復合材料與工程專業工程技術型人才的培養

葛曷一，李國忠，付興華，陳 娟

（濟南大學 材料科學與工程學院，山東 濟南 250022）

復合材料是材料科學與工程發展最為活躍的前沿領域之一，是國防和國民經濟建設的關鍵高技術新材料。我國高校開設的本科復合材料與工程專業一般以聚合物基復合材料為主線，目標是培養具備復合材料與工程領域的基礎理論、專業知識和實驗技能，適應現代復合材料高科技化發展趨勢，掌握復合材料設計與制備技術，能從事先進復合材料與結構的設計、制備、評價的高級專業技術人才。我國聚合物基復合材料工業發展迅猛，產銷量居世界首位。但是相對于發達國家的研究和應用水平，還存在很大差距。因此，面對日益增加的技術需求與教學內容的大量更新，為適應現代教育培養的新形勢，必須對復合材料與工程專業的人才培養進行全面研究與改革。濟南大學復合材料與工程專業自1995年招收本科生，1999年獲得碩士學位授予權。我校的人才培養教學實踐和對其他高校的調研結果表明，復合材料與工程專業的課程體系中普遍存在四個方面的問題：①化學與力學知識薄弱，創新能力差；②專業面太窄，畢業生工作適應性差；③理論與實踐環節脫節，學生解決實際工程能力弱；④沒有很好體現辦學特色。針對上述問題，如何根據當今復合材料的發展，開展先進的、科學可行的專業人才培養工作，具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。

一、加強有機化學、高分子知識的講授

聚合物基復合材料的基體材料是有機物。有機化學是一門探討有機分子結構性質、有機反應途徑機理以及相關產物分離與結構鑒定的基礎科學，是本專業一門重要的專業基礎課。有機化學是聚合物合成的反應類型和反應機理的堅實基礎。教學過程中應培養學生從有機化學的角度學習和設計聚合物合成的反應過程，提高學生學習高分子化學的效率，啟發學生對聚合物設計的創新思維。高分子化學和高分子物理是本專業兩門重要的專業技術基礎課，既是理論學科，又是應用學科，涉及理論和實驗教學兩方面[1]。其專業理論性強，概念復雜，抽象難懂，聚合反應機理都是微觀的，內容較難掌握，容易影響學生的學習興趣。同時，教學內容與學時數減少的矛盾日益突出。為了提高學生學習的積極性和主觀能動性，授課過程應結合復合材料常用聚合物基體材料，注重對各知識點進行重組和精練，不拘泥于教材內容的排序，兼顧聚合物基體最新的科技進展，做到重點突出，主次分明，緊密結合工程實踐應用。

二、加強力學與結構設計知識的講授

復合材料既是一種材料又是一種結構。復合材料的組分材料和纖維的鋪設方向可以按照設計要求進行選擇，即復合材料具有可設計性。復合材料的非均勻性和各向異性是復合材料力學的重要特點。與常規材料的力學理論相比，普通力學問題在復合材料力學中需要重新研究，以確定常規材料的力學理論、方法、公式的適用性與如何修正。對于復合材料的結構進行力學分析和設計計算必須以準確的復合材料力學性能數據為前提。隨著復合材料的開發和應用，復合材料力學已形成獨立的學科分支并蓬勃發展。

三、擴寬專業面，提高畢業生工作適應性

復合材料與工程專業涉及面廣，內容多，如何根據社會的不同需要設置不同的專業教學知識體系十分重要，也非常困難。從畢業生就業和工作情況分析，應進一步擴寬學生知識面，提高其工作適應性。復合材料行業的發展，一方面分工越來越細，出現高度專業化趨勢；另一方面技術復合程度越來越高，出現高度綜合化趨勢。因此，在專業課與選修課的設置上應充分考慮，使學生的專業知識、技能、工程素質與管理素質得到提高，工作的適應性增強。針對這種情況，我校對課程體系設置進行了改革，主干學科還是材料科學與工程，主要課程包括工程力學、物理化學、高分子化學及物理、材料科學基礎、材料復合原理、復合材料學、復合材料聚合物基體、復合材料工藝與設備、復合材料結構設計基礎、復合材料測試技術、現代材料測試技術。選修課的設置充分考慮擴寬知識面和就業，具體科目包括無機非金屬材料工藝概論、新型建筑材料、工業儀表與工程測試、計算機輔助設計、試驗設計與數據處理、金屬材料概論、材料科學研究方法、建筑裝飾材料、建筑裝飾藝術設計等。

四、進一步加強實踐實訓環節，提高畢業生工程能力

復合材料與工程專業屬工程技術型專業，應側重對學生工程能力、推廣應用能力的培養。復合材料工業一直持續快速發展，其發展速度遠超過經濟發展速度，并且沒有任何減速的跡象。限制其發展的主要因素是不能提供足夠的訓練有素的工程師。針對這種情況，我們不斷完善人才培養方案，重視實踐教學環節，將教學實驗、實習、科研實踐相結合，將校內外實踐教學相結合，增加開設了兩周的綜合性實驗和一周的設計性實驗。同時，與企業建立了多個復合材料教學實踐基地，除了規定的認識實習、生產實習和畢業實習以外，再組織有興趣的同學利用寒暑假在企業進行實地學習，并請企業參與專業建設和人才培養方案制定。定期邀請相關的專家報告他們的新產品開發研究，介紹行業新工藝與新設備。實踐教學效果得到顯著提高。

五、結合各校實際情況，體現學科的辦學特色

各高校復合材料與工程專業的辦學條件差異較大，應揚長避短，積累優勢，形成自己的特色[2]。復合材料按照基體材料的分類可以分為聚合物基復合材料、無機非金屬基復合材料、金屬基復合材料。我校復合材料與工程專業在十多年的發展過程中，形成了自己的辦學特色和科研方向，將專業教學與科研融為一體。結合我校傳統無機非金屬材料的基礎優勢，在課堂教學和實踐教學中，將專業面從聚合物基復合材料拓寬到無機非金屬基復合材料，并保持無機基復合材料的優勢和特色。我校復合材料與工程專業于2009年被評為山東省品牌專業。實踐表明，我們的特色辦學促進了人才培養目標的實現，在提高人才培養質量方面發揮了獨到的作用，也為學生就業擴寬了渠道，為山東省復合材料行業發展做出了貢獻。總之，復合材料工程技術型專業人才的培養，應加強相關基礎知識的講授，擴寬學生知識面，努力提高學生工程能力和創新能力，著力解決學生工程能力弱的問題，使畢業生在復合材料生產、設計及研究開發等方面具有更快更高更強的工作適應性。

[1]郝智，伍玉嬌，羅筑，黃彩娟.高分子化學課程教學改革與實踐初探[J].高分子通報，2012，（5）：116-118.

[2]董瑞.國內高校優秀人才培養模式改革研究[J].高等理科教育，2011，（6）：1-5.