農林院校材料化學專業的特色與未來

胡冰 ，肖雯 ，崔彥君 ，徐玉梅 ，鞏海鵬 ，魏佳

（甘肅農業大學 1. 理學院，2. 農業資源化學與應用研究所，甘肅 蘭州 730070）

材料、能源、信息是當代技術的三大支柱，而材料又是能源和信息技術的物質基礎，其中新材料被視為高新技術革命的基礎和先導，是推動“大國重器”快速發展的戰略新興產業[1-2]．與此同時，材料科學對推進農業農村現代化、確保國家糧食安全也起到了巨大的促進作用，農業循環經濟發展模式對農業相關材料化學專門人才培養也提出新要求[3]．為了更好地滿足農林經濟對材料相關專業人才的需求，甘肅農業大學于2013年招收材料化學專業本科學生．

然而，目前國內農業院校開設材料化學專業的學校數量較為有限，相關教學研究存在整體滯后、研究基礎薄弱、資金投入少等問題[4-6]，迫使我們必須挺進縱深、探索構建出以化學理論為基礎，材料為專業方向，并且緊密結合學校優勢學科，特色凸顯的材料化學專業課程新體系[7-9]．

1 教學改革整體情況

甘肅農業大學材料化學專業于2019年4月獲批甘肅省本科一批次招生，隨后材料化學教學團隊緊抓契機，加強專業內涵建設，積極開展問卷調查及座談，及時掌握教師、學生和市場的反饋與需求，有針對性地優化培養方式，進一步修訂和完善教學計劃和培養方案．在完備專業課程知識體系，流暢銜接各課程內容的同時，借助農科類專業的學科優勢，多渠道糅合農用新型材料方面的教學內容．在培養計劃中刪除與專業培養特色相對疏離的部分選修課，改為開設生物質能、農業材料前沿、科技創新與新產品開發、農用功能材料等更具辦學特點的選修課程，突出辦學特色．經專業理論課程、實習實踐環節，乃至雙創人才的培養等多方渠道，在教學中逐級開展農用新材料的創新研制，有效幫助學生擴寬知識體系，提高專業興趣，提升專業綜合素養，了解相關產業的發展情況，拓展創新創業能力，進而增強畢業生在就業市場的競爭力，為最終辦好中國特色社會主義農業大學的材料化學專業積累經驗[10]，進一步促進各類高校學科間的聚力、融合、創新（見圖1）．

圖1 學科間聚力、融合、創新關系

2 課程體系與專業特色建設

2.1 理論課教學

在專業課程（如材料成型與加工、高分子材料與物理、復合材料、生物質材料等）中增加相關新型農業材料的授課專題，介紹目前國內外的研究進展及發展方向．如在高分子材料與物理課程中主要介紹合成高分子材料的相關內容及其在農業材料中的實際應用，涉及農用地膜、食品包裝膜等．再如目前生物質材料已成為全世界開發研究的熱點，其在農業生產中可用作高吸水保水性功能材料、緩釋肥料、農藥緩釋劑、植物生長調節劑、土壤改良劑、飼料添加劑、沙土穩定劑、食品添加劑等，教師在教學中增加相關內容的傳授，強化學生對知識能學以致用，專業能大有可為的思想理念．

此外，材料化學專業緊跟時代發展的腳步，積極開展混合式教學改革工作，并為順應“互聯網+”時代信息化教育的發展趨勢，引入國家級精品課程作為在線開放課程，促進優質教育資源共享，不斷深化教育教學改革．部分課程實行了雙語教學，努力提高人才培養質量．

2.2 實習實踐

進一步推動專業綜合實驗教學改革，增加專業綜合實驗至176學時，注重專業實驗的綜合性、設計性、研究性及學科發展的前瞻性，強化學生對專業知識的理解與運用，進而彌補專業課學分比例下降（專業類課程學分比例從2015年的59.69%降至2020年的55.00%）所帶來的不利影響．在加強反映近代材料科學技術發展的實驗項目的同時，注重農林院校的專業特色，增開與農用功能材料、生物質材料等緊密相關的實驗項目，強化學生對知識的認識與應用，形成多層次的綜合性、設計性和開放性實驗．如在材料化學專業綜合實驗課程中，增加木質素脲醛基載藥微膠囊的制備及性能研究，天然橡膠配方設計及加工實驗，吸水保水緩釋多功能復合肥制備及性能研究，食品涂膜保鮮工藝的研究，農用功能性聚烯烴覆蓋材料的制備、表征及性能研究，環氧氯丙烷交聯淀粉的制備，以生物質材料為原料制備炭材料及其電性能研究等具有農科院校特點的實驗內容，幫助學生熟悉材料制備在農業科學中的應用，在增強學習興趣的同時培養創新能力．在實踐方面，積極拓展實習實訓基地，新增蘭州金通儲能動力新材料有限公司，甘肅省職業技能公共實訓中心等多家實習基地，同時進一步加強與已有實習基地（如甘肅省農科院）的聯系與合作，加大開展農用新材料的研制實習，拓寬學生視野，提高學生獨立科研和工作的能力．

2.3 雙創項目指導

充分調研，明確目前農業新材料的缺口或熱點方向，進而加強大學生創新創業訓練計劃項目的申報與實施，鼓勵與農業科學、食品科學、資源與環境科學、動物醫學、動物科學等多學科進行交叉融合（見表1），積極鼓勵并吸收各專業學生聯合組隊，進一步為學生提供創新性學習、研究平臺．以實際項目研究加深對課堂知識的理解與掌握，加強對學生雙創能力的培養，為進一步推進雙創教育積累經驗．積極開展暑期實踐，指導學生開展對農村環境污染與保護的實踐調查，研究土地、水質污染情況，并嘗試開展新材料對污染治理的應用研究．2016—2019年SRTP項目中學科交叉項目所占比例分別為62.50%，58.33%，38.46%，53.85%．

表1 多學科交叉融合參與內容

2.4 畢業論文選題安排

在本專業的本科畢業論文選題中，為學生充分提供農用新型材料研制的論文選題，結合本科SRTP等項目的相關研究基礎，每屆開展一定比例農業材料有關內容的論文工作．近年來項目比例呈現總體平穩、穩中有進的發展態勢，幫助學生擴寬知識體系、提升綜合素質、拓展專業技能．招生以來，2017—2019年本科畢業論文中農業材料項目所占比例分別為44.83%，53.57%，56.90%．

3 結語

通過對材料化學專業課程體系與專業特色的建設，在我校實現了多學科的交叉融合，依靠緊密結合學校優勢學科，凝煉出材料化學本科專業方向，形成了以化學和材料理論為基礎、特色凸顯的課程新體系．通過學科交叉，進一步提高了學生綜合應用所學知識解決實際問題的能力，拓寬了各專業學生的知識領域，培養與訓練了學生的創新意識，提高了學生的獨立科研和工作能力，增強了畢業競爭力．教學體系綜合改革效果良好，輻射面寬，受益面廣，為進一步實施相關教學研究、提升研究層次奠定了良好的前期準備基礎．同時，對全國農林院校材料化學專業的特色培養提供了研究基礎，為進一步促進各類高校學科間的聚力、融合、創新具有積極的推動作用．