董振伟　王云克　梁玮　钞春英　李品将

摘要：在高校转型发展的背景下，材料科学与工程作为一门应用性较强的工科专业也要向应用型人才培养的方向转型，摒弃传统教学的弊端，建立起材料专业应用型人才培养的新型课程体系。本文以许昌学院材料科学与工程专业为例，提出了以课堂教学、综合实验、企业实习和创新平台实践课为一体的四位一体课程教学体系，突破了以往课程教学的局限，并探索出了一条针对服务地方经济发展所需材料专业应用型人才的培养道路。

关键词：材料科学与工程；教学改革；转型发展；应用型人才培养

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）26-0132-03

一、引言

近年来市场对应用型人才的需求极为迫切，而高校的人才培养模式却不能满足市场需求，尤其是地方性院校盲目照搬学术型大学办学的现象屡见不鲜。当前正值国家号召高校以服务地方经济发展为导向，而应用型人才培养是衡量高校转型发展成功与否的关键[1，2]。材料科学与工程作为应用性很强的工科专业，在高校转型发展背景下也应该向应用型人才培养的方向转型，不仅要摒弃传统教学的弊端，还要建立起应用型人才培养所需要的新型课程体系[3，4]。材料科学与工程包含了无机非金属材料、金属材料、高分子材料以及复合材料等专业基础知识，以及材料设计、制备、加工等专业技能知识，要求学生在掌握材料基本原理的同时还要学会运用科学原理解决实际工程问题。由于材料科学与工程的理论知识多、概念和定义多、知识点多，且应用性很强，因此学生在学习过程中会感觉到抽象而枯燥，无法达到良好的教学效果。针对上述问题，许昌学院对材料科学与工程专业的教学方法进行了改革：依托于新能源材料、超硬材料和特色功能陶瓷材料三大具有鲜明地方特色的方向，开设创新平台实践课、企业实习课、特色的专业理论课和材料科学综合实验等课程，使学生们能够从纵向和横向两个方面深入课程，从理论走向实践，从实践走向研发[5]。课程之间相互补充、相互反馈，形成了新型材料科学与工程专业课程教学体系，为培养出材料专业应用型人才提供了宝贵的经验。

二、课程设计

专业理论课作为材料科学与工程的核心内容，不能仅仅是单一的课堂理论教学，还需要配备相应的实践教育内容[6]。因此，需要对学生进行实践教育，即在传授学生理论知识的同时也为培养学生的应用能力打下了基础。例如，第三至第四学期开设的材料科学基础课使学生了解材料科学与工程的基本理论知识，与之相配的第三学期，学院组织学生进入与材料相关的企业进行实习，使学生可以详细了解产品的生产工艺流程，并在实践的过程中加强对理论知识的理解，将所学到的实战经验反馈到专业理论中；第四学期一方面开设了与专业理论课程相配的材料基础实验，可以使学生学习掌握金相分析仪、热重分析仪、电子能谱分析仪、激光粒度仪等常规仪器的测试原理及使用方法，另一方面开设了与地方产业特色相结合的创新平台实践课，包括新能源材料、超硬材料和特色陶瓷材料三个方向，学生根据兴趣爱好选择不同的科研方向，并在导师的指导下开展科技研发，创新平台实践课不仅让学生们学到了材料专业理论知识，还锻炼了学生的工程实践能力；第五至第六学期开设的特色材料综合实验课程，将理论知识和实战经验有机结合起来，旨在把学生培养为具有一定科研能力的创新应用型人才。整体上形成如图1所示的课堂理论学习、材料科学基础实验课、创新平台实践和企业实习四部分相互反馈、互相促进、产学研相结合的材料科学与工程课程教学体系。

三、教学方法

1.理论教学。专业核心课程的理论知识是培养应用型人才的基础，但仅仅依靠专业理论是无法培养出应用型人才的，因此需要依托材料科学综合实验、创新平台实践和企业实习，将专业理论知识贯穿到整个教学活动中。在理论教学的过程中，形成传统课堂与翻转课堂相结合的新式课堂。即通过老师课堂讲授的知识，将所学到的理论灵活运用到创新实践课和企业实习中，再将实践中获得的经验反馈到理论中，最后通过翻转课堂的方式，对师生间的互动讨论进行答疑解惑，以使学生深入理解理论知识，形成由理论结合实践，在实践中反馈理论的教学模式。例如材料科学基础中对晶体结构的认识，材料科学基础实验利用塑料球和塑料棒对晶体结构进行模拟，实际模拟的过程中可以发现晶体结构的存在方式并不仅限于14种空间点阵[7]，而将这些发现反馈到课堂中，教师就可以给予解答，阐明多余的结构实际上并不能真正的存在，同学们也就可以通过实验更好地学习材料科学基础。非晶态部分讲解了玻璃形成机理和影响因素，通過参观考察环宇玻璃有限公司，可以详细了解玻璃的生产工艺流程，对于实际生产过程中遇到的问题可以通过翻转课堂的方式直接反馈给教师，教师给予讲解后学生会产生更深刻的理解。固态相变可以与创新平台实践课中的锂离子电池磷酸铁锂材料的制备相结合，磷酸铁锂材料的制备工艺比较复杂，不仅要磷酸铁和碳酸锂等材料的化合反应，还要在表面进行碳包覆，通过碳包覆可以提高其导电性能，以上是课堂理论学习、材料综合实验、创新平台实践和企业实习相结合的课程体系在理论教学中的具体体现。学生可以用PPT展示的方式在课堂教学的过程中提出企业实习中所遇到的问题，请老师给予充分指导和解答，进而实现师生互换的翻转式教学。

