體、先進(jìn)陶瓷、新型功能玻璃、特種膠凝材料、光電功能晶體、新能源材料、低碳及二維材料等，應(yīng)用領(lǐng)域也從建材、冶金、化工擴(kuò)展到新能源、環(huán)保、信息通訊等高新技術(shù)領(lǐng)域[2-3]。

太原工業(yè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱我校）堅(jiān)持“立足行業(yè)、面向社會(huì)、強(qiáng)化應(yīng)用、突出實(shí)踐”的人才培養(yǎng)思路，以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向，著力建成工程應(yīng)用特色鮮明和在區(qū)域（行業(yè)）有重要影響的應(yīng)用型本科院校。我校實(shí)施專業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)整和特色發(fā)展計(jì)劃，優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)布局，積極推動(dòng)改造傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)，強(qiáng)化專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)。本文以無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)為例探索新工科建設(shè)背景下地方應(yīng)用型本科院校傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)轉(zhuǎn)型改革實(shí)踐具有重要意義。

一、專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀和存在的突出問(wèn)題

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)作為我校的一流專業(yè)，堅(jiān)持以服務(wù)區(qū)域和行業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向，積極調(diào)整和優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，不斷深化教學(xué)改革和充實(shí)師資力量，匯聚了一批教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、學(xué)術(shù)水平較高的高職稱教師，已為國(guó)家和地方培養(yǎng)了千余名高級(jí)技術(shù)人才和管理人才，為山西省及其周邊地區(qū)的材料產(chǎn)業(yè)鏈提供了技術(shù)和人才支撐，與此同時(shí)，本專業(yè)建設(shè)還存在一些突出問(wèn)題。

（一）專業(yè)培養(yǎng)方向與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求不夠吻合，人才培養(yǎng)目標(biāo)不夠清晰

山西省的無(wú)機(jī)礦產(chǎn)儲(chǔ)量豐富，無(wú)機(jī)工業(yè)固廢物堆存量大，綜合利用率不高，因此本專業(yè)開設(shè)初期將專業(yè)方向定為水泥基建材料。然而，隨著社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾突出，產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，急需進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)。2021年，山西省人民政府印發(fā)的《山西省“十四五”新材料規(guī)劃》明確提出要聚焦發(fā)展新型無(wú)機(jī)非金屬材料等7個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，通過(guò)不斷優(yōu)化材料產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑全省高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的新優(yōu)勢(shì)新引擎。筆者根據(jù)多個(gè)官網(wǎng)的記錄統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2022年，山西省新建的無(wú)機(jī)新材料公司有十幾家，涉及光伏玻璃、硅基材料、玻璃纖維、氮化硅等無(wú)機(jī)非金屬材料，專業(yè)人才需求量持續(xù)增長(zhǎng)，在此背景下專業(yè)人才培養(yǎng)方向亟須修訂完善。

專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是專業(yè)人才培養(yǎng)的總綱，是構(gòu)建專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成課程體系和開展教學(xué)活動(dòng)的基本依據(jù)[4-5]。然而，由于缺乏對(duì)行業(yè)和市場(chǎng)的有效調(diào)研，目前專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)表述較籠統(tǒng)，對(duì)學(xué)生畢業(yè)能力要求不明確，相近專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)差別不大，專業(yè)特色不明顯，同時(shí)還存在課程體系對(duì)畢業(yè)能力培養(yǎng)和培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的支撐有效度難以進(jìn)行量化和評(píng)估等問(wèn)題。

（二）實(shí)踐教學(xué)的方法較傳統(tǒng)，企業(yè)參與度不高

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。在無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，實(shí)踐教學(xué)的學(xué)分在總學(xué)分中的占比達(dá)30%左右，學(xué)時(shí)比例大幅度增加。專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按“原料預(yù)處理—粉體制備—制品成型—燒成—性能測(cè)試”的工藝順序進(jìn)行，有利于學(xué)生全面理解無(wú)機(jī)材料制備與性能。然而，由于信息技術(shù)手段利用不足，其教學(xué)方法仍與理論教學(xué)相類似，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)不夠。企業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)則存在企業(yè)參與積極性不高，實(shí)習(xí)內(nèi)容的深度不足；校內(nèi)導(dǎo)師因缺乏工程經(jīng)歷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而難以在實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)給予學(xué)生具體有效的指導(dǎo)；實(shí)習(xí)過(guò)程管理簡(jiǎn)單，重實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫輕實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)操作與考核，學(xué)生實(shí)習(xí)效果受到影響。

二、無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)轉(zhuǎn)型改革的措施

（一）凝練特色，精準(zhǔn)定位，構(gòu)建基于產(chǎn)出導(dǎo)向的OBE人才培養(yǎng)模式

2019年，天津大學(xué)新工科建設(shè)方案提出了人才培養(yǎng)體系的“六新”理念[6]（其具體關(guān)系見圖1），有助于理解新工科建設(shè)的內(nèi)涵和建構(gòu)邏輯，為新工科專業(yè)轉(zhuǎn)型改革指明了方向。無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)型應(yīng)按照“六新”理念展開，定期修訂培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，優(yōu)化培養(yǎng)模式，改革課程體系和教學(xué)方法，更新教學(xué)內(nèi)容，建立評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，有序推動(dòng)工程教育創(chuàng)新發(fā)展，同時(shí)積極探索高分子材料和新能源材料等專業(yè)在化學(xué)建材、碳基新材料、相變儲(chǔ)能等方向的交叉融合，打通專業(yè)壁壘。

