基于卓越工程師培養的材料科學與工程專業課程體系建設

萬明攀，張曉燕，向嵩，馬瑞，雷源源

摘要：課程體系建設是“卓越工程師”培養過程中最重要的環節之一。本文以貴州大學材料科學與工程專業為例，介紹材料科學與工程“卓越工程師”培養方案中課程體系的設置背景和課程體系設置的措施，以培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的工程技術人才。

關鍵詞：卓越工程師；課程體系；培養；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0191-03

教育部于2010年6月正式啟動“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。在《國務院關于進一步促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見》和《貴州省工業十大振興產業規劃》中都把材料產業確定為貴州省支柱產業之一，工業總產值占全省工業總產值的37%。貴州省材料產業急需一批高質量的工程技術人才。2011年貴州大學正式啟動了“卓越工程師培養計劃”，材料科學與工程專業成為試點專業。材料科學與工程是貴州大學傳統優勢和特色專業、貴州省示范專業、國家一類特色專業、國家專業綜合改革試點專業，具有材料科學與工程一級學科博士學位和碩士學位授予權。要實現材料科學與工程卓越工程師的培養目標得通過相應的課程體系來完成，科學合理的課程體系是成功實現培養目標的主要載體，它能夠培養學生具有良好的知識、能力和素質結構。本文對材料科學與工程卓越工程師培養計劃中課程體系進行深入分析，總結了啟動卓越工程師培養計劃試點工作以來，材料科學與工程專業根據學校的辦學定位和學科特點，利用與貴州省材料產業企業緊密合作的優勢，積極開展優化專業課程體系工作。

一、材料科學與工程專業課程體系及實施的現狀

貴州大學材料科學與工程專業目前的課程體系可以概括為“通識課程+通識拓展+學科大類+專業教育+個性課程+實踐環節”的結構體系。多年來，我校材料科學與工程專業課程體系形式上發了一些變化，但多數課程都是延續了以前金屬熱處理專業的課程，理論教學內容無太大變化，知識體系相對穩定。教學方法與手段上除了增加了多媒體技術之外，理論教學過程與工程師培養尚存在差距。當前，由于高校普遍存在“重學歷、重科研、輕教學”的現象，真正走上講臺為學生授課的老師趨于高學歷、年輕化；真正有工程經驗的教授卻很少走上講臺，這很不適宜于工程師培養。而作為工科高校人才培養的重要環節方面——實踐教學環節，材料科學與工程專業實踐教學環節由校內工程訓練和校外實習組成。其中校內專題實驗是經過實踐教學改革整合為單獨的實驗課程：《材料專題實驗Ⅰ》、《材料專題實驗Ⅱ》、《材料專題實驗Ⅲ》。但多年來，由于學校的人才政策的原因，導致專業實驗師資隊伍嚴重不足，使其理論教學與實驗教學總是存在脫節的現象，且實驗內容簡單，不系統，而學生對實驗教學也不夠重視。另外，在校外實習方面，材料科學與工程專業實習也存在一些問題，一是實習經費低，不利于實習的安排；二是由于企業存在安全和保密的問題，企業不愿意接收學生到現場實習。以上原因導致學生認識實習和生產實習都形同走馬觀花，以至于學生對實際工程缺少直接接觸，對材料制備和檢測技術認識不夠深入，實習達不到應有效果。

二、卓越工程師課程體系的設置與改革

1.構建“模塊化”專業課程體系。根據卓越工程師的培養目標，通過到企業調查走訪、問卷調查、畢業生反饋等方式，收集了對課程體系設置的意見和建議，結合“卓越工程師”培養目標，對材料科學與工程卓越工程師課程體系進行了模塊化設置。也就是將課程體系設置為由若干個完整的課程模塊構成的課程體系形式。材料科學與工程卓越工程師課程體系由材料制備基礎、材料加工技術、材料的性能、材料的檢測等四個模塊組成。每一個模塊又由若干門課程組成，分為必修課和選修課兩類。材料制備基礎模塊由材料物理化學、材料科學基礎、金屬塑性成型理論、材料科學導論（雙語）等組成；材料加工技術模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學、現代材料制備技術、金屬焊接工藝等組成；材料的性能模塊由材料力學性能、材料腐蝕與防護、材料物理性能等組成；材料的檢測模塊由材料分析技術、失效分析、計算機在材料科學與工程的應用等組成。這樣的課程設置，能夠突破學科專業領域的界限，靈活地設計和組織具有不同作用的課程模塊，從而構建具有不同價值取向的課程體系，以滿足學生的全面發展和個性發展需要。

