“一主線雙驅動四融合”應用型人才培養模式的實踐探索

周文軍，張世英，許第發，李晉波

（長沙學院，湖南 長沙 410022）

新時代賦予了地方高校培養更多新工科專業人才的責任和使命，廣大高校教育工作者需要不斷探索人才培養的新機制、新模式。長沙學院作為“十三五”產教融合發展工程應用型本科規劃高校，在培養應用型人才方面，始終秉承“力學篤行”校訓，按照以學生為中心、以成果為導向、持續改進的人才培養理念，緊密對接地方經濟社會發展需求，大力推進產教融合、校企合作。其中，功能材料專業通過構建“一主線雙驅動四融合”應用型人才培養模式，探索出了一條新工科專業應用型人才培養的實踐路徑。

“一主線”指以培養學生解決復雜工程問題的能力為主線，重構應用型人才培養過程與課程體系。“雙驅動”指產業技術進步驅動課程內容迭代與創新項目驅動教學方法改革，“雙驅動”并行互促，激發學生自主學習興趣與動力。“四融合”指思政教育與專業教育、學科專業交叉、產業與教育、雙創教育與專業教育相融合，“四融合”組合出擊，以立德樹人為根本，合力拓展應用型人才培養路徑。其中，“一主線”是功能材料專業應用型人才培養的核心目標，“雙驅動”是動力源，“四融合”為具體路徑，目標、動力、路徑三者形成合力，落實全員、全過程、全方位育人。

1 “一主線”重構應用型人才培養過程與課程體系

培養應用型人才的辦學定位要求地方院校人才培養不能固守傳統的知識本位，而要踐行產出導向和能力本位的教育理念。解決復雜工程問題的能力既是新工科人才的核心能力，同時也是《華盛頓協議》對本科工程教育畢業生的基本要求。現代工程自身的整體系統性、學科交叉性、集成創新性、技術復雜性和社會關聯性等特點，都要求學生具有解決復雜工程問題的能力。

功能材料專業著力培養“新材料人”，以培養學生解決復雜工程問題的能力為主線，一體化設計從培養目標、培養標準、培養方案和培養模式到課程目標、課程大綱、課內外教學等完整的應用型人才培養過程，并將其落實到人才培養的各個環節。文章通過分析《華盛頓協議》中復雜工程問題的7個特征以及工程教育專業認證的12 條畢業要求［1］，將材料領域復雜工程問題能力分解為辨識、描述和分析復雜材料工程問題的能力，設計解決復雜材料工程問題方案的能力，開發、選擇與使用現代技術、工具與資源的能力，采用科學方法研究復雜材料工程問題的能力以及正確評價工程實踐與溝通的能力五個方面，對原有的課程體系進行整合重組，構建了實現復雜工程問題能力遞進式培養的課程體系（見圖1）。功能材料專業強調課程內容必須包含材料領域的工程原理，并在教學大綱中給予具體的描述，其畢業要求與課程教學目標一一對應，且需在整個培養體系中予以落實。同時，功能材料專業按照解決復雜工程問題這一畢業要求，開展課程評價，實現教學制度、資源、平臺的協同，培養高素質應用型人才。

圖1 解決復雜材料工程問題所需的能力單元與課程體系的對應關系

2 “雙驅動”激發應用型人才培養改革動力

當前產業發展方式不斷調整，產業創新不斷升級，高等教育形勢發生深刻變化，地方高校應主動適應區域經濟產業發展需要，以產業需求為導向［2］，改革傳統人才培養方式，優化課程體系和教學方式方法。功能材料專業實施“雙驅動”機制，即以產業技術進步驅動課程內容迭代，以創新項目驅動教學方法改革，實現課程內容與產業發展對接，教學方法適應工程實際，以激發應用型人才培養原動力。

2.1 產業技術進步驅動課程內容迭代

產業技術進步［3］是課程建設的不竭動力。新材料產業是工業發展的基礎，是各國戰略競爭的焦點，我國先后將其列入國家高新技術產業、戰略性新興產業等十大重點領域。新材料也是湖南省重點發展的優勢產業，在全省重點支持發展的20 條工業新興優勢產業鏈中，7 條產業鏈布局在新材料領域。新材料產業蓬勃發展催生出巨大的人才需求，但是目前地方院校的課程建設已經不能滿足新材料產業發展的需要，因此迫切需要整合教學內容，不斷吸納新知識、新技術、新工藝、新材料、新設備、新標準，把適應新材料產業升級和技術進步需求作為自覺追求，以及課程建設的出發點和落腳點。