2.实战教学。除了构建良好的理论教学模型之外，实战教学也是培养应用型人才不可或缺的一部分。在实战教学中，企业实习、综合实验与创新实践三者密不可分，综合实验课程通常是创新实践课程内容的基础，创新实践课程是企业实习课程的深入研究。以黄河旋风集团为例，实验课中配有金刚石晶体结构的模拟实验和粒度测试实验，实习课可以参观学习企业的工艺流程，实践课中可以通过一些表征制备手段优化企业生产工艺或金刚石的性能，以此加深了对专业理论的理解，借助三者互相结合反馈，从而将利用理论知识解决实际生产中的问题变为现实。许昌学院材料科学与工程专业依托于表面微纳米材料研究所，开展了具有地方特色的产学研相结合的教学模式。“产”代表了校企合作，即与黄河旋风股份有限公司、河南大宋官窑股份有限公司、河南环宇玻璃科技股份有限公司等地方企业签订战略合作协议，合作开展专业建设，共建实践教学基地，这将进一步推进学校办学模式、人才培养模式的改革，增强学校服务许昌经济建设的能力。“研”则代表了创新平台实践课，即学生根据不同的兴趣爱好和就业意向选择不同方向的导师开展相应的课题研究，师生合作帮助地方企业解决生产过程中所遇到的问题。“学”包括实验教学和课堂教学，所谓实验教学分为三部分，第一部分属于常规仪器的操作，在学校条件允许的前提下使学生掌握实验仪器的基本使用方法；第二部分属于匹配课程的实验，也就是将专业理论课程中的重点知识通过实验的手段，验证课程中讲授的模型或定理，增强学生对理论知识的深入理解，训练学生的知识转化能力；第三部分属于拓展实验，即从整体上结合课堂教学理论知识、创新平台实践课和企业实习，在老师的指导下设计出一套拟解决企业生产中所遇问题的实验方案。通过以上产学研相结合的教学模式，使学生普遍具有良好的综合工程实践与科研创新能力，满足学生进一步深造或直接就业的需求。

四、结语

地方本科高校向应用型转型是高等教育结构调整的重要战略部署，坚持立足地方办学，在服务地方经济社会发展中实现转型，已成为地方本科高校的共识。本文以许昌学院材料科学与工程专业在转型发展过程中的课程改革为例，对高校转型发展背景下的材料科学与工程专业教学改革进行了探讨，突破了以往课程教学的局限，提出了传统专业理论课、创新平台实践课、材料综合实验课、校企合作实习课四位一体化的课程设计，深层次地阐述了理论教学和实践教学相结合的材料科学与工程课程教学体系，探索出了一条针对服务地方经济发展所需材料专业应用型人才的培养道路。

参考文献：

[1]曾冬梅，陈飞，冯文然，等.材料科学与工程专业核心课程群建设探究[J].教育教学论坛，2016，（4）：185-186.

[2]刘彦军.地方本科高校转型发展模式研究[J].中国高教研究，2015，（10）：18-22.

[3]任京成，周燕.基于应用型人才培养的材料类专业建设的几点思考[J].教育教学论坛，2016，（36）：240-241.

[4]雷源源，张晓燕，田琴，等.《材料科学基础》教学方法的改革[J].新课程研究：高等教育，2012，（6）：117-118.

[5]钟伟平，宁智沛.转型发展中的许昌学院人[J].河南教育：高教，2016，（5）：50-52.

[6]王香，佟运祥，周惠敏，等.“材料科学基础”课程教学内容优化和教学方法的探讨[J].教育教学论坛，2016，（38）：172-173.

[7]张联盟，黄学辉，宋晓岚.材料科学基础[M].武汉：武汉理工大学出版社，2008.