省屬高校材料專業學生工程實踐能力現狀與對策*

汪存龍，陳 剛

(江蘇大學材料科學與工程學院，江蘇 鎮江 212013)

在當前國際工程教育專業認證OBE(Outcome-Based Education)理念[1]和新工科教育理念[2]的雙重促進下，高等學校對培養本科生的工程實踐能力有了明確的方向。材料類專業是溝通基礎科學與實際應用的學科領域，畢業生在解決材料領域復雜工程問題時需要將所學習的理論知識與實際的工程實踐進行結合，其對培養的畢業生具有顯著的工程實踐背景需求[3]。筆者以省屬地方高校江蘇大學所開設的材料類專業(金屬材料工程、復合材料與工程、無機非金屬材料工程及高分子材料工程等)為藍本，通過與各專業年級的在校生、畢業校友、專業課任課教師及對口企業主管人員的訪談以及對比分析各專業培養方案，發現材料類專業本科生普遍存在工程實際能力基礎較差的現象：首先，他們對解決實際工程問題的能力較為薄弱；其次，對專業行業發展動態了解較為模糊、對今后可能從事的行業沒有形成基本的認知；第三，對工程實踐的管理和綜合分析能力及應用現代化信息工具的能力也較差。因而，迫切需要對形成當前材料類專業本科生工程素養較差的成因進行客觀分析，并探索有效的解決方法和提升對策，以期為當代大學生提供切實有效的解決思路。

本文將根據筆者從教經歷和訪談結果，對當前省屬地方高校材料類專業學生培養過程中造成學生工程素養能力差的原因與現狀進行概述，并根據當前國內外的先進策略和學生、企業對工程能力培養的訴求提出可能的解決思路。

1 現狀與存在的問題

1.1 實踐教學未被有效重視且與理論教學環節脫節

在材料類專業本科生的培養計劃中，實踐類課程范圍較寬泛，包括低年級開設的軍事體育訓練、金工實習等，而與專業相關度較高的主要集中在高年級本科生開設的認識實習和生產實習實踐教學課程。兩種形式的實踐課程都主要以參觀企業車間的形式進行。認識實習一般安排在專業課開展之前，時間較短(一般為兩周左右)，主要起建立初步印象的作用；而生產實習則安排在主干專業課授課結束后，持續時間較長(一般不少于四周)，學生能夠有充分的時間與生產一線進行接觸。從筆者的訪談結果來看，兩種形式的實習活動都未得到學生的有效重視，學生們表示未能從中獲得足夠的實踐經驗，筆者認為與現有的實習組織形式有關。以生產實習為例，其具體實習環節的開展形式有兩種，一種是建立長期實習合作意向單位的形式，學生每年定點去同一個實習單位進行不同車間不同生產線的生產實習；另一種是每年在實習之前遴選意向企業，學生實習期間走訪多個實習單位。前者的優勢在于能形成系統的產業鏈的認知，但每屆學生參觀的車間均類似，對行業領域的新發展沒有形成及時的更新。與之相反的是，后者能夠接觸到一些新的工業技術在實踐領域的應用，但往往不能形成系統性的認知。

除了實習環節的項目安排外，實習環節的組織形式也存在一些問題：(1)實習往往以企業的資深工程師帶隊的形式進行，車間的工程師往往對課本中的理論知識疏遠較多，在學生實習的講解過程中，沒有有效的將生產中的具體問題與課本中的理論知識建立聯系，因此學生也不便于形成理論知識與生產實踐之間的貫通；(2)出于安全性考慮，很多實習單位對學生實習時車間停留時間進行了嚴格的規定，學生們往往只能走馬觀花式的走完整個車間，沒有機會與工程師進行充分的溝通交流。