2.科學合理地進行課程的整合和重組。根據教育部“卓越工程師”培養模式，結合材料科學與工程專業人才培養長期的實踐經驗，對課程進行了整合與重組；在制訂材料科學與工程專業“卓越工程師”培養計劃過程中，在原來的培養方案的基礎上，對課程進行重新的整合和重組。在進行課程體系的整合重組過程中，打破了各學科領域的界限，增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內容，真正達到了“寬口徑、厚基礎”的目的。同時不受原有課程和體系結構的束縛，對課程進行了實質性的有機融合和重新組織。具體而言，改變了以往按人文科學、社會科學和自然科學分類或按照等級結構設置課程的做法，打破了原有專業、課程之間的壁壘，擺脫了學科知識系統的束縛；強調課程內容的綜合性，以跨學科的方式選擇課程內容、組織和整合課程體系。同學科知識的相互滲透、融合和新知識的吸收利用，保證知識結構的系統性和完整性；改變過于講究學科自身結構而導致的課程設置過細、過多和缺乏整體性的狀況；避免課程內容的脫節和交叉重復，精簡課程門類，減少必修課比例。比如：將以往的《固態相變》和《熱處理工藝學》整合為《熱處理原理及工藝》，將《材料力學性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》，將《金屬材料學》和《模具材料》整合為《金屬材料學》，將《現代材料制備技術》和《熱處理新技術》整合為《現代材料加工技術》等。并處理好理論與工程實踐、必修課與選修課之間的關系，大力加強實踐課程的體系改革。endprint

3.結合企業需求，制訂企業培養方案。企業學習階段是材料科學與工程專業的工程教育不可或缺的階段，是整個教學計劃的重要組成部分，也是實施“卓越工程師培養計劃”的重要環節，按照材料科學與工程卓越工程師培養計劃，將嚴格按照“3+1”培養模式，其中1年企業實踐培養，著重完成學生的基本操作技能、分析解決工程實際問題能力的培養。使學生通過企業學習階段的學習和實踐，基本掌握金屬加工車間、熱處理車間、鍛造車間、表面處理車間、金屬材料檢測中心等部門的工作內容和基本生產操作技能，了解工程技術人員在熱處理車間表面車間、檢測中心等部門的作用及技術職責范圍，培養具有較強創新意識和實踐能力的材料科學與工程專業人才。同時具有靈活運用材料科學與工程專業知識與材料工程規范、團隊協作、跨文化環境交流、競爭與合作的能力，以及較強的創新意識和進行熱處理工藝設計、技術改造與創新的能力。所以企業培養方案包括：初步能力培養實訓、專業基本能力培養實訓、工程能力訓練、行業領域實習、畢業設計等環節。整個教學環節將依托企業、工程中心、重點實驗室開展，由校企共同參與培養過程，共同監控培養過程。

4.課程體系與能力培養的關系。卓越工程師的能力的培養與課程體系緊密聯系。材料科學與工程專業卓越工程師的主要任務是培養具備堅實理論基礎與專業知識、具有創新素質和工程能力，能在冶金、材料結構研究、金屬材料及復合材料制備、金屬材料成型等領域從事設計、研發、制備、加工、分析檢測、管理等方面的高級工程技術和管理人才。根據卓越工程師的培養目標，在整個培養過程中的課程設置緊緊圍繞這一主題，如圖1所示。如第一學年和第二學年的課程：大學英語、馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、高等數學、大學物理、大學化學等，能夠為卓越工程師提供工作所需的工程科學技術基礎知識以及一定的人文和社會科學知識。第二學年第2學期和第三學年的課程：電工學、機械設計基礎、材料物理化學、材料科學基礎、熱處理原理及工藝、金屬塑性成型理論、材料力學性能、材料分析技術等，為卓越工程師奠定專業的基本理論知識；校內的工程實訓：金工實習、專題實驗，讓學生初步接觸生產實際，使學生具備解決工程技術問題的初步技能；1年的企業工程訓練項目包括：認識實習、生產實習、專業實訓、畢業論文等，讓學生全身心地投入到企業的生產實踐中去，接觸生產一線，體味企業文化，使學生逐步掌握解決工程實際問題的能力，并學習與同事相處、團隊合作、交流溝通等方面的知識。