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)基于OBE產(chǎn)出導(dǎo)向理念，通過(guò)充分調(diào)研行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展新需求和新材料交叉融合發(fā)展的新趨勢(shì)，全面分析近幾年的就業(yè)質(zhì)量報(bào)告，結(jié)合畢業(yè)生、在校生和用人單位滿意度問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，分析專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度以及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)需求的適應(yīng)度，形成專業(yè)人才培養(yǎng)方案的調(diào)研論證報(bào)告?；谡{(diào)查結(jié)果，專業(yè)建設(shè)委員會(huì)反復(fù)研討，明確專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成要求，優(yōu)化專業(yè)課程設(shè)置，完成專業(yè)人才培養(yǎng)方案的修訂。專業(yè)人才培養(yǎng)方案增設(shè)了一定數(shù)量的創(chuàng)新課程和企業(yè)課程，整合了部分專業(yè)選修課程，分模塊開設(shè)，供學(xué)生自主選擇，拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和工程應(yīng)用能力，體現(xiàn)了以學(xué)生為本的教育理念。

（二）構(gòu)建基于畢業(yè)能力培養(yǎng)的模塊化課程體系，實(shí)施混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)進(jìn)一步明確畢業(yè)能力達(dá)成與課程體系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建模塊化課程體系，如圖2所示。

為提升畢業(yè)生的綜合素養(yǎng)，增設(shè)智能材料設(shè)計(jì)和制造工藝、“互聯(lián)網(wǎng)+”工業(yè)技術(shù)以及低碳社會(huì)與材料等面向工業(yè)智能化和可持續(xù)發(fā)展的課程，使學(xué)生了解工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然性，樹立科技創(chuàng)新意識(shí)。

教育信息化是支持高等教育改革創(chuàng)新的有效途徑[7]。無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)利用超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，有效推動(dòng)課程教學(xué)改革，其改革內(nèi)容不僅包括豐富的教學(xué)手段、全面的課程教學(xué)資源，還有多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)方式和即時(shí)性的學(xué)情反饋等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與主動(dòng)性。實(shí)施以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。開展基于課程目標(biāo)達(dá)成度的BOPPPS教學(xué)設(shè)計(jì)，即學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成了解學(xué)習(xí)目標(biāo)、預(yù)習(xí)、前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)匯報(bào)和反饋、后測(cè)、作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)，采用任務(wù)式、項(xiàng)目式、案例式等多種教學(xué)方式，將教師課堂教學(xué)與學(xué)生課外自學(xué)結(jié)合起來(lái)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

然而，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程中普遍存在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，要求學(xué)生完成任務(wù)的時(shí)間較短，使得學(xué)生預(yù)習(xí)的積極性不高，完成效果不佳，直接影響翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂本質(zhì)上是把知識(shí)的直接教學(xué)移到課外，讓學(xué)生自定步驟異步完成，從而把同步的、面對(duì)面的時(shí)間解放出來(lái)用于進(jìn)行深層的有意義學(xué)習(xí)[8]。因此教師在設(shè)計(jì)每個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)都應(yīng)有一定的彈性。比如在課前預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)，預(yù)習(xí)內(nèi)容既可以是視頻資料，也可以是為完成某個(gè)項(xiàng)目討論某個(gè)話題、解決某個(gè)問(wèn)題等?？砂杨A(yù)習(xí)環(huán)節(jié)以課時(shí)為單位的安排改為以章節(jié)（或主題）為單位，給學(xué)生充足的時(shí)間進(jìn)行消化和理解。

（三）構(gòu)建遞進(jìn)式應(yīng)用能力培養(yǎng)實(shí)踐體系

構(gòu)建由學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)綜合和創(chuàng)新實(shí)踐三部分組成的遞進(jìn)式應(yīng)用能力培養(yǎng)實(shí)踐體系，形成工程實(shí)踐訓(xùn)練鏈（如圖3所示）。

依托學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)綜合實(shí)踐平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用能力。實(shí)踐項(xiàng)目更貼近實(shí)際應(yīng)用，融入職業(yè)素養(yǎng)和崗位訓(xùn)練，通過(guò)引入企業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目以及將教師的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，開展項(xiàng)目化、工程化和任務(wù)化實(shí)踐教學(xué)。突出培養(yǎng)學(xué)生作為未來(lái)材料工程師應(yīng)具備的材料的配方方案設(shè)計(jì)、改性工藝、成型制備工藝、性能檢測(cè)分析等方面的基本能力。無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別見表1和表2。