1.2 學校硬件資源不能適應于工程實踐能力的培養

很多高校從教者和管理人員都知道拓寬學生的工程實踐能力，可以依靠拓展供實踐操作的物理空間、開設專業實驗室、引進先進設備和與行業特色企業建立合作關系等渠道來進行。因而學生工程實踐能力培養需要上述軟、硬件資源的充分且持續的投入才能穩步推進。根據相關統計，部屬高校擁有較多的國家財政投入和企業校友捐助，但這類高校往往以培養基礎科研類學生為主。而以培養應用型的專門工程師為主的大多數省屬地方高校來說，往往缺少有效的政府資金投入，因而在前述的實驗室建設和設備投入方面顯得捉襟見肘[4]。同時，對于省屬地方高校，政府對專業的建設經費通常是一次性投入，在此環境下建設的實驗室和實踐基地往往因沒有持續性的資金投入而導致維護和保養的缺失，喪失其原有的作用。而高校畢業生畢業時面對的生產線是行業最新的應用成果，因此校內實踐學習所建立的認知往往并不能得到很好的指導作用。

1.3 專業教師尤其是青年教師的工程背景薄弱

作為專業課的任課教師，專業教師工程背景薄弱必然不能保證學生能獲得足夠的實踐能力培養，從而在教學活動中很難發揮其應有的作用。形成這種薄弱工程背景的原因主要在于：首先，與高校對教師的定位及招聘教師時對工程背景的需求有關。高等學校普遍追求可以量化產出的科研項目與論文和獎勵等，而對教學相關的重視程度較低。其次，以科研產出為導向的青年教師評價與晉升機制也使得青年教師很難將工作重心從科研轉移到教學工作中來。青年教師作為高校引進的科研主力，在入職工作后開展職稱評聘工作時，基本條件是對其科研工作所需的主持科研項目和發表學術刊物等有量化的要求，而對教學方面并不存在量化需求。因而在評聘時，無法依據申報者教學工作的優劣程度對其進行量化。

1.4 材料類學科專業的特殊性

材料類專業是很多制造業等工程領域的基礎，航空材料領域常被提及的“一代材料、一代裝備”[5]也充分說明了材料發展在工業中的重要作用。在筆者看來，材料類專業更像是介于較強應用型和理論型之間的專業類別，如復合材料與工程專業往往介于飛行器設計和力學專業之間；且材料類專業往往承擔為其它專業領域提供基礎服務的作用，如金屬材料專業對口服務的機械類、汽車類專業等。因而，對于材料類專業所培養的人才來說，學生需要了解的往往不僅僅是材料類專業自身的生產實踐內容，還需要充分認識其所服務對象的不同領域的生產實踐。因而在OBE理念下，若以學生畢業時的產出作為目標，學生在校期間需要投入相較于其他專業更多的實踐環節以讓材料類專業學生能接觸其拓展領域的發展情況。但現有的地方高校實踐教學過程中，往往是僵硬的將材料類與相關的機械類、汽車類、能源動力類、化工類等所涉及的企業行業進行剝離，削弱了這種材料類專業為相關行業服務的基本認知，因而畢業生在就業時往往對實際生產實踐的上下游相關行業缺乏必要的了解。

2 提升對策與解決方法

2.1 深度剖析實踐課程與理論課程的相互支撐和引導作用、完善專業培養計劃

材料類專業在實踐環節教學與理論課程的聯系方面弱于機械、汽車等應用型較強的專業，原因主要在于專業的培養計劃沒有及時修訂以適應行業的最新發展。筆者認為在完善專業培養計劃的過程中應在以下三個方面進行革新：(1)理論課程的教學過程中應有目的性的引入對實踐領域可能的應用，做到理論引導實踐，實踐反饋理論，從而促進二者貫通；(2)培養計劃的修訂應具體到各科課程的培養計劃中，剖析各課程之間的內在聯系，加強專業基礎課對專業課的聯系及加強專業課與實踐課的聯系；(3)積極邀請企業行業專家和畢業校友參與到培養計劃的修訂中來，做到既從行業的整體發展方向角度對專業的培養目標進行把控、又能考慮本校在行業領域的特色。

2.2 以產學研合作為導向建立新型校企聯合實驗室或實訓基地

對于省屬地方高校來說，在直接經費投入較為匱乏時，學校和專業負責人應以開放的態度尋求政府、行業企業和社會資本對專業的關注和投入，應積極尋求與企業建立新型合作關系。將與企業合作的科學研究及企業自身的生產活動進行拓展，為企業提供訂制化的教育、開展廣義的教學服務活動等合作模式，建立產學研融合的新型合作關系。在此基礎上，建立產學研融合的新型專業聯合實驗室或實訓基地，為學生提供更好的實踐課程教學平臺。