長沙學院功能材料專業深度聚焦行業技術發展，其教學團隊邀請相關政府部門和新材料行業企業一線專家組成新材料類專業建設指導委員會，參與培養方案制定、課程教學大綱編制和教材編寫等，以產業和技術的最新發展推動教學內容的迭代。如與湖南長遠鋰科股份有限公司等企業合作編寫了《新型儲能電池原理與技術》，該教材內容囊括了比亞迪“刀片電池”技術、特斯拉鋰電池“超級工廠”、寧德時代“高鎳無鈷”電池和固態電解質等新技術，是目前國內首本集中體現鋰電行業發展中新知識、新技術、新工藝、新標準的本科教材，企業也可利用該教材對鋰電行業人員進行培訓；與湖南邦普循環科技有限公司等企業共同編寫的《功能材料創新實驗教程》把真實的工程環境移植到教學實驗室，用綜合實訓和創新實驗項目取代原來的驗證性實驗，搭建了基于真實新材料產業場景的實踐教學體系，幫助學生掌握從電池材料制備、結構表征到自主裝配電池和性能測試等一整套基于鋰電企業進行電池材料生產的工藝流程，使學生消化和深化理論知識，同時其內容貼近行業發展，可滿足新材料產業對創新型、應用型人才的需求。

2.2 創新項目驅動教學方法改革

新工科明確了教學應以培養學生解決復雜問題的能力為核心，必然要求改革教學方式方法與之相適應。“項目驅動式”教學圍繞真實的工程項目展開，將教學過程和工程實際融為一體，將理論與實踐有機結合，激發學生的學習興趣和主動性［4］，使學生解決復雜工程問題的能力在進行科學研究和實際工程項目的過程中得到充分培養。

功能材料專業通過實施“青苗計劃”，鼓勵學生“早進課題、早進實驗室、早進團隊”，組織本科生積極參加省級、國家級大學生創新項目，工程實訓項目以及各類學科競賽。在創新項目的驅動下，功能材料專業教學團隊積極進行教學方法改革，倡導專業課教學從以理論知識講授為主的講授式模式轉變為以項目實際問題為中心的啟發式、探究式、參與式模式。以教師為核心組成科研小分隊，實施5 至6 個學生的小規模教學，從教師所承擔的課題中遴選出合適的項目作為學生的訓練內容，學生在工程項目的總體設計、工程實施、性能測試、評價驗收和完成報告的各個環節中，培養了開展工程項目解決復雜工程問題的各項能力，對理論知識有了更深刻的理解，并能夠對所學知識融會貫通，舉一反三，真正激發學習興趣。近三年來，功能材料專業學生的工程實踐能力和創新創業能力顯著提升，學生獲得省級及以上學科競賽獎勵38 項，其中國家級二等獎3 項，省級一等獎15 項，學科競賽排名穩居同類院校前列；承擔課外創新項目98 項，其中國家級項目6 項；申請國家專利12 項，其中6 項已獲得授權；在Applied Surface Science、Electrochimica Acta等國際期刊上發表SCI 論文17 篇。

3 “四融合”拓展應用型人才培養路徑

地方高校要實現轉型發展，為社會培養更符合時代需求的應用型人才，思政教育與專業教育融合、學科專業交叉融合、產教融合、雙創教育與專業教育融合是四個有機聯系、不可或缺的著力點。思政教育與專業教育融合是全過程全方位育人系統工程的必然要求；學科專業交叉融合是新工科人才培養的主要特征；產教融合是產業與教育深度的合作，是提高學生工程實踐能力的主要途徑；雙創教育與專業教育融合，才能切實提高學生的創新創業能力。功能材料專業教學團隊聯合行業企業，整合優勢資源，在思政教育與專業教育融合、學科專業交叉融合、產教融合、雙創教育與專業教育融合等方面開展了有益的探索。

3.1 思政教育與專業教育融合，引導學生樹立正確價值觀

高校思想政治教育工作關系到高校培養什么人、如何培養人以及為誰培養人等根本問題。高校始終要將立德樹人作為思想政治工作的中心環節，將思想政治工作貫穿于教學全過程中，更好地實現三全育人。專業教育是高校培養學生的核心環節，各高校應努力尋找其與思想政治教育工作的結合點，創新形式，促進思想政治教育與專業教育有機融合，提高育人的針對性和實效性。

功能材料專業教師主動與思想政治理論課教師結對，協同開展課程思政建設。借鑒OBE 教育理念，強化頂層設計，以專業思政帶動課程思政，研發出專業課程思政總要求，建立專業思政要求與專業課程的支撐矩陣，在教學大綱中獨立設置“課程思政”模塊，參考工程教育專業認證方法，明確課程教學內容與專業思政要求分解點的支撐體系，構建思政元素、專業知識、教學方法三位一體的新型教學大綱；聚焦課程思政元素，遴選課程知識點，構建課程知識體系，實現思政教育與專業教育有機融合，促進價值引領、知識傳授和能力培養的有機融合。功能材料專業已有省級課程思政示范課程2 項，省級課程思政教改課題2 項，獲評“省級黨建工作樣板支部”，學生獲得“湖南省普通高校百名優秀大學生黨員”“湖南省優秀畢業生”等省級以上榮譽稱號15 次。