在卓越工程師培養計劃中，課程體系的設置是至關重要的。它的合理與否，直接決定了人才培養的質量。我校材料科學與工程專業作為“卓越工程師”培養的試點專業后，與我省金屬材料相關企業進行深入溝通，聽取各方面的意見，對原來的材料科學與工程專業卓越工程師培養計劃的課程體系進行優化。課程體系的優化堅持了“厚基礎、寬口徑、廣適應、強能力”的人才培養理念，體現了“優化基礎、強化能力、提高素質、發展個性、鼓勵創新”的應用研發型人才培養教學改革要求，并體現我專業的人才培養特色，在今后的卓越工程師培養過程中將繼續地完善和優化。

參考文獻：

[1]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.卓越工程師教育培養計劃專業培養方案研究[J].清華大學教育研究，2011，（2）.

[3]國務院關于進一步促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見[Z].國發〔2012〕2號.

[4]貴州省工業十大振興產業規劃[Z].黔府發〔2010〕16號.

基金項目：貴州大學教育教學改革研究項目（JG2012057），國家級專業綜合改革試點項目。

作者簡介：萬明攀（1982-），男，講師，主要從事金屬材料的教學和研究工作。endprint

3.結合企業需求，制訂企業培養方案。企業學習階段是材料科學與工程專業的工程教育不可或缺的階段，是整個教學計劃的重要組成部分，也是實施“卓越工程師培養計劃”的重要環節，按照材料科學與工程卓越工程師培養計劃，將嚴格按照“3+1”培養模式，其中1年企業實踐培養，著重完成學生的基本操作技能、分析解決工程實際問題能力的培養。使學生通過企業學習階段的學習和實踐，基本掌握金屬加工車間、熱處理車間、鍛造車間、表面處理車間、金屬材料檢測中心等部門的工作內容和基本生產操作技能，了解工程技術人員在熱處理車間表面車間、檢測中心等部門的作用及技術職責范圍，培養具有較強創新意識和實踐能力的材料科學與工程專業人才。同時具有靈活運用材料科學與工程專業知識與材料工程規范、團隊協作、跨文化環境交流、競爭與合作的能力，以及較強的創新意識和進行熱處理工藝設計、技術改造與創新的能力。所以企業培養方案包括：初步能力培養實訓、專業基本能力培養實訓、工程能力訓練、行業領域實習、畢業設計等環節。整個教學環節將依托企業、工程中心、重點實驗室開展，由校企共同參與培養過程，共同監控培養過程。

4.課程體系與能力培養的關系。卓越工程師的能力的培養與課程體系緊密聯系。材料科學與工程專業卓越工程師的主要任務是培養具備堅實理論基礎與專業知識、具有創新素質和工程能力，能在冶金、材料結構研究、金屬材料及復合材料制備、金屬材料成型等領域從事設計、研發、制備、加工、分析檢測、管理等方面的高級工程技術和管理人才。根據卓越工程師的培養目標，在整個培養過程中的課程設置緊緊圍繞這一主題，如圖1所示。如第一學年和第二學年的課程：大學英語、馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、高等數學、大學物理、大學化學等，能夠為卓越工程師提供工作所需的工程科學技術基礎知識以及一定的人文和社會科學知識。第二學年第2學期和第三學年的課程：電工學、機械設計基礎、材料物理化學、材料科學基礎、熱處理原理及工藝、金屬塑性成型理論、材料力學性能、材料分析技術等，為卓越工程師奠定專業的基本理論知識；校內的工程實訓：金工實習、專題實驗，讓學生初步接觸生產實際，使學生具備解決工程技術問題的初步技能；1年的企業工程訓練項目包括：認識實習、生產實習、專業實訓、畢業論文等，讓學生全身心地投入到企業的生產實踐中去，接觸生產一線，體味企業文化，使學生逐步掌握解決工程實際問題的能力，并學習與同事相處、團隊合作、交流溝通等方面的知識。

在卓越工程師培養計劃中，課程體系的設置是至關重要的。它的合理與否，直接決定了人才培養的質量。我校材料科學與工程專業作為“卓越工程師”培養的試點專業后，與我省金屬材料相關企業進行深入溝通，聽取各方面的意見，對原來的材料科學與工程專業卓越工程師培養計劃的課程體系進行優化。課程體系的優化堅持了“厚基礎、寬口徑、廣適應、強能力”的人才培養理念，體現了“優化基礎、強化能力、提高素質、發展個性、鼓勵創新”的應用研發型人才培養教學改革要求，并體現我專業的人才培養特色，在今后的卓越工程師培養過程中將繼續地完善和優化。

參考文獻：

[1]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.卓越工程師教育培養計劃專業培養方案研究[J].清華大學教育研究，2011，（2）.