2.3 積極探索利用數字媒體新技術應用于教學實踐活動

傳統的走入車間進行實踐教學的形式雖然可以較為直觀和真實的感受生產一線，但因為涉及的經費投入和安全性要求等往往不易于開展，尤其是一些涉及高危險性行業的生產車間。而新型的數字媒體技術，如在線視頻教學、遠程“云參觀”、虛擬仿真教學[6]和基于3D虛擬現實技術的新型場景化教學形式[7]的引入，將使得工程實踐教育形式產生更為多樣化的發展方向。由于不涉及安全性問題、細節的完整且可重復展示，及有限的資金、資源投入等優點，使得這些新型的實踐教學活動能有效提高學生的工程實踐能力。

2.4 加強工程實踐背景師資引進和青年教師工程實踐能力培養

當前，全國各高校招聘的教師趨向于年輕化、高學歷化[8]。對于以培養應用型工程師為主的地方高校，從事教育工作的教師，尤其是青年教師往往并不具備工程實踐背景，因而在工作中很難對學生的工程實踐能力的提升起到積極的作用。為解決上述問題，高校在聘任教師時，可適當增加兼具教學能力和工作經驗的“雙師型”人才的引入[9]，并對其后續職稱評聘建立特殊軌道制度，以保證“雙師型”人才在高校的持續發展。其次，對于不具備工程經驗的青年教師應建立有效的工程實踐能力提升實施策略和鼓勵辦法，如可在其入職初期，協助進行實習類課程的教學工作，在政策允許時積極鼓勵其到對口企業進行掛職鍛煉等，并將上述參與一線工程經驗培養的經歷作為其職稱評聘的考量指標，從而在提升青年教師的工程實踐素養的同時讓青年教師能持續穩定發展。

2.5 積極參與應用型學術科研活動及專業和行業特色競賽活動

不同于以科研為主的部屬院校，省屬地方高校教師很多科研項目都是更為接地氣的應用型科研項目。承擔此類科研項目的教師往往能擁有第一手的企業接觸經驗，應該充分吸收學生參與到類似的學術科研活動中來，促進學生工程實踐能力的提高。其次，材料類專業擁有較多的行業協會和學會，應鼓勵支持學生參加各種國家級組織定期舉辦的行業競賽活動，如全國性的大學生材料熱處理知識與創新大賽、金相技能大賽、鑄造工藝設計大賽、復合材料設計制作大賽等等。這些賽事組委會將邀請企業行業專家對參賽隊伍進行評選。通過參與上述競賽活動，能讓組織競賽活動的學校和參賽隊伍充分了解與同行業其他高校的差別并能從專家那里獲得直接的評價；從而對后期從事相近的實踐活動起到指導作用。

2.6 引導和鼓勵學生參與行業展覽、拓展知識儲備

在制造業較為發達的長三角、珠三角等地域，制造業的不同領域會不定期舉辦各類行業特色展覽，類似的展覽和展會活動會有眾多的高新技術企業進行實地展示，往往會展示最新的材料、工藝和相關設備等。對于辦學地點在會展附近的高校來說，參與行業展覽活動較為便利。高校各專業應積極引導和鼓勵學生參與相關展會和展覽活動，提升學生對行業發展動態的了解、拓展知識儲備并提升工程實踐素養。

3 結 語

在工程教育認證開展的如火如荼的今天，OBE理念正由表及里融入到高校工程教育的實踐教學過程中。從筆者的分析可以看出，當前造成材料類專業學生工程實踐能力素養較差的原因是多方面且復雜的，本文對緩解當前的困局提供了一些可能的解決思路，對高校、教師和學生可引入一定程度的思考。但其具體的實施還需要從政策上進行積極的引導，同時學校管理者、教師和學生的積極融入，以及企業和行業單位對工程實踐教育的不斷支持才能使得上述解決思路得到更好的踐行。