基于材料專業解決復雜工程問題能力實踐體系的探索與實踐

范美強，劉 薇，陳 達，陳 智，沈杭燕，舒康穎

(中國計量大學 材料科學與工程學院，浙江 杭州 310018)

能夠“解決復雜工程問題”是《華盛頓協議》對本科畢業生的要求，也是我國2015年新版工程教育認證標準中重點強調的要求。通過工程教育整整的專業不僅要深入理解和把握復雜工程問題，更要培養學生具有解決復雜工程問題的能力[1-3]。遵循工程教育認證標準，如何根據工程實踐需求，提高材料科學與工程技術人才解決復雜工程問題的能力是本專業辦學面臨的重要課題。中國計量大學材料科學與工程專業結合工程教育認證標準，對專業實踐體系進行梳理，以達到標準考核點的要求。本文結合專業實踐體系，對如何提高畢業生解決復雜工程能力進行探討。

1 材料科學與工程專業復雜工程能力的特征

專業認證標準的“畢業要求”中有8條涉及“復雜工程問題”。本專業的“復雜工程問題”是指畢業生在新材料計量檢測領域的工作中所面對的系統問題，即包括新材料的組分設計、性能檢測、工藝制定及質量管理過程中的技術問題，也要考慮技術開發環節之外的其它因素(比如社會、健康、法律、安全、環境、文化、可持續發展、工程倫理等)。專業開展多項教改項目，探索提高學生解決復雜工程問題能力的人才培養模式。2015年、2016年分別結題完成了浙江省高等教育教學改革項目“新材料計量檢測標準創新型人才培養途徑的探索與實踐”和“基于計量特色的材料類專業創新創業人才實踐培養模式的探索與實踐”。

2 材料科學與工程專業實踐體系

材料科學與工程專業利用國家檢驗中心、國家國際科技合作基地等，整合優化國家級、省部級重點實驗室資源和校外工程教育資源，建立三類工程教育實踐平臺。(1)基礎實踐平臺：依托學校新材料計量檢測標準教學示范中心等，培養學生實踐動手能力。(2)創新實踐平臺：依托國家磁性材料及其制品質量監督檢驗中心等，培養學生材料的設計、檢測等創新能力。(3)工程技術實踐平臺：依托稀土磁/光電功能材料浙江省工程實驗室、校外實習基地，培養學生的材料開發、計量及應用等工程技術能力。實踐教學凸顯磁性材料計量、能源材料計量、發光材料計量等，構建了新材料計量檢測特色實驗實踐體系，通過基礎訓練、創新訓練、工程訓練讓全體學生受到系統的實踐訓練；以教學課件和專業領域的實驗實踐為紐帶，將理論教學、實驗方案設計、實驗結果分析統一起來，學生處理新材料計量檢測領域復雜工程問題的能力大大增強。

以課程實驗為主的基礎訓練：(1)普通化學實驗、物理化學實驗、材料科學基礎實驗和材料工藝學實驗；(2)磁、電、光、能源等新材料計量特色的實驗，如材料結構分析實驗、材料形貌表征實驗、磁性材料性能測試實驗等。(3)實行實驗時間、空間、內容全面開放和網上預約、微課預習等。擴充做成微課程，供學生在線上線下學習。

以項目驅動的創新訓練：從2012年開始，材料科學與工程專業培養計劃中設置創新實踐學分，要求學生在大學四年中通過學生科研立項、參與專業教師課題、科技競賽、撰寫專利或論文等方式，切實培養學生的解決復雜工程問題的能力。

以實習為主的工程訓練：通過產學研合作等多種渠道建立了一大批實習基地。結合青年教師須有工程經歷的要求，確保有充足的實習教師深入企業管理實習。在國內材料科學與工程類專業的生產實習普遍弱化的背景下，堅持將學生落實到專業對口的制造型企業實習，并確保實習高質量。

3 理論教學支撐專業實踐教學體系

基于解決“復雜工程問題”必備的專業知識和專業能力，安排理論課程教學。理論教學不同于一般材料專業的學習方法，本專業依托學校質檢特色，材料類專業基礎課程與計量特色課程平行設置，強化了學生計量學、質量管理學概念。在專業課程中加入了材料計量、檢測及標準的相關內容及案例；增加經濟與管理知識，使畢業生有經濟決策能力，以解決“復雜工程問題”必須要采用經濟回報的方式進行檢驗、評價的問題。在培養方案中，要求經濟與管理類模塊必修2學分，使學生具有經濟與管理方面的基本知識與經濟決策能力。在創新實踐、生產實習和實驗實踐等課程中應用上述的經濟與管理知識對實際工程問題進行經濟決策。

4 加大教師工程實踐能力培養

為全面提高青年教師的工程實踐背景和能力，滿足工程教育人才培養的需要，學校和學院出臺和制定了相關的政策和措施。學校確立了到十三五末工程背景師資達到300名的工作指標，采取“大力推進師資質檢行業和工程背景的建設”舉措：(1)加快教師發展中心、工程實踐基地和質檢行業實踐基地的建設。(2)實施質檢能力提升計劃，充分挖掘學校在質檢行業的優質資源，建設以質檢系統“四大院”等為主的戰略性伙伴合作基地，每年有計劃選派30名左右具有博士學位的中青年骨干教師進行訪問、合作研究、掛職等6～12個月，提高學校與行業的契合度和交互能力，積極參與國家技術標準戰略、計量基礎標準研究，大力打造特色師資。

材料科學與工程學院于2013年出臺《青年教師工程實踐能力培養辦法》，規定35歲以下的新引進青年教師須具有與材料科學與工程領域相關的工程實踐經歷。通過對青年教師工程實踐能力培養制的實施，探索了多樣化的工程實踐鍛煉形式，為工作的進一步推進積累了經驗；另一方面幫助青年教師拓展了知識結構和專業視野，深化了對理論知識的理解，豐富了工程實踐經驗，提高了工程實踐能力，為更好地開展教學和科研工作奠定了堅實基礎。同時，還促進了校企、校地深入合作，為企業、政府解決一些實際問題，甚至是生產難題，實現了企業與學校、教師的雙贏，取得明顯成效。教師工程實踐鍛煉的具體形式和成效舉例如下：

(1)鼓勵具有博士學位的青年教師進入企業博士后科研工作站，承擔企業研發項目，協助企業開發新產品、新工藝、技術改造和質量管理等工作。

(2)充分利用校外實習實訓基地等資源鍛煉青年教師，新進青年教師帶隊完成學生實習工作，全程參與學生實訓實習。

(3)支持青年教師參加與企業產學研合作，通過實踐調研、技術服務、項目開發等形式，引導教師參與工程實踐、技術開發、產品研發等社會經濟活動。

5 結論

結合工程教育認證標準，本文從新材料計量檢測實踐體系、理論課程支撐、教師隊伍建設三方面，開展專業學生解決復雜工程問題能力培養的探索與實踐。