[3]國務院關于進一步促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見[Z].國發〔2012〕2號.

[4]貴州省工業十大振興產業規劃[Z].黔府發〔2010〕16號.

基金項目：貴州大學教育教學改革研究項目（JG2012057），國家級專業綜合改革試點項目。

作者簡介：萬明攀（1982-），男，講師，主要從事金屬材料的教學和研究工作。endprint

3.結合企業需求，制訂企業培養方案。企業學習階段是材料科學與工程專業的工程教育不可或缺的階段，是整個教學計劃的重要組成部分，也是實施“卓越工程師培養計劃”的重要環節，按照材料科學與工程卓越工程師培養計劃，將嚴格按照“3+1”培養模式，其中1年企業實踐培養，著重完成學生的基本操作技能、分析解決工程實際問題能力的培養。使學生通過企業學習階段的學習和實踐，基本掌握金屬加工車間、熱處理車間、鍛造車間、表面處理車間、金屬材料檢測中心等部門的工作內容和基本生產操作技能，了解工程技術人員在熱處理車間表面車間、檢測中心等部門的作用及技術職責范圍，培養具有較強創新意識和實踐能力的材料科學與工程專業人才。同時具有靈活運用材料科學與工程專業知識與材料工程規范、團隊協作、跨文化環境交流、競爭與合作的能力，以及較強的創新意識和進行熱處理工藝設計、技術改造與創新的能力。所以企業培養方案包括：初步能力培養實訓、專業基本能力培養實訓、工程能力訓練、行業領域實習、畢業設計等環節。整個教學環節將依托企業、工程中心、重點實驗室開展，由校企共同參與培養過程，共同監控培養過程。

4.課程體系與能力培養的關系。卓越工程師的能力的培養與課程體系緊密聯系。材料科學與工程專業卓越工程師的主要任務是培養具備堅實理論基礎與專業知識、具有創新素質和工程能力，能在冶金、材料結構研究、金屬材料及復合材料制備、金屬材料成型等領域從事設計、研發、制備、加工、分析檢測、管理等方面的高級工程技術和管理人才。根據卓越工程師的培養目標，在整個培養過程中的課程設置緊緊圍繞這一主題，如圖1所示。如第一學年和第二學年的課程：大學英語、馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、高等數學、大學物理、大學化學等，能夠為卓越工程師提供工作所需的工程科學技術基礎知識以及一定的人文和社會科學知識。第二學年第2學期和第三學年的課程：電工學、機械設計基礎、材料物理化學、材料科學基礎、熱處理原理及工藝、金屬塑性成型理論、材料力學性能、材料分析技術等，為卓越工程師奠定專業的基本理論知識；校內的工程實訓：金工實習、專題實驗，讓學生初步接觸生產實際，使學生具備解決工程技術問題的初步技能；1年的企業工程訓練項目包括：認識實習、生產實習、專業實訓、畢業論文等，讓學生全身心地投入到企業的生產實踐中去，接觸生產一線，體味企業文化，使學生逐步掌握解決工程實際問題的能力，并學習與同事相處、團隊合作、交流溝通等方面的知識。

在卓越工程師培養計劃中，課程體系的設置是至關重要的。它的合理與否，直接決定了人才培養的質量。我校材料科學與工程專業作為“卓越工程師”培養的試點專業后，與我省金屬材料相關企業進行深入溝通，聽取各方面的意見，對原來的材料科學與工程專業卓越工程師培養計劃的課程體系進行優化。課程體系的優化堅持了“厚基礎、寬口徑、廣適應、強能力”的人才培養理念，體現了“優化基礎、強化能力、提高素質、發展個性、鼓勵創新”的應用研發型人才培養教學改革要求，并體現我專業的人才培養特色，在今后的卓越工程師培養過程中將繼續地完善和優化。

參考文獻：

[1]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.卓越工程師教育培養計劃專業培養方案研究[J].清華大學教育研究，2011，（2）.

[3]國務院關于進一步促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見[Z].國發〔2012〕2號.

[4]貴州省工業十大振興產業規劃[Z].黔府發〔2010〕16號.

基金項目：貴州大學教育教學改革研究項目（JG2012057），國家級專業綜合改革試點項目。

作者簡介：萬明攀（1982-），男，講師，主要從事金屬材料的教學和研究工作。endprint