专业认证背景下无机非金属材料专业应用型人才培养改革与实践
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作者:张俊才 毕建聪
摘 要：为了达到无机非金属材料专业认证的12个毕业要求，研究了围绕无机非金属材料专业应用型人才培养模式下如何建设无机非金属材料专业课程体系、实训体系、校企联合培养体系，以及如何通过三大体系的有机整合和衔接及有效实施，形成无机非金属材料专业的竞争优势，以便顺利通过工程教育专业认证。
关键词：专业认证;无机非金属材料专业;应用型人才培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2022）20-0106-03
一、无机非金属材料专业进行专业认证的必要性
工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。通过认证，对达到或超过既定教育质量标准的高校或工程专业给予认可，从而协助院校和专业进一步提高教育质量，因此，积极参与国际互认是实现工程教育全球化战略和工程技术人员全球流动的必然选择。
为增强无机非金属材料专业人才培养对产业发展的适应性，更好满足材料产业人才需求，以及提升无机非金属材料专业毕业生国际和国内影响力和竞争力，实现国际互认，从而提高就业率和就业质量，无机非金属材料专业有必要进行专业认证。
二、基于专业认证和石墨烯特色修订优化专业人才培养方案
根据无机非金属材料专业认证12个毕业要求及黑龙江省相关产业发展的客观要求，充分考虑黑龙江省地方经济和市场对无机非金属材料方面人才的需求，尤其是石墨深加工产业人才需求，研究在国际化背景下无机非金属材料专业人才需求的知识体系、技术能力、创新技能等，并根据无机非金属材料专业认证12个毕业要求建立相应的目标体系，从市场需求和服务地方经济的角度出发，对人才培养方案进行修订优化。
黑龙江是中国乃至世界石墨储量最多的省份，资源优势突出。黑龙江省“十三五”的目标之一是将黑龙江省打造成为集石墨矿山采选、科研开发、石墨新材料制造为一体的国家重点产业集聚区，成为全国乃至全球石墨及石墨新材料产业发展的领跑者。石墨深加工人才培养成为黑龙江省无机非金属材料专业人才培养特色，满足本省、全国及国际石墨烯人才需求，为此在新修订的人才培养方案中增设《碳素工艺学》、《新型碳材料》、《无机非金属材料新技术》、《无机非金属材料工程案例分析》、《纳米材料》、《材料前沿讲座》、《专业技能训练》和《综合实验》等课程，从而更加完善了学生的知识体系，强化了学生的实践技能，拓宽了学生的就业方向。
三、专业认证下课程体系CDIO项目式改革
CDIO教学模式是以学生为中心、使学生参与产品整个生命周期的一个教学过程。让学生在任务的驱动下，以团队合作的方式，借助CDIO项目平台整合《无机非金俨牧瞎ひ昭А贰《材料工程基础》和《材料工程基础课程设计》等课程讲述的知识，让学生在“学中做”和“做中学”，进行主动的探索和创作。在工程教育专业认证的达成度分析中，专业课程体系对毕业要求的支撑极为重要。引入以学生为中心的CDIO教学模式，能够优化专业课程体系，有助于对学生的各项能力进行培养并评价，从而更加有助于工程教育认证过程中毕业要求达成度的分析和评价。
四、理论教学、生产实习和课程设计三位一体教学模式改革
无机非金属材料专业实践性较强。在现行教学体系的教学实践中，实践教学和理论教学脱节，至少是缺少紧密联系。《无机材料科学基础》、《无机非金属材料工学》、《无机非金属材料设备》、《材料工程基础》等课程是无机非金属材料专业重要的专业基础课，《无机非金属材料工厂工艺设计》是无机非金属材料专业重要的专业方向课，这些课程都与生产实践有着密切的联系。
生产实习是从理论到实践的第二次结合（第一次结合为认识实习），通过到企业现场实习，学生能够获得从原材料的种类、特点、配料、加工到成品批量生产的全过程，以及对生产组织管理等的感性认识，并与理论教学中获得的理性认识（理论知识）相结合，从而加以验证、深化、巩固和充实;同时，能够培养学生进行调查、研究、分析和解决实际问题的能力，为后续专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。