3.2 學科專業交叉融合，培養學生的跨界整合能力

新技術往往都是跨界交叉融合的，地方院校專業建設需要重新審視專業和課程邊界，整合多方資源，進入專業開放狀態［2］，從而實質性推進應用型人才培養進程。

功能材料專業緊密對接先進儲能材料、新能源裝備等長沙市工業新興及優勢產業鏈，科學組建跨學科、跨專業的教學、科研創新團隊，構建材料、化學、環境、物理等多學科交叉融合的課程體系：“材料科學基礎”以金屬材料的基礎理論為主線，橫向融合無機非金屬材料和高分子材料的基礎理論，涉及物理、化學和力學等學科；“半導體器件物理基礎”以固體材料的物理基礎理論為基礎，分析了從材料到器件的中間過程及其工作原理和性能，涉及材料、半導體等學科；“功能材料課程設計”以采用電池生產線組裝典型軟包鋰離子電池為主要實踐教學內容，融合了電化學、工程等學科方面的知識。學生的跨界整合意識和能力不斷增強，完成橫跨材料、電子、化學、環境等多學科專業省級以上創新性項目16 項，獲多學科競賽獎項38 項，學生的畢業論文/設計全部為跨學科選題。

3.3 產教融合，提高學生的工程實踐能力

產教融合是地方本科院校轉型發展的基本路徑。地方院校應主動探索同企業的合作方式，打破與企業間的人才培養邊界，健全多元化的辦學格局，推動企業深度參與協同育人，更好地服務地方產業轉型以及提質升級，推動人才鏈與產業鏈、創新鏈的有機銜接。

功能材料專業教學團隊主動探索并實踐與相關行業企業、科研院校深度融合的方式方法，實施共商共建共享協同育人新舉措。教學團隊與相關行業企業一線精英實施人才培養方案和課程標準“共制定”，教材和實習實訓指導書、精品課程“共開發”，理論和實踐教學“共參與”。與湖南長遠鋰科股份有限公司、遠大科技集團有限公司、航天凱天環保科技股份有限公司等15 家企業共建國家級校外實踐教育基地1 個、省級創新創業基地6 個，共建省2011 協同創新中心、省重點實驗室、省工程技術中心等科研平臺5 個，儀器設備相互開放，學校每年選派教師到企業設置的工程技術中心與企業專家合作開發產品，企業技術人員定期到學校建設的省重點實驗室開展基礎研究和產品檢測，每年有30%左右的學生在企業基地完成畢業論文，有80%的教師參與企業的科技攻關，“畢業論文做到生產線上，科學研究放到企業車間”，促進了功能材料專業與新材料產業的深度融合。近三年來，學生參與研究攻克6 項技術難題，降低企業生產成本1 000 萬元，優先轉讓企業專利3 項。教師離崗創辦湖南榮嵐智能科技公司，生產氣凝膠隔熱材料，解決了氣凝膠材料領域“卡脖子”的關鍵技術難題，新增產值5 000 余萬元，新增利潤2 500 余萬元。

3.4 雙創教育與專業教育融合，增強學生的創新創業能力

創新驅動的新產業已成為全球經濟復蘇與增長的主要動力，創新創業能力成為應用型人才至關重要的能力。新經濟時代創新的主要特點是成果轉化快、創新周期短、技術更新快、未來因素多、涉及學科廣、發展模式多等，這些均要求工程技術人才具備創新創業的意識與能力，以及具有符合新經濟要求的思維方式［5］。

功能材料專業立足區域產業經濟發展，發揮其專業與企業、行業對接的天然優勢，將雙創教育理念融入專業人才培養方案，貫穿人才培養全過程。功能材料專業教學團隊開設大學生職業生涯規劃、創業基礎、功能材料概論、大學生就業指導等雙創教育的必修課和選修課，納入學分管理，使學生獲得創業實踐所必需的通用知識；充分挖掘專業課程創新創業教育要素，根據學生的個性化需求和本行業的社會發展整合教學內容，如《功能材料創新實驗教程》引入新能源行業中鋰電、鈉電等新型電池裝備工藝前沿技術，引導學生獨立思考、自主設計實驗方案，實現“做中學、學中做”；鼓勵學生“三早進”，即“早進課題、早進實驗室、早進團隊”，學生參與教師科研團隊的比例達80%以上；打造本科生科研助理團隊，帶領學生積極參與科技研發，并在項目開發過程中對學生實施項目化教學，培養學生的創新精神和實踐能力；跨行業、跨領域，搭建各類創客空間、創業實習基地、創業孵化基地等創新創業平臺，組織形式多樣的創新創業競賽、科技創新活動等，全過程營造創新創業教育氛圍，全方位推動創新創業教育深層次融入整個專業教育。學生創新創業能力明顯增強，涌現出了廣東博力威科技股份有限公司創始人張志平、湖南錦華汽車部件有限公司創始人李凱和東莞市沙基姆貿易有限公司創始人鄭軍輝等20名成功創業的優秀畢業生。

4 結語

功能材料專業“一主線雙驅動四融合”應用型人才培養的改革實踐，是學校遵循應用型人才成長規律，探索新時代新工科人才培養路徑的有益嘗試，也是在國家大力推進校企合作、產教融合背景下，地方院校人才培養模式的創新與實踐。近三年來，功能材料專業學生平均升學（考研）率達30.5%、就業率達94.3%，從事新材料產業相關工作的畢業生比例達85.3%，用人單位對畢業生質量滿意度達到96.83%，其人才培養質量獲得了社會高度認可。