學(xué)生既可以依托創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)開展自主實(shí)踐活動(dòng)，包括大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”競(jìng)賽等，也可以參與教師科研項(xiàng)目，提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。大二開始，學(xué)生根據(jù)自己的興趣、能力和教師的研究方向自主選擇課題組，每位教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)若干名學(xué)生，高低年級(jí)學(xué)生混合，形成以項(xiàng)目為紐帶的科研小組，高年級(jí)學(xué)生指導(dǎo)低年級(jí)學(xué)生開展課題的文獻(xiàn)查閱、設(shè)備操作和測(cè)試等工作，有效提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和科學(xué)研究能力。

構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用深度融合的實(shí)踐機(jī)制，充分發(fā)揮企業(yè)作為創(chuàng)新主體的優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、培訓(xùn)等資源，更新實(shí)習(xí)講義。開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中認(rèn)識(shí)真實(shí)的生產(chǎn)崗位，學(xué)習(xí)最新產(chǎn)業(yè)技術(shù)。比如山西利虎玻璃（集團(tuán)）有限公司的光伏玻璃生產(chǎn)工藝、泰山玻璃纖維智能制造生產(chǎn)工藝，富思特新材料科技發(fā)展股份有限公司的外墻保溫材料選擇指標(biāo)和內(nèi)置鋼絲網(wǎng)架保溫結(jié)構(gòu)一體板施工方式，山西博奧檢測(cè)股份有限公司的玻璃幕墻性能檢測(cè)及裝配式混凝土套筒灌漿技術(shù)，山西建投遠(yuǎn)大建筑工業(yè)股份有限公司的裝配式混凝土施工技術(shù)和BIM技術(shù)等。通過(guò)與本地企業(yè)的深度產(chǎn)教融合、協(xié)同育人不斷提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

（四）加強(qiáng)基層教學(xué)組織和師資隊(duì)伍建設(shè)

采用目標(biāo)管理辦法積極開展“互聯(lián)網(wǎng)+”教研活動(dòng)，教研室每月定期發(fā)布教研主題并附上參考資料，教師們一周后上傳學(xué)習(xí)心得和建議，再經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)交流研討，將好的建議直接應(yīng)用于課堂教學(xué)和教研室建設(shè)中。增加教研成果在教師績(jī)效考核中的權(quán)重，激發(fā)教師參與教研室活動(dòng)的熱情，開展更高階的教研活動(dòng)，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。

采用多種方式助力教師提升業(yè)務(wù)素質(zhì)。要求專業(yè)教師到相關(guān)實(shí)習(xí)企業(yè)進(jìn)行每年不少于一個(gè)月的觀摩參觀、頂崗實(shí)踐或項(xiàng)目合作研發(fā)等工作，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。定期舉辦科研沙龍，如博士論壇、教授講堂等，促進(jìn)教師間的科研交流，鼓勵(lì)教師每年參加學(xué)術(shù)會(huì)議或者去國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)交流學(xué)習(xí)，幫助教師開闊學(xué)術(shù)視野。

（五）建立全面的教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控及改進(jìn)體系

實(shí)施校企、師生全員參與的教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控體系，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量管理機(jī)制，制定教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制體系和教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)評(píng)價(jià)體系。修訂完善培養(yǎng)目標(biāo)合理性和達(dá)成度評(píng)價(jià)制度以及畢業(yè)生跟蹤反饋與社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制等。每年進(jìn)行一次關(guān)于畢業(yè)生專業(yè)滿意度、在校生專業(yè)認(rèn)同度、用人單位對(duì)專業(yè)建設(shè)滿意度等方面的問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)狀況進(jìn)行多角度持續(xù)評(píng)估和改進(jìn)。保證專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的核心任務(wù)。建立二級(jí)單位教學(xué)管理體系和質(zhì)量監(jiān)控體系， 包括質(zhì)量監(jiān)控隊(duì)伍、教學(xué)管理制度、教學(xué)工作的溝通及信息反饋渠道等，形成由目標(biāo)監(jiān)控、過(guò)程監(jiān)控、結(jié)果監(jiān)控構(gòu)成的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系（見圖4）。將教學(xué)效果、教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)情況納入年底績(jī)效考核評(píng)比指標(biāo)， 促進(jìn)教研室和教師個(gè)人持續(xù)改進(jìn)教育教學(xué)和提升教育教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)語(yǔ)

為滿足山西省建材行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、新興材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的需求，無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)基于OBE產(chǎn)出導(dǎo)向理念，從設(shè)置模塊化課程體系、采用混合式教學(xué)形式、構(gòu)建遞進(jìn)式應(yīng)用能力培養(yǎng)實(shí)踐體系、建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控及改進(jìn)體系等方面著力保障專業(yè)轉(zhuǎn)型改革質(zhì)量。然而，專業(yè)的轉(zhuǎn)型是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，今后的發(fā)展應(yīng)針對(duì)專業(yè)建設(shè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)整改，不斷深化工程教育改革，培養(yǎng)符合新時(shí)代工業(yè)發(fā)展要求的新型應(yīng)用型工程人才。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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