课程设计是在理论到实践的两次结合之后，旨在培养学生综合运用某门课程及先修课程的基本知识来解决某一实际问题的能力训练环节，同时还可以培养学生查阅资料、方案设计、系统计算、计算机应用等方面能力。只有在充分了解了生产实践的各个环节，以及对生产设备和工艺有了较深入的认识的基础上，才能真正进行有意义的课程设计，否则课程设计只能是无源之水、无本之木。材料工程基础课程设计和无机非金属材料工厂工艺设计课程设计是非常重要的实践教学环节。以往的课程设计，由于指导教师不一定参与指导学生生产实习，因而无法按照设计要求有针对性地安排生产实习内容，从而导致生产实习和课程设计两个本来应该紧密联系的教学环节产生脱节。
为此，要在专业课理论教学中密切联系生产实习和课程设计环节，将前一轮的实践成果应用于理论教学，并为下一轮的实践教学布置具体任务。理论教学应更多结合前一轮生产实习和课程设计的成果进行讨论式教学。生产实习要带着理论课学习的待检验成果和课程设计的任务深入企业进行理论与实践的结合，生产实习把以往的由企业人员指导改为以指导教师指导为主、企业人员指导为辅的形式。最后用以老带新的组合方式安排指导教师指导新一轮的课程设计。课程设计以实习的对象企业为蓝本，根据课程设计任务书，利用生产实习的成果和理论学习的系统知识来进行设计。课程设计辅助手段要由以往的以设计手册为主改为以现场实践获得的信息为主、设计手册为辅的形式，真正将课堂与生产实践紧密结合。
五、专业认证下分层递进的实践教学体系改革
按照应用型人才培养定位及目标要求，进一步增强实践教学的层次性及其与理论课程的匹配性，并在保证基础实验课程教学质量的基础上进一步加强专业实践教学体系的整合建设。无机非金属材料专业应建立生产实习、专业技能训练、综合实验、毕业实习和毕业设计（论文）分层递进的实践教学体系，各种教学方式相互渗透。并对技能训练、综合实验、毕业设计（论文）中增加与生产实践密切相关的训练题目。
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（一）专业技能训练改革
无机非金属材料专业技能训练4周，分水泥、陶瓷、石墨等不同方向。水泥方向主要是水泥使用过程中各项性能的检测（包括水泥的细度及凝结时间测定、表观密度测定，水泥胶砂标准稠度用水量，水泥的安定性测定，水泥不同龄期抗压和抗折强度等）;陶瓷方向主要是针对不同的成型方式对应的陶瓷粉体的制备、泥浆和泥坯的制备，以及后续的成型、烧成、检测等系统性训练;石墨方向主要是石墨提纯、膨胀石墨制备以及新型石墨材料（石墨烯）制备等。在每个方向配备基本训练内容供学生自行选题，形成小组独立完成，学生按照教师给出的任务和目标，设计训练方案，最终获得相关结论或试验产品。专业技能训练使学生能够熟练掌握仪器设备的使用，了解无机材料工艺设计方案以及产品的设计、制作和加工以及检测。
（二）综合实验改革
综合实验所体现的实验内容的复合性、实验方法的多元性、实验手段的多样性以及人才培养的综合性，更有助于展现专业综合实验在培养学生动手能力和综合素质方面的重要作用。综合实验是在学生具有一定专业基础知识和基本操作技能的基础上，运用相关课程的综合知识，对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。无机非金属材料专业综合实验需要在工程教育认证的引导下，优化与整合实验教学内容和课程结构体系，将孤立、分散的实验内容通过综合性实验有机地结合，围绕材料制备、成分分析、结构表征、性能分析等环节依次开设实验项目，形成一套完备知识结构的实验教学体系，使综合实验教学更趋先进性、科学性和系统性。同时，依托本专业发展平台，总结最新科研成果，将教学和科研充分熔接，以科研引领教学，改革教学方法，丰富教学内容，实现无机非金属材料专业实验教学的创新性发展。这种教学方式对于激发学生学习热情、提升学生创新能力，以适应工程教育认证对学生创新能力的要求具有重要的实践意义。
无机非金属材料专业综合实验由基础实验、专业性实验和创新性实验构成，以提高学生运用所学知识进行综合实验的动手能力。在基础实验中，主要是掌握关于水泥、陶瓷、石墨检测方面的基础实验技能，包括常用仪器设备讲解和安全规范操作训练，对一些科学技术的原理进行验证，培养学生规范的实验操作技能和安全防护。专业性实验是对学生所学相关理论知识进行的独立设计实验，达到对水泥、陶瓷、石墨材料的一种综合性测试。创新性实验是对前沿的石墨材料（石墨烯）进行制备、复合以及相关的组织结构和性能进行探索性研究。分层次综合实验教学模式，不仅使学生掌握了基础的实验内容和基本操作技术，更能够通过实验方面的训练，与企业人才能力需求无缝对接。分层次综合实验教学模式改革使学生研究性学习和创新能力得到了提高，更好地满足了考研和找工作同学不同需求。
（三）毕业设计（论文）改革
无机非金属材料专业的毕业设计（论文）是运用所W知识解决实际工程问题的基本训练，是本科教学中至关重要的实践教学环节，为学生毕业后从事无机非金属材料研究、工艺设计、产品制造和运行管理等工作奠定基础。毕业设计（论文）题目来源以就业为导向，与就业岗位紧密结合。学生也可以在拟就业企业完成毕业设计（论文），通过在企业实习的过程，根据企业的生产实际，选择与企业生产密切相关的课题。设计（论文）既可以在企业完成，也可以在学校完成，也可以两边各做一部分工作。使学生进一步了解就业方向与工作对象，最大限度地缩小毕业生综合职业能力与用人单位岗位要求的差距。部分题目来自企业生产实际，实战性强，最大限度地激发学生的积极性与主动性，激发创新思维，提高实践能力，一旦被企业采用，学生就会产生极大的自信心与成就感。
六、专业认证下学生创新创业平台搭建
无机非金属材料专业依托教师科研项目、全国混凝土设计大赛、黑龙江科技大学大学生创业创新项目等搭建大学生创新创业平台，学生可以利用这些平台组建科技创新团队进行创新创业训练。由指导教师提出工作方向和任务，学生团队在教师指导下协助完成科研项目，能有效激发学生探索知识和发现问题的潜力，并在工作中获得成就感。在实践过程中，学生不仅能够接触科技前沿领域，而且可以强化创新意识、提高创新能力。在创新实验过程中始终以学生为中心、教师为辅助，达到理论与实践相结合、动脑和动手相结合，有利于学生综合素质的提高及创新能力培养。
七、专业认证下校企合作模式深化改革
利用黑龙江地域优势和企业资源扩大实习实践基地。黑龙江科技大学无机非金属材料专业与依安县政府签订了产学研实习合作协议，在校企联合培养学生、科研合作学生带薪顶岗实习和学生就业等方面深化合作。黑龙江科技大学无机非金属材料专业还与牡丹江水泥厂、哈尔滨电碳厂、哈尔滨市质量技术监督局、哈尔滨水泥厂等企业合作，深化校企联合培养。黑龙江科技大学无机非金属材料专业生产实习将常规实习与顶岗实习相结合，由学院和企业签订合作协议，共同制定实习学生的选拔、指导、管理和评估制度和办法，加强实习实践基地建设。顶岗实习可以使学生获得工作经验，增加学生收入，提高学生实际动手能力。学生通过顶岗实习建立起无机非金属行业的发展理念和工作需求，从而能够较快适应企业研究和生产实际。提前接受企业的培训，感受岗位对自身能力的要求，对于学生的就业有极大的推动作用。目前，黑龙江科技大学无机非金属材料专业已经为哈尔滨电碳厂、牡丹江水泥厂等相关企业输送20余名毕业生。通过走访用人单位获知，黑龙江科技大学无机非金属材料专业毕业生深得用人单位好评，满意程度较高。
参考文献：
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[2] 孟祥红，齐恬雨，张丹.从课程支撑到能力整合：工程教育专业认证“毕业要求”指标研究[J].高等工程教育研究，2021，（8）.
[3] 郄海霞，陈艳艳.秉承卓越：美国工程教育专业认证标准的变革路径与价值趋向[J].现代教育管理，2021，（2）.
[责任编辑 柯 黎